Digital Twin的研究/应用新进展：纵横交织 重构体系

数字孪生，一横一纵。交织发展，动态演进。既与产品全寿期相匹配，又与产品的系统结构与级别相映射。

众所周知，工业体系的标准化程度越高，它的应用面越宽，通用型越强。这启发、赋予了我们全新的思想方法，在产品研制过程中，以先解耦、再重构的方式，对所使用的传统架构的大型工业软件进行重大变革。例如，我们根据复杂产品解耦的层次和具体的物理产品单元，确定其在设计、仿真、工艺、工装、制造以及试用等阶段等所需使用的相应的工业软件。这样就可以把原有的传统架构的大型工业软件分解形成一个个具有统一软件接口，小型轻灵、功能齐全、很容易配置形成一个统一的研发系统的一种新形态软件，这就是工业APP。

复杂产品经过七层分解之后，就会出现天量的零件和元器件，海量的组件、部件，大量的子系统和系统，最后按照系统层级不断综合验证，形成一个完整的复杂产品全机。如果每一步都按照数字化模型来研制和生产，这个复杂产品系统最后可以以较高的质量交付。当然，该系统无论是在设计、工艺、生产、制造、工装、交付和维护维修过程中，都已经有了大量的产品原型和数字模型。据初步估算，按照30吨的一架飞机来衡量，从产品模型、到工艺模型、仿真模型、实验模型、维护维修保障的模型，如果每个单元都是采用数字孪生技术实现的话，估计数字模型会有上百万个；为了把这几百万个模型充分的设计关联，形成完整的体系，就需要非常繁杂、多种类的软件。我们可以把这些软件合理分类、分层、分阶段，变成一个个专用的工业APP。当然这些APP之间一定要有标准，软件接口要有标准，最后我们可以根据产品需求，通过动态重组这些APP来重构产品，实现产品的解构与重构。正是这些工业APP的成功，构成了全新的工业体系，基于系统化数字孪生的工业体系，从而形成新的研制体系。

在未来复杂产品研制过程中，理论上讲说，研制过程的每个不同级别的单元的产品定义，既有物理实体模型，也有相应的数字孪生模型，彼此之间有着精准的虚实对应关系。但是，在实际操作过程中，有些单元以数字模型描述足矣，并不需要实体模型；也有些单元不需要数字模型，而直接做物理实体模型。因此，笔者认为：数字孪生在实践中是按需实施的，企业无需为了数字孪生而做数字孪生。