準(zhǔn)確性、復(fù)雜性、成本和技能可用性可能會使企業(yè)難以充分利用這些應(yīng)用，甚至可能錯誤地呈現(xiàn)或錯過系統(tǒng)或設(shè)施狀態(tài)的實際變化。
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數(shù)字孿生具有巨大的潛力——能夠以相對較低的軟件成本模擬和改善系統(tǒng)、機器、設(shè)施甚至整個生態(tài)系統(tǒng)的性能。“在當(dāng)今世界，似乎每天都有新的驚喜，擁有額外的洞察力來模仿你的現(xiàn)實世界，并根據(jù)收集到的信息和數(shù)據(jù)做出決策，這是非常有價值和重要的。”Rockwell Automation（羅克韋爾自動化公司，是全球最大的致力于工業(yè)自動化與信息的公司，致力于幫助客戶提高生產(chǎn)力，以及世界可持續(xù)發(fā)展。）旗下Plex（是一款創(chuàng)新的統(tǒng)一解決方案，旨在超越傳統(tǒng)制造系統(tǒng)，全面集成生產(chǎn)全程，連接管理與車間，實現(xiàn)自動化與質(zhì)量控制，降低風(fēng)險、提高質(zhì)量、增強滿意度和收益。Plex通過提供實時的數(shù)據(jù)分析和管理功能，幫助企業(yè)掌控生產(chǎn)流程，優(yōu)化資源配置，提升整體業(yè)務(wù)效率?。Plex智能制造平臺的核心功能包括企業(yè)資源規(guī)劃/ERP、制造執(zhí)行系統(tǒng)/MES、供應(yīng)鏈規(guī)劃、質(zhì)量管理系統(tǒng)/QMS和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)/IIoT。）的產(chǎn)品管理副總裁Ara Surenian（阿拉·蘇雷尼安）告訴筆者。
然而，數(shù)字孿生的部署和管理可能存在潛在的障礙。準(zhǔn)確性、復(fù)雜性、成本和技能可用性可能會使企業(yè)難以充分利用這些應(yīng)用，甚至可能錯誤地呈現(xiàn)或錯過系統(tǒng)或設(shè)施狀態(tài)的實際變化。
數(shù)字孿生可能遇到的問題以及行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者建議的解決措施包括以下幾點：
一、復(fù)雜性
構(gòu)建和維護數(shù)字孿生可能是一個復(fù)雜的過程。“公司犯的一個大錯誤是讓對完美的追求阻礙了適宜的實現(xiàn)，”Schneider Electric（施耐德電氣，?是一家總部位于法國的全球化電氣企業(yè)，全球能效管理和自動化領(lǐng)域的專家。公司由施耐德兄弟于1836年創(chuàng)立，至今已有近兩個世紀(jì)的歷史。施耐德電氣致力于賦能所有人最大化利用能源和資源，推動人類進(jìn)步與可持續(xù)的共同發(fā)展，其使命是成為用戶實現(xiàn)高效和可持續(xù)發(fā)展的數(shù)字化伙伴。公司業(yè)務(wù)涵蓋智慧工業(yè)、具有韌性的基礎(chǔ)設(shè)施、面向未來的數(shù)據(jù)中心、智能樓宇以及數(shù)智家居等領(lǐng)域。施耐德電氣應(yīng)用電氣化、自動化和數(shù)字化技術(shù)，提供AI賦能的端到端全生命周期工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案，包括互聯(lián)互通的產(chǎn)品、自動化、軟件和服務(wù)。此外，施耐德電氣還致力于推動數(shù)字化轉(zhuǎn)型，服務(wù)家居、樓宇、數(shù)據(jù)中心、基礎(chǔ)設(shè)施和工業(yè)市場，通過集成世界領(lǐng)先的工藝和能源管理技術(shù)，幫助客戶實現(xiàn)盈利性增長。）卓越機器人中心主任Christine Bush（克里斯汀·布什）告訴筆者。“就像任何數(shù)字化轉(zhuǎn)型一樣，一切都始于數(shù)據(jù)。在大多數(shù)情況下，在轉(zhuǎn)型開始時，數(shù)據(jù)很少是正常的。然而，適宜是這個過程需要開始的地方，因為轉(zhuǎn)型是一個旅程，需要開始才能實現(xiàn)下一步的效益。”
因此，行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者主張在建立數(shù)字孿生時謹(jǐn)慎行事。“從試點項目開始，在受控環(huán)境中展示切實的投資回報率，”Bush（布什）說，“這種方法不僅驗證了技術(shù)，還有助于確保預(yù)算批準(zhǔn)和組織支持。”
為了正確界定數(shù)字孿生的范圍，“專注于特定位置而不是整個端到端供應(yīng)鏈，”Surenian（蘇雷尼安）贊同，“找到數(shù)據(jù)被認(rèn)為最容易獲得和最準(zhǔn)確的位置。從那里，確定你希望用數(shù)字孿生解決哪些問題。問問自己是否容易理解容量、庫存、滿足需求的能力以及其他相關(guān)問題。”
二、網(wǎng)絡(luò)不完整
采用數(shù)字孿生的組織需要有良好的網(wǎng)絡(luò)連接。“數(shù)字系統(tǒng)的最大障礙是網(wǎng)絡(luò)和人員層面的連接性，”Nokia Bell Labs（是一家專注于工業(yè)研究和科學(xué)開發(fā)的實驗室，隸屬于芬蘭公司Nokia。該實驗室的總部位于新澤西州默里山，并在全球多個地方設(shè)有分支機構(gòu)。諾基亞在2016年收購了貝爾實驗室后，將其更名為Nokia Bell Labs。實驗室以其前瞻性和顛覆式創(chuàng)新著稱，致力于引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展并創(chuàng)造未來。該實驗室在知識產(chǎn)權(quán)領(lǐng)域不斷實現(xiàn)突破，為公司未來的差異化優(yōu)勢和核心標(biāo)準(zhǔn)制定奠定了堅實的基礎(chǔ)。通過其強大的研發(fā)能力，實驗室不斷推動技術(shù)創(chuàng)新，為行業(yè)樹立技術(shù)和架構(gòu)的愿景，塑造整個行業(yè)的發(fā)展方向。）解決方案研究總裁Thierry Klein（蒂埃里·克萊因）告訴筆者，“當(dāng)多個數(shù)字孿生集成時，數(shù)字孿生最有效，但這需要利益相關(guān)者之間的協(xié)作、強大的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)以及可以連接到數(shù)字孿生的系統(tǒng)。”
Klein（克萊因）指出，發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)“對于確保無縫數(shù)據(jù)集成、實時傳輸和支持?jǐn)?shù)字孿生實施可擴展性的任何地方訪問至關(guān)重要”。
Klein（克萊因）補充說，人工智能可以作為克服這些挑戰(zhàn)的助推器。集成到數(shù)字孿生中的人工智能模型可以“分析從物理系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)，渲染數(shù)字孿生體，推薦下一步行動，并模擬多種未來場景和優(yōu)化。它還可以分析數(shù)據(jù)，實現(xiàn)更復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析以及網(wǎng)絡(luò)和流程自動化。”
三、數(shù)據(jù)傳輸速度
實時呈現(xiàn)物理環(huán)境的能力也給數(shù)字孿生環(huán)境帶來了挑戰(zhàn)。“對于數(shù)字孿生，你通常依賴你的模型與某些現(xiàn)實生活中的物理系統(tǒng)并行運行，這樣你就可以了解可能產(chǎn)生對系統(tǒng)的某些影響，”Databricks（屬于Spark的商業(yè)化公司。致力于提供基于Spark的云服務(wù)，可用于數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)連接等任務(wù)。）人工智能副總裁Naveen Rao（納維恩·拉奧）告訴筆者。
“以飛機噴氣發(fā)動機的數(shù)字孿生模型為例。您可以使用數(shù)字孿生模型來了解發(fā)動機不同部分的效率或?qū)ふ覞撛趩栴}。如果數(shù)據(jù)處理速度不夠快，當(dāng)維護成本更高時，你可能會太晚發(fā)出警報。此外，如果您的模型不準(zhǔn)確，您可能無法給出準(zhǔn)確的建議，從而失去維護團隊的信任。”
四、實時的用戶界面還不夠?qū)崟r
對實時連接的需求也延伸到最終用戶查看系統(tǒng)或設(shè)施內(nèi)正在發(fā)生的事情的能力。Extended reality/XR（?擴展現(xiàn)實，?是一個綜合性的概念，涵蓋了增強現(xiàn)實/AR、虛擬現(xiàn)實/VR、混合現(xiàn)實/MR等多種技術(shù)。這些技術(shù)通過計算機技術(shù)將真實與虛擬相結(jié)合，打造一個可人機交互的虛擬環(huán)境，為體驗者帶來虛擬世界與現(xiàn)實世界之間無縫轉(zhuǎn)換的“沉浸感”。XR技術(shù)的核心在于通過高科技手段營造一個真實與虛擬組合的數(shù)字化環(huán)境，以及新型人機交互方式，從而擴展人類的感知和認(rèn)知。XR技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，包括但不限于環(huán)境模擬、營銷、房地產(chǎn)、教育培訓(xùn)以及遠(yuǎn)程工作等。隨著XR技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，它在各個領(lǐng)域的應(yīng)用也在不斷拓展和深化。）和virtual reality/VR（虛擬現(xiàn)實技術(shù)，1990年11月27日，錢學(xué)森將虛擬現(xiàn)實翻譯為“靈境”，又稱靈境技術(shù)或虛擬實境，是20世紀(jì)發(fā)展起來的一項全新的實用技術(shù)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)囊括計算機、電子信息、仿真技術(shù)，其基本實現(xiàn)方式是以計算機技術(shù)為主，利用并綜合三維圖形技術(shù)、多媒體技術(shù)、仿真技術(shù)、顯示技術(shù)、伺服技術(shù)等多種高科技的最新發(fā)展成果，借助計算機等設(shè)備產(chǎn)生一個逼真的三維視覺、觸覺、嗅覺等多種感官體驗的虛擬世界，從而使處于虛擬世界中的人產(chǎn)生一種身臨其境的感覺。）“提供了可視化和模擬復(fù)雜系統(tǒng)和流程的創(chuàng)新方式，這在制造業(yè)、建筑業(yè)和醫(yī)療保健等行業(yè)特別有價值，”Schneider Electric的Bush（布什）表示，“然而，它們的采用面臨實際挑戰(zhàn)，特別是在容易出現(xiàn)安全問題的高速機械環(huán)境中。”
在Schneider，重點是“主要在受控環(huán)境中實施XR和VR，以減輕物理碰撞或分心等風(fēng)險，”Bush?繼續(xù)說道，“盡管XR和VR為增強數(shù)字孿生帶來了令人興奮的可能性，但在我們繼續(xù)在這個領(lǐng)域創(chuàng)新的同時，確保操作安全仍然至關(guān)重要。”
五、標(biāo)準(zhǔn)不一致
“缺乏開放、可互操作的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是另一個重大障礙，”Trimble（天寶公司成立于1978年，是全球領(lǐng)先的定位與導(dǎo)航技術(shù)提供商，業(yè)務(wù)涵蓋GPS、精密測繪、3D建模軟件等多個領(lǐng)域。）創(chuàng)新與平臺副總裁Shelly Nooner（雪莉·努納）告訴筆者，“過時的技術(shù)、傳統(tǒng)的專有數(shù)據(jù)格式和模擬流程會產(chǎn)生‘暗數(shù)據(jù)’孤島——即整個資產(chǎn)生命周期內(nèi)團隊無法訪問的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)瓶頸會導(dǎo)致效率低下，可能導(dǎo)致更高的資本支出和運營成本?！?/span>
這就是行業(yè)團體需要加強并制定共同標(biāo)準(zhǔn)以實現(xiàn)更大數(shù)字連接的地方。例如，在建筑行業(yè)中，BuildingSmart（是一個中立的、國際的、開放的、服務(wù)于BIM全生命周期的非營利組織?。它旨在促進(jìn)在建筑工程全生命周期過程中，參與各方間的信息交流與協(xié)同合作。組織被公認(rèn)為是通過編制和推動采用openBIM標(biāo)準(zhǔn)體系來推動工程建造數(shù)字化轉(zhuǎn)型的國際權(quán)威BIM組織。）是一個致力于為基礎(chǔ)設(shè)施和建筑物創(chuàng)建和采用開放的國際標(biāo)準(zhǔn)及解決方案的組織。據(jù)Nooner（努納）所說，“BuildingSmart正在應(yīng)對民用基礎(chǔ)設(shè)施開放數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)挑戰(zhàn)。他們已經(jīng)在建筑行業(yè)中證明了自己的價值，并在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中繼續(xù)獲得發(fā)展動力?！?/span>
六、管理多樣化的數(shù)據(jù)輸入
“來自傳感器和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)輸入至關(guān)重要，但成功實施還需要組織良好的方法和充足的資源，”Schneider Electric首席技術(shù)辦公室創(chuàng)新產(chǎn)品負(fù)責(zé)人Robert Bunger（羅伯特·邦格）告訴筆者。關(guān)鍵是“整合多樣化的數(shù)據(jù)來源并維護同步模型，這可能很復(fù)雜且資源密集。”
治理將在管理這種多樣性方面發(fā)揮作用。“數(shù)字孿生系統(tǒng)將需要強大的MLOps（機器學(xué)習(xí)運營。是一種新興的技術(shù)實踐，?旨在通過自動化和標(biāo)準(zhǔn)化機器學(xué)習(xí)流程，?實現(xiàn)可靠的、?可重復(fù)的、?可擴展的機器學(xué)習(xí)模型部署和管理。MLOps涉及到機器學(xué)習(xí)模型的整個生命周期，?包括數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、?模型開發(fā)、?訓(xùn)練、?評估、?部署和監(jiān)控等各個環(huán)節(jié)。?通過采用自動化和標(biāo)準(zhǔn)化的工具和流程，?MLOps幫助企業(yè)快速、?高效地構(gòu)建和部署機器學(xué)習(xí)應(yīng)用，?從而提高業(yè)務(wù)價值和生產(chǎn)效率。??）以確保最新、最準(zhǔn)確的模型可以不斷地重新訓(xùn)練和部署，”Rao（拉奧）說。這包括“強有力的治理，以確保只有合適的人可以訪問，并且可以輕松進(jìn)行審計，以及實時可觀察性，以便你知道你的模型或源數(shù)據(jù)何時可能漂移或失去準(zhǔn)確性。”
七、缺乏技能
與許多需要與企業(yè)內(nèi)外的系統(tǒng)互動的先進(jìn)技術(shù)項目一樣，數(shù)字孿生需要數(shù)據(jù)集成、人工智能和軟件開發(fā)方面的專業(yè)知識。“技能短缺和技術(shù)文盲也是數(shù)字孿生部署的障礙，”ISG（Information Services Group，簡稱ISG，全球領(lǐng)先的技術(shù)研究和咨詢公司信息服務(wù)集團）的首席顧問Ryan Hamze（瑞安·哈姆澤）告訴筆者，“這導(dǎo)致數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性不足和對轉(zhuǎn)型的抵制。”
Hamze（哈姆澤）建議“針對本地勞動力培訓(xùn)和技能提升進(jìn)行投資。”另一個選擇是：“與第三方行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者合作也將有助于填補差距。”
結(jié)論
在任何數(shù)字孿生舉措中，始終將業(yè)務(wù)置于核心位置非常重要。“我們正在通過在業(yè)務(wù)流程和業(yè)務(wù)執(zhí)行層設(shè)計以人為中心的數(shù)字孿生來幫助客戶克服許多障礙，”EY（安永，成立于1989年，是一家總部位于英國倫敦的跨國性專業(yè)服務(wù)公司，全稱是安永會計師事務(wù)所，為國際四大會計師事務(wù)所之一。）新興技術(shù)執(zhí)行董事Jason Noel（杰森·諾埃爾）告訴筆者，“智能孿生旨在供業(yè)務(wù)和運營角色使用，而不僅僅是技術(shù)工程師。”
Noel（諾埃爾）補充說，業(yè)務(wù)優(yōu)先戰(zhàn)略“將有助于推動下一代企業(yè)業(yè)務(wù)應(yīng)用程序，在這些應(yīng)用程序中，數(shù)字孿生將協(xié)調(diào)核心和輔助業(yè)務(wù)功能的見解、決策和執(zhí)行。”
作者：Joe McKendrick（喬·麥克肯德里克）
譯者：寶藍(lán)
