Digital Twin的研究/应用新进展：CPS结构 虚实映射

CPS概念由美国人作为科学研究内容首创，由德国人在推出工业4.0的一系列的理论与实践中发扬光大。笔者一直认为，没有数字孪生，就没有CPS，当然也就没有工业4.0/智能制造/工业互联网。因此在研究CPS时，笔者坚持认真学习和深入领会德国的RAMI4.0，于是当笔者以国内首创的“三体智能模型”来解读CPS时，自然而然就把数字孪生写在了CPS结构中。没有想到，笔者始于2015年的这一自发的研究结果，居然在对数字孪生与CPS的关系理解上走在了德国人前面。

德国人2013年提出的RAMI4.0中，没有直接阐述数字孪生的内容，只是隐含地指出了在管理壳的“信息层”包含了数据、CAD虚拟模型等，相当于有了数字孪生的“痕迹”。笔者注意到，从2019年开始，德国人在新版的工业4.0文件中，才开始介绍数字孪生概念以及实施方法。

比德国人稍微早一点的是德勤咨询公司，德勤大学出版社在2018年发布的“工业4.0与数字孪生：制造业如虎添翼”研究报告中，直接将二者放在一起研究，认为数字孪生是实施工业4.0/智能制造，改善研发与生产的利器：“数字孪生可以结合多种实际环境来创建，以服务于不同的目的。例如，数字孪生有时会用来模拟复杂部署资产，如喷气发动机和大型采矿卡车，以便监测和评估这些资产在现场使用时的磨损和各种特殊受力。一个风电场的数字孪生会发现运营效率低下的问题。这类数字孪生可能会产生重要的见解，影响和改进未来的资产设计。”

企业高价值资产的研发、制造与运营管理，是一个非常复杂的问题。在没有数字孪生的时代，很多物理设备的问题都难以发现，物理空间的信息时刻在发生，但是由于时空限制，人们无法察觉到这些物理活动信息的变化，因此在运营管理、科学决策方面，一直缺乏有效的信息/数据支持。