*本文转载自中国工业网
前不久，工信部在谈到数字基础设施建设时表示，工信部将实施国家重大软件工程，特别是着力推动工业技术的软件化。国务院同期发布《关于推动工业互联网加快发展》的通知，并指出：提升工业互联网平台核心能力，引导平台增强5G、人工智能、区块链、增强现实/虚拟现实等新技术支撑能力，强化设计、生产、运维、管理等全流程数字化功能集成。
数字孪生以及用于数字孪生的虚拟仿真、大数据、算法、三维图形、生产工艺、虚拟现实（VR）和增强现实（AR）将是工业软件和工业生产制造与服务的黑科技。数字孪生将物理世界反向映射到数字世界中（即赛博空间，指物理与网络融合空间），美国的工业互联网联盟将数字孪生作为工业互联网落地的核心和关键、德国工业4.0参考架构将数字孪生作为重要内容。在数字孪生技术中，近年来兴起的用于实现数字孪生、AR和VR的实时3D可视化技术更被视为黑科技中的黑科技。
2019年，Gartner认为数字孪生处于技术期望膨胀期的顶峰，未来五年将产生破坏性创新。而在实时3D技术加持下，VR/AR和数字孪生将引发真正的破坏性创新。2020年，随着5G、物联网和车联网等VR/AR和数字孪生商用外部条件达到成熟，以及VR/AR和数字孪生等取得阶段性技术成果，接下来就需要实时3D渲染与交互技术的加持，从而引爆以秀品牛数字孪生为代表的新工业软件市场。
乘"新基建"东风，新一轮工业软件将爆发
3月份中国制造业采购经理指数（PMI）为52%，在2月基础上大幅上升16.3个百分点。3月PMI指数回升的背后，是企业加快复工复产，新动能回升势头较快。其中，数字孪生技术功不可没：例如宝钢位于宝山基地的冷轧热镀锌智能车间，在200米长的生产线上仅有2名工人流动检视，而由12台智能机器人承担了所有"危脏难"工作。赛迪智库认为，疫情防控期间，诸多制造企业因受原材料不足、用工短缺等问题的困扰，难以迅速复工复产，而采用数字孪生技术可以在研发设计、生产制造、经营管理等方面重组原有业务流程，优化企业资源配置，提高企业经营效率。
采用智能机器人加快复产复工，这仅是数字孪生的初步应用；提高机器设备智能化水平、提高制造车间柔性化水平、提高产品质量管理水平等，这些都是数字孪生的高阶应用。数字孪生更高阶应用则是实现研发协同：在赛博空间构建产品数字孪生体，多物理场、多维度模拟展示产品在物理空间的状态变化，完成产品外观、结构、装配等设计，缩短产品上市周期。
雷神山医院就采用了数字孪生的设计方法，以提高设计、施工、落成的速度。例如，该项目利用BIM模型进行医院周边风环境的仿真分析，结果是有利于场地内气体排放的迅速稀释和扩散；对隔离病房气流进行数字仿真模拟，通过分析在病房内形成了"U型"通风环境，能有效改善病房内的污染空气浓度，降低医护人员感染风险。本次疫情催生了智慧城市、建筑、工程、汽车、运输、制造等新型工业和产业互联网应用。其中，数字孪生、VR、AR是主要具备破坏式创新能力的软件创新技术。
无论是基于数字孪生的雷神山医院、各种智能机器人，还是基于VR/AR等XR技术的沉浸式营销、培训、远程运维等，都带来了全新的体验。与传统工业软件相比，实时3D技术极大增强了用户体验，能显著提升数字孪生的应用。特别是BIM建筑信息模型、CAD计算机辅助设计、PLM产品生命周期管理等软件产生的数据，之前都是以二维甚至仅以数字方式呈现，很难让使用者和最终用户有直观的理解与认识。而在几年前，实时3D技术还只常见于移动、PC和主机游戏中。今天，越来越多的工业和商用公司，也开始逐渐采用这种新的创作和协作技术。
那么，什么是实时3D技术呢？简单理解，实时3D技术就是至少以每秒30帧的速度进行图像渲染，达到与人眼看物理实体无差别效果。用户可以在3D物体内部操控，也可以整体实现沉浸式交互体验，而实时3D交互还可以跨计算机、移动设备和VR头盔或结合AR应用等多硬件平台。为什么实时3D对于数字孪生很重要？数字孪生就是在虚拟的数字空间建立物理物体的可视化仿真，然后在虚拟物体与实体物体之间通过网络建立实时数据传输与交互，达到让虚拟物体可以实时模拟真实的实体物效果。而实时3D技术则可以极大提升数字孪生的使用体验，特别是可以360度获得与真实世界中几乎一样的视觉效果，这无疑将极大提升数字孪生的应用空间。
秀品牛在2020年1月和2月分别发布了数字孪生落地制造业500强的真实案例。事实表明，实时3D技术能够实现显著的投资回报（ROI），94%已在使用实时3D的公司正在计划扩大该技术的应用范围，主要原因有降低成本、提高销售量和加快上市时间。而97%还未使用这项技术的企业相信实时3D将改善、甚至变革自己的工作流和生产流程；55%的工业领导者将在未来两年内采用实时3D技术。
Forrester认为实时3D技术将让数字孪生技术、VR/AR的商用在未来几年达到临界拐点，形成市场的雪崩效应。而以实时3D技术为特点的新工业软件，将未来几年呈爆发态势。下一个黑科技公司数字孪生是一个新兴且非常复杂的技术领域，是多种数字化技术的集成融合创新。在日前工业互联网联盟举办的《工业数字孪生白皮书（征求意见稿）》发布活动上，中国工业研究所当前工业数字孪生理论认知逐渐深化、应用探索开始涌现，但整体应用还处于初级阶段，普及推广仍有挑战。
根据征求意见稿，数字孪生技术包括了基础类技术和核心技术，涉及感知控制、数据集成、建模分析、人机交互等四大领域，其中在建模分析与数据集成方面既有基础类技术也有核心类技术，而人机交互与感知控制则为基础类技术。想要推进数字孪生的整体应用，就需要在基础和核心技术方面达到商业成熟，目前只有少数巨头能独立构建数字孪生解决方案，跨界合作是推动数字孪生应用创新的必由之路。
目前任何一个独立的引擎无法独立支撑数字孪生技术的开发, 因此市场需要新的引擎来实现, 需要融合多方技术的引擎需面对更加复杂的底层逻辑才能实现, 因为想要一套完整的数字孪生解决方案本身就是一个全球正在研究的课题。
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