数字化的核心能力,特别是近几年的热点科技概念“数字孪生”,其关键能力,我认为是流动。自然界运动的“风光水电热”在数字世界里过程可视、相互作用,这是能量客观作用下的物质流动;人类高科技大工程如远端的在轨飞行控制、城市运行、大型奥运赛事等事件在大屏中同步演变,这是智能体主观作用下的物质流动;物体的属性状态、运动、相互作用在数字孪生系统中同步展示和实时更新,这是虚实合一的物质能量信息联动。这种流动性是全息的、多维的、可宏微观切换的,为信息化带来面貌一新的感知、分析和控制平台。关于数字孪生的主要特征,笔者想做六个字总结如下:魂、立、动、视、管、推。
【魂】原生实物与数字孪生,如同一个人的形体与他的魂魄;也如同物体的形体和影子;是真实存在和虚化魂魄。魂在神话里,如同西游记里的孙悟空,他身体定在一处,而魂儿早去到了九霄云外。但在技术世界里,数字孪生的魂与体是形影相随、身动影随,是纠缠关系,同生同灭完全同步。基于“魂”的特征,可以实现虚实统一,以虚控实。
【立】数字孪生一出来就是立体多维。相比普通的原生与影子,光源投射后是一个平面上的黑影,数字孪生是个立体。一栋楼在视觉上能看三维,可以分层切片看还能走近到每个角落;场景范围呢就有地上/地下/水土/建筑,室内室外都可以看到。基于“立”的特征,能切换视角、距离和位置,制造沉浸的真实感。
【动】数字孪生不仅立起来且随时间变化,接入历史数据能回顾过去,接入实时数据流能看到动态。各种变化都能呈现,自然变化如天气变化地质活动,社会变化如人的生产/生活、车货运输,还有互联网的数据流动。各种物质、能量、数据的流动,各种状态不断的更新。所以能动,是因为源于天基的、地基的各种感知观测终端在工作。基于“动”的特征,可以进行数据分析比对,从历史数据中发现规律模式。
【视】数字孪生有强大的可视化能力。既可以宏观又可以很微观。宏观是小比例尺城市级全局场景,微观的是大比例尺局部精细化场景,也即数字孪生是可变焦距的。除了变焦,还可以变角度切换高度。不同场景的可视化可以做到无缝切换,如从城市级到社区级,从室外到室内,从高楼建筑到某一具体的房间客厅书桌前,还可以概览/分领域可视化。基于“视”的特征,可给用户创造出游戏般的大场景,有身临其境的体验。
【管】数字孪生能对城市的人事物做复刻式监管。既可以对接专业系统,叠加多领域和层级的信息,不同动态地反映城市的关键变量;也可以辅助做垂直监管,一方面可以把重要的数据形成看板,大屏可视化的方式来呈现。另一方面也可以做预测预警,做深细分领域的管理,还能结合环境空间,表现人事物在空间中的状况。
【推】通过构建数字孪生模型,可与实际业务联动,进行模型化可视化的推演分析。一方面可做自然变化趋势模拟,包括自然界变化模拟仿真(天气、地震),另一方面可做城市运行中突发事件的仿真分析。数字孪生可把城市空间、建筑空间的室内外空间分析缝合到一起,更好的做仿真推演。在应急态下对应急资源、承载体、防护目标做综合分析展示,让决策者能够以最快速度做指挥调度和科学决策。
数字孪生对产品的刻画,让产品出生之前,有了数字初样,更好做全生命周期PLM;数字孪生对城市的刻画,让城市常态运行过程中,可以预设式增删改——物质、能量和数据照常流动,孪生体接入物质和能量的动态,数字更新走在物理改拆建之前,推动智慧城市进入新阶段。两年之后回头看,孪生的美好也会带给现实中更有活力、更有温度、更加漂亮的城市吧!
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