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　　作者 | 科技物语

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　　数字孪生，简单地说，就是在虚拟世界中，“复制”真实世界中的事物，以达到虚实映射的目的。近年来，它在多个领域取得了长足的进展，在物流领行的应用也在推进中。本文从数字孪生与物流的角度，谈几点看法，仅供参考。

　　一、孪生技术成焦点

　　当前，数字孪生领域在全球受到广泛关注，著名IT研究机构Gartner曾在2017年至2019年连续三年将数字孪生列为十大新兴技术之一。

　　数字孪生有多种解读，最好理解的阐述就是：数字孪生是仿真技术不断升级的产物。数字孪生的想法并不新，可以回溯到用计算机辅助设计来表述产品，或者建立客户的在线档案。

　　它是一种将实体世界和虚拟数字世界紧密联系的技术，一个是存在于现实世界的实体，而另一个则是存在于数字世界的虚拟模型，是1:1的完美镜像复刻。

　　数字孪生始于1960后，是由计算机驱动的仿真技术，由密歇根大学的Michael Grieves 教授于2002年提出，命名为“信息镜像模型”，而后演变为“数字孪生”的术语。

　　从2015开始数字孪生开始进入它的黄金时期。许多专家认为，数字孪生技术已经到了全面普及的临界点。业内研究人员预计，未来几年，数字孪生市场的年增长率将超过38%，到2025年将超过260亿美元。在三到五年内，数十亿计的实物将通过数字孪生来表达。

　　数字孪生目前已经是主要发达国家的战略科技，我国从政府主管部门到企业也十分关注数字孪生技术。在2018年雄安新区规划纲要中就提出，要定位于绿色、智能的数字孪生城市。

　　数字孪生其发展的趋势已从最初的智能制造单领域应用向多领域多尺度融合，目前，数字孪生在航空航天、电力、汽车、石油天然气、健康医疗、船舶航运、城市管理、智慧农业、建筑建设、环境保护等11个领域中都有应用。

　　国外的西门子、达索系统、罗克韦尔自动化、微软等企业；国内的华力创通、触角科技、优也科技、美云智数、寄云科技等厂商都提供数字孪生的相关解决方案。

　　数字孪生迅速成为热潮，源于数字化设计、虚拟仿真和工业物联网等关键使能技术的蓬勃发展与交叉融合。数字孪生是一个既具有前瞻性，又易于被各界理解的创新理念，数字孪生这个术语本身的“生命周期”会很长，而不是短期流行的时髦词汇。

　　当前世界正处于数字变革之中，随着人工智能技术、物联网等技术的快速发展，数字孪生也进入了新的发展阶段。

　　二、误区颇多宜慎重

　　和其它新兴技术一样，数字孪生理念经过概念炒作阶段之后，会逐渐走向务实推进的阶段。如果不能正确理解数字孪生技术的基本内涵就想着应用数字孪生技术，很可能会入岐途，走弯路。

　　当前物流业界对于数字孪生技术还存在一些模糊甚至错误的认识，厘清对数字孪生的基本认识，引导企业正确理解和应用数字孪生技术十分重要。

　　大家都知道，数字孪生可通过可视化、分析、预测或优化等功能为行业提供价值。然而，数字孪生与该事物的具体实例相关，对数字孪生的认识与实践离不开具体对象、具体应用与具体需求，从应用和解决实际需求的角度出发。

　　物流成本的敏感性，特别是中国物流企业面临的物流成本的压力，使成本的选择，成为每个企业落地数字孪生技术时必须考虑的首要因素。数字孪生需要在技术平台、模型开发和高接触维护方面进行大量投资。如果只对少量关键参数感兴趣，可以通过基于传感器和传统数据库的物联网系统更经济有效地收集这些见解，而不是采用数字孪生技术。

　　数字孪生也不是完美无缺的。没有一个数字孪生是其物理对应物的完美代表，匹配复杂物流状态是必须在模型中做出假设和简化，导致数字模型与物流状态不完全匹配。另外，因为数字孪生应用依赖于数百或数千个远程传感器提供的数据，不可避免地形成产品数据流中的遗漏和不一致，从而影响数据质量。

　　在数字孪生的实际应用当中，不可能，也没有必要盲目追求所有数字孪生模型的“高保真”。物流企业需要根据实际应用需求和性能价格比来选择构建不同保真度的数字孪生模型。

　　即便是仅仅基本的示意性的低精度的数字孪生模型，对于管理者实时洞察物流流通中的质量和能耗情况，尽早发现设备隐患，避免非计划停车，也具有实用价值。因此，实际应用过程中不一定要求所建立的“数字孪生”具备所有理想特征，能满足用户的具体需求即可。

　　数字孪生新技术，通常需要深刻的文化转变，才能充分实现这一变化所带来的价值，不是采用了数字孪生，就可有立杆见影的效果。如何评价数字孪生在物流数字化、智能化、智慧化变革中的影响力，目前还没有一个统一的标准，扩大或缩小其实用性，都是错识的。

　　数字孪生的关键使能技术在数字孪生诞生之前就已经存在。而数字孪生的应用，又促进了这些关键使能技术的进一步发展。数字孪生是新一代信息技术的集大成者，有潜力改变几乎每一个行业，但物流行业的异构性和分散性将使其成为数字孪生蓬勃发展的一个极为不利的环境。目前数字孪生尚未在物流中获得广泛应用，至少未实现物流全流程的数字孪生。但在特定环节，许多关键的支持技术已经到位。

　　每一个技术浪潮都伴随着自己独特的挑战，数字孪生也不例外。数字孪生的广泛应用面临着重大挑战，对物流行业来说，数字孪生是一把双刃剑，将各个环节的数据整合到一个完整的数字孪生系统中是一项非常复杂且具有挑战性，结合物流行业的可应用场景来应用数字孪生是最好的选择。

　　从2018年Gartner发布的新兴技术成熟度曲线中可以看出，数字孪生已经进入了过热期，其建设和预期出现了高峰，超出其当前能力，会形成投资泡沫。这一点也应引起重视。

　　三、物流应用要适当

　　今天的数字孪生对于物流业来说似乎仍相差甚远，围绕数字孪生技术在物流上的讨论更多地还集中在概念探讨阶段，真正开展的实际应用还处于初期阶段。

　　目前，数字孪生在物流行业的应用主要集中在这几个方面。

　　从货源地到目的地的物流取决于多个要素的协调，包括船舶、卡车和飞机、订单和信息系统，应用数字孪生来提升物流基础设施的数字化水平将有助于减少差错，提高设施的运营效率。通过汇总历史数据，也有利于发现在运输过程中哪个地方最容易发生事故，从而有针对性地对这几个地方进行改善，精益供应链。

　　对分拣中心园区内资源的最优配置，数字孪生技术提供了非常重要的资源管理及能效优化的决策依据。随着生产设备的小型化和智能化，快递企业将很有可能更快地进入空间地理信息数据生产领域，而数字孪生技术就是通过在网络空间构建一个与物理世界相匹配的孪生园区，以数字为基础，对园区治理进行运营、决策。

　　仓库数字孪生可以支持新设施的设计和布局，并模拟产品、人员和物料搬运设备的移动，助力公司优化空间利用率。在仓库操作期间，数字孪生可以不断更新数据，这些数据是从各种自动化技术中获得的，以提供实时的仓库状态并通过分析向仓库管理人员提供优化的决策。进一步优化这些自动化系统的性能，使用数字孪生进行模拟可以使设施管理人员能够测试和评估布局更改或引入新设备和新工艺。

　　数字孪生可以应用于整个物流网络和生态系统，比如在仓库系统中，将设施的3D模型与库存和运营数据结合起来，该系统将能够提供机器状态和产品可用性的概述，并能够对库存或配送做出预测和自主决策。同样的原则也适用于主要的物流枢纽或全球物流网络。

　　外包装数字孪生可以帮助缩短判断时间，并提供更科学的方案。借助3D扫描成像工具，能快速建立外包装的数字孪生。通过和预先设定标准模型进行对比，迅速识别是否存在凹痕和裂缝等潜在问题，再结合历史足迹信息，就能提供有关何时应该修理或进行报废处理的决定。数字孪生赋能制造也将对工厂内物料流提出新的要求。

　　因此，数字孪生既是挑战，也是管理者的机遇。DHL的一份最新趋势报告显示，数字孪生技术可以在物流领域创造价值。几近陌生的数字孪生技术正在不断地快速演化，即将对物流行业起到巨大的推动作用，数字孪生在物流中的应用有着大胆的愿景，但任何此类举措的最终成功都取决于所有相关利益者的意愿和技术能力。