既然數字孿生是連接虛擬與現實的紐帶，也是構建元宇宙的基礎，那么簡單易用、低成本的數字孿生應用，自然會在產業元宇宙時代拔得頭籌。因此這篇文章我們將會討論：有哪些觸手可及的百元數字孿生？
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物女皇：為什么數字孿生如此重要
這是我在【物女心經】專欄寫的第246篇文章。
明天就是農歷新年了，很榮幸能用物女心經陪你度過2021年的最后一天~
回望2021年，整個智聯網產業發生了許多大事件，也出現了許多新概念，元宇宙無疑是其中最受矚目的那顆新星。照目前的形勢來看，元宇宙的這把火毫無懸念的要從2021持續燒到2022了，而且還有越燒越旺的苗頭。
最近幾周，我連續用數篇文章闡述了對元宇宙的思考，今天也將繼續這個話題。
有一次我與51WORLD公司副總經理李竹青聊天，談起產業元宇宙，他說如果將產業元宇宙比作是一座高峰，那么數字孿生就是不可或缺的登山杖。
關于產業元宇宙，51WORLD很有發言權。這是一家數字孿生平臺公司，已經在虛擬世界構建了上海的完整數字孿生。
沒錯，他們為中國最大的經濟中心--上海--創建了數字孿生，包括為東方明珠電視塔和上海中心大廈在內的20多個地標建筑分別建立模型，并使用來自衛星、無人機和傳感器的數據，通過算法生成了建筑、道路、河道和綠地的數字化版本。最終51WORLD計劃將這套模型升級為以接近于實時的更新速度，跟蹤時光持續動態變化，具有“鮮活生命”的數字孿生。
當物聯網智庫的同事與西門子（中國）有限公司執行副總裁王海濱交流時，他也提到：“其實在沒發明或者沒創造元宇宙這個詞之前，西門子一直在做的數字孿生，就和元宇宙有異曲同工的妙意。”
如今流行的元宇宙暢想中，人們想象著平行于真實世界的數字化生活。
在元宇宙中并存的現實世界和虛擬世界，兩個世界如何建立關聯？
數字孿生無疑是最佳紐帶。數字孿生與來自各種物聯網設備的實時數據相連，能夠鏡像、分析和預測物理對象的行為。
雖然關于元宇宙與數字孿生的討論在游戲和互聯網領域最多，但事實上，產業元宇宙中的數字孿生，已經被應用多年，也離我們更近。
數字孿生，最早可以追溯到早期的太空項目。當時，美國國家航空航天局制造模型來監測和修正航天器。例如，在航天器的風洞實驗中，研究人員使用傳感器創建其飛行環境的數字孿生，再使用這些數據模型，優化航天器的物理布局，監控物理數據變化。
《經濟學人》預測，從工廠到汽車，萬事萬物都將有數字孿生體。
既然數字孿生是連接虛擬與現實的紐帶，也是構建元宇宙的基礎，那么簡單易用、低成本的數字孿生應用，自然會在產業元宇宙時代拔得頭籌。
因此這篇文章我們將會討論：
有哪些觸手可及的百元數字孿生？
百元數字孿生即將解鎖DFM的規模部署
如何使用數字孿生登頂產業元宇宙？
有哪些觸手可及的百元
數字孿生？
數字孿生的應用對象，主要分為最終用戶和OEM兩個類別。
對應用于最終用戶的數字孿生，構建數字孿生的設計方和應用數字孿生使用方，是同一家企業。
對應用于OEM的數字孿生，構建數字孿生的設計方和應用數字孿生的使用方，來自不同企業。
兩類數字孿生都有百元以內的選擇。
如果你看過我的上篇文章《元宇宙開啟工業互聯網的“游戲化”演進路徑》就會了解，游戲已經不再是傳統意義上的游戲。微軟對動視暴雪的收購，展示了這家科技巨頭對新一輪產業變革的前瞻性判斷：游戲代表著科技應用和創新的前沿，隨著游戲引擎應用領域的增加，游戲與傳統行業的銜接越發緊密。
因此游戲領域的動向值得我們關注。
開發了《堡壘之夜》的Epic Games公司已經通過向建筑和城市等真實世界的擴張，在探索將其游戲世界與數字孿生聯系起來的潛力。
Epic Games先后收購面部動捕公司Hyprsense和Cubic Motion、虛擬角色公司3Lateral、3D掃描公司RestAR、自動3D建模解決方案公司Capturing Reality等。
尤其是Capturing Reality旗下的Reality Capture軟件可以根據多張照片生成空間和物體的3D模型。收購之后，Epic宣布下調Reality Capture服務及軟件的價格，10美元即可嘗試。
去年Epic推出了應用程序MetaHuman Creator，可以創造栩栩如生的虛擬人類。
Epic還特別為建筑師、工程師等專業人士打造了一個新版本的虛擬引擎TwinMotion，用于建筑和基礎設施的設計和管理，可以在幾秒內幫助建筑、施工、城市規劃和景觀設計師創建高品質的實時可視化。
在國內，工業互聯網賦能平臺公司樹根互聯提出，數字孿生可以通過“共享”模式構建。數字孿生可以在同類設備的使用群體內，被多個企業共享，極大的降低投入資金。
設備出廠之后，根據不同的去向，每臺設備都會對應一個獨一無二的數字孿生，這些數字孿生脫胎于同一“母體”，卻又“性格”迥異。它們記錄了每臺設備不同的運行環境和各類參數，協助設備的維護和運行。
由于同類設備的數字孿生在很大比例上具有可復用性，數字孿生所對應的投資回報率，可能實現按照“天”為單位計算。使用者按需付費，投資的回收周期很短，馬上能夠看見效益。
已經有企業在實踐這個做法。比如杰克縫紉機股份有限公司建立的縫紉設備數字孿生，為杰克產品產業鏈上的下游企業，包括上萬家分銷商、十幾萬家的服裝企業提供服務。
數字孿生的應用不僅助力杰克縫紉機打造了全新的智能產品，更重要的是可以對分銷商、終端客戶等產業鏈條上的用戶提供他們密切關心的核心數據和價值。
每位民營企業家和制造公司的創始人，大抵都有著濃厚的現場實操情結，喜歡深入一線把握管理細節。數字孿生可以讓這些企業的管理者隨時隨地了解生產現場的情況，場景還原和保真度高，猶如身臨其境。
百元數字孿生即將解鎖
DFM的規模部署
什么是DFM？
DFM，全稱是DesignFor Manufacturability，面向制造的設計。它是指產品設計需要滿足產品制造的要求，具有良好的可制造性，使產品以最低的成本、最短的時間、最高的質量制造出來。根據產品制造工藝的不同，面向制造的設計可以分為面向注塑加工的設計、面向沖壓的設計和面向壓鑄的設計等。
絕大多數的人都沒聽過這個概念。
到底什么是DFM？
講個故事來說明。這個故事來自工業互聯網專家趙偉即將出版的新書《數字化賽道：工業互聯網的思考與實踐》。
前段時間他去拜訪了一家即將上市的制造型企業，這家企業的主要產品是汽車微電機及相關產品，主要客戶是寶馬、奔馳、通用等全球汽車制造商，近幾年又成為特斯拉的主要供應商。
董事長談到了他們最近給特斯拉做外包的故事。
特斯拉的產品做得非常好，可是在產品好的背后是什么？
這里的核心就是DFM。
從狹義上來說，DFM是使設計更加符合生產的要求，也要求我們在設計時充分考慮生產的情況，讓設計能夠生產出來。
從廣義上來說，DFM就是要設計符合多數化的生產要求，能夠使設計的產品在生產上有更多的選擇，降低成本。
特斯拉的很多生產都選擇外包，只關注核心的設計環節，在產品設計之初就開展基于DFM思想的并行工程，將生產制造環節考慮進去，從而縮短時間，保證產品可以如期交付。
一般制造業基于新產品的設計和生產，從開模到生產，從制造到檢驗的整個環節需要很長時間，可是在外包企業給特斯拉供貨的過程中卻被要求縮短這個時間，舉例來說，以前從開模到生產出產品的周期為6個月，特斯拉現在要求這個生產周期為2個月！這該如何做到呢？
秘訣就在于特斯拉的設計邏輯和數據，基于DFM的設計保證了整個生產過程和工藝設計的合理性和可行性，相關產品質量也有保證，另外基于打通的數據，通過測算，特斯拉可以測算出產品是否符合要求，從而不要求OEM廠家做測試。
這也是特斯拉的產品成本低、質量好、設計精湛的秘密，而且在整個產業鏈中，特斯拉掌握了設計，控制了生產環節的核心，從而將整個產業鏈的核心和利潤牢牢掌握在自己的手中。
故事講完了。可以看出對于企業來說，要想提供低成本、高質量的產品，同時縮短交貨期，導入DFM勢在必行。
但是DFM要想實現普遍應用，需要解決的問題不少。
首先DFM需要仿真和虛擬化達到很高的水平，并且虛擬產品可以滿足真實制造的水準。
基于數字孿生的生產仿真應用有明顯的優勢。從產品研發角度來講，質量是設計出來的。利用了制造工藝的數字孿生，DFM可以確保產品首次設計就取得成功。
數字孿生可以將產品的加工過程、裝配過程用可視化的方式真實展現在設計人員面前，讓設計人員可以在產品正式生產前就對產品設計的可制造性進行調整，從而實現真正的DFM，使得產品的質量設計水平得以提高。
其次需要考慮實施DFM花費的大量成本和時間。
新技術的成本往往很高，學習周期長，前期的積累和支撐要足夠充分。尤其部署成本是非常敏感的要素，如果數字孿生的創建成本極大降低，投入產出比劃算，就會有越來越多的企業使用。
隨著虛擬化水平的提升，數字孿生的普及，DFM飛入尋常流程中并不是夢想。
如何使用數字孿生登頂
產業元宇宙？
提到數字孿生，必然離不開數字線程（Digital Thread）這一概念。
數字線程是指利用先進建模和仿真工具構建的，覆蓋產品全壽命周期與全價值鏈，從基礎材料、設計、工藝、制造以及使用維護全部環節，集成并驅動以統一的模型為核心的產品設計、制造和保障的數字化數據流。
數字線程承載了貫穿系統價值鏈的作用，用來處理數字孿生有關的數據問題，連通產品全生命周期的數字孿生模型，實現整個生命周期相關信息的無縫集成，使產品設計、工藝規劃、制造和運維過程中所產生的數據能夠鏈接、追溯和管理。
通過數字線程，整個產品生命周期各階段的關鍵數據可以實現同步，從而可以動態、實時地管理產品的技術狀態，確保在發生變更時，各類產品信息的一致性。
從數字孿生到數字線程，我們看到了數據維度的豐富，也看到了一個自我改進、敏捷和互聯的供應鏈，如何進行實時通信和操作。
登頂產業元宇宙，數字孿生還需要繼續進化。
人們需要的不是電鉆，而是墻上的洞；人們需要的不是墻上的洞，而是掛在墻上的畫；人們需要的不是掛在墻上的畫，而是美的體驗。
產業元宇宙要讓人們感受到美的體驗。
因此在產業元宇宙中，設計服務提供者和最終用戶將發揮重要作用。最終用戶未必知道自己想要什么，需要具備設計能力的專業人士，提供設計服務，提高設計質量的一致性，降低設計的風險。
這時，用戶體驗和設計創新將會成為一個新的維度融入數字孿生，令產業元宇宙實現人們知識的傳承，讓個性化、高端服務的規模化成為可能。
產業元宇宙的攀登過程，就是不斷豐富數據的維度，避免信息盲區的過程。
任何系統中都存在可見與不可見的問題。數據維度的增加，可以讓我們更好的解決不可見的問題。
我們還是通過故事來說明。
電影《薩利機長》改編自一個真實的故事，全美航空1549號航班迫降事件。在遇到飛機兩臺發動機同時熄火后，薩利機長把飛機迫降在了哈德遜河，這個舉措讓機上155名乘客和機組人員全部獲救。
但是，在事后調查的過程中，他的急救策略卻遭到了質疑，調查組有人指出，根據模擬分析，飛機擁有足夠的時間降落到備降機場，而不是水面上。
薩利機長查看模型方案后提出，這個模型沒有到考慮“人的延遲反應時間”這一維度。于是經過調查組探討，加上了一定的反應延遲時間，重新進行了多次分析，得到的結論都一致--即飛機墜毀。因此，調查結果最終認定機長的決策雖然具有一定危險性，卻是正確的決策。
在這個故事中，薩利機長具有豐富的經驗，提出了數據維度的缺失，識別了不可見的問題。但是在更多場景中，都有信息盲區的存在，管理者無法掌控全局，缺少將隱形問題顯性化的手段。
使用數字孿生登頂產業元宇宙，需要為企業構建更全面、實時的數據洞察。
寫在最后
劃個重點：
第一，數字孿生是連接虛擬與現實的紐帶，也是構建元宇宙的基礎。簡單易用、低成本的數字孿生應用，將會在產業元宇宙時代拔得頭籌。
第二，數字孿生可以將產品的加工過程、裝配過程用可視化的方式真實展現在設計人員面前，讓設計人員可以在產品正式生產前就對產品設計的可制造性進行調整，從而實現真正的DFM，使得產品的質量設計水平得以提高。
第三，產業元宇宙的攀登過程，就是不斷豐富數據的維度，避免信息盲區的過程。
最后，2022年農歷新年將至，物聯網智庫謹祝您與家人平安喜樂、財源滾滾！
