在《数字孪生体（Digital Twin）是谁提出的？》一文中，本人详细介绍了数字孪生体的历史渊源，通过详细的书面证据，指出美国空军研究实验室（AFRL，Air Force Research Laboratory）在2011年3月明确提出了数字孪生体这个概念。随之其后，一般工业企业开始采用数字孪生体这个概念，但它们显然呈现了往左走还是往右走的选择。

      对于声称首先提出（事实上没有任何证据）数字孪生体概念的Michael W. Grieves来讲，对物理设备进行建模（CAD等）是其核心价值；美国空军研究室实验室应用数字孪生体的目标是为武器装备提供运行维护数字化，这是往右走的选择。

德国HOMAG的数字孪生体应用案例

      就行业应用数字孪生体的现状来看，美国通用电气（GE，General Electric）的选择是往右走，而德国西门子（Siemens）的选择是往左走。国内大部分工业互联网企业，选择的大都是往右走，包括工业4.0研究院下属翼络工业互联网（重庆）有限公司，也主要选择往右走的策略；一些高校背景的企业，或者从传统工业设计外企出来创业的企业，大都接受了工信部政策的引导，选择往左走的策略。

      为什么有两种迥然不同的选择？

      如果我们从数字孪生体的技术特点来看，就很容易理解。数字孪生体本质上是对物理世界的数字映射，如果可以实现全保真映射，那么就能实现类似阿凡达一样的效果。据工业4.0研究院观察，就人类社会目前的数字化技术水平来讲，未来100年以内也难以实现阿凡达这样的水平。

      但是，这不意味着我们不可以利用数字孪生体技术。虽然不能高保真的对物理世界进行映射，但如果可以比目前简单的关键传感器部署方式更进一步，就已经能对传统的设计、生产、交付和维护等过程产生巨大的影响。

      往左走的选择的关注点是在设计过程采用数字孪生体技术。从工业4.0研究院调研大量工业企业的实际情况来看，这个环节是难以实现的，而且投入太大，不太符合企业的需要。企业可以通过产品设计的CAD图样，人工交给生产环节去试验，以降低投入成本。

德国大众使用的PDM、PLM和BPM

      按照一些鼓吹利用数字孪生体技术实现产品生命周期管理（PLM，Product Lifecycle Management）的企业说法来看，实现产品全生命周期的数字化，当然是好事情，不过投入必然不菲。工业4.0研究院发现，具有一定规模的企业，实现产品数据管理（PDM，Product Data Management）就不错了，如果要实现产品生命周期管理，大部分在短期内是不经济的。

      因此，往左走的数字孪生体选择，除了一些不计成本和代价的行业（例如航天军工），普通工业领域无需激进推行，可以等候相关技术及解决方案的成熟之后再选择。

      企业对数字孪生体的态度，除了往左走，还有往右走的选择，这个选择就是在产品交付之后的维护过程，可以采用数字孪生体来实现。通过产品的数字化建模，针对运维过程需要监控的关键指标进行分析，能够了解产品的健康情况，在可能出现故障之前发现问题，及时进行修复。

美国通用电气的数字孪生体应用模型

      这就是所谓基于状态的维护，有的也称为预测性维护，对于通用电气来讲，它把这种业务发展为资产性能管理（APM，Assets Performance Management），从而形成一种智能服务。当然，西门子在重点推产品生命周期管理业务，但对于资产性能管理也投入了不少精力开发和推广。

      毫无疑问，数字孪生体往右走的选择，体现了轻资产的业务创新逻辑，更适合互联网领域的创业团队介入，因为它较少涉及到复杂的生产现场，同时，数字孪生体在产品使用过程中的创新空间，也远远大于产品设计过程体现的机会。

      通过前面的分析，我们可以看到，数字孪生体的应用场景层出不穷，但目前实用的典型场景主要有两大类，一是往左走的产品数字化设计，主要体现为产品生命周期管理解决方案，二是往右走的产品使用过程的数字化，主要服务模式是基于状态的维护。

      工业互联网的基础模型和技术依托于数字孪生体（Digital Twin），虽然这个概念产生于军事领域，但很快得到了领先工业企业的认同，并投入大量资源进行研究，其中，美国通用电气和德国西门子最为积极。不过，由于这个概念比较新颖，同行业人士了解的不多，有必要通过追根溯源的方式做一个介绍。

      从可以找到的书面证据来看，2011年3月美国空军研究实验室（AFRL，Air Force Research Laboratory）做的一次演讲，明确提到了数字孪生体，是最早的提出机构。

      据有限的资料显示，美国国家航空航天局（NASA，National Aeronautics and Space Administration）也在同期开始关注数字孪生体，但后续对数字孪生体体系的构建贡献并不多，反而是美国国防部立刻意识到数字孪生体是颇具价值的工程工具，值得全面研发。与此同时，美国通用电气在为美国国防部提供F-35联合攻击机解决方案的时候，也发现数字孪生体是工业数字化过程中的有效工程工具，并开始利用数字孪生体去构建工业互联网体系。

      在2015年，工业4.0研究院已经对德国工业4.0有了非常深入的研究，开始发现信息物理系统（CPS，Cyber-Physical Systems）不如美国工业互联网联盟（IIC，Industrial Internet Consortium）采用的数字孪生体有效，为了加深对数字孪生体的理解，工业4.0研究院启动了“数字孪生体概念及历史”（Concept and Origins of Digital Twin）的研究课题。

      与国内初步接触数字孪生体的行业人士一样，工业4.0研究院首先接触到的是美国研究教授（Research Professor）Michael W. Grieves在2014年撰写的Digital Twin: Manufacturing Excellence through Virtual Factory Replication，虽然Grieves强调这是一份白皮书，但实际上只有6页多的正文文字，总计字数约为3000英文单词。工业4.0研究院还发现，Grieves在2008年也发布了Product Specification Management (PSM): Enabling Manufacturing Quality，同样把这份正文内容只有4页多的文章称为“白皮书”（Whitepaper）。

      在Digital Twin: Manufacturing Excellence through Virtual Factory Replication这篇文章中，Grieves明确指出，他在2003年密歇根的高管培训上提出了（was introduced）物理产品的数字等同体或数字孪生体概念。这个声明被国内一些专家认为是Grieves首先提出数字孪生体概念的证据。

      可是，在2014年发布的文章中，“追溯”自己10多年前就有此想法恐怕难以让人认同，如果还毫无书面证据称自己是概念提出者，就更难具有说服力了。

      事实上，如果我们多花一些时间去看看Grieves写的其他文章，例如，Digital Twin: Mitigating Unpredictable, Undesirable Emergent Behavior in Complex Systems，在这篇文章中，Grieves似乎不太强调自己是提出者（introducer），他开始谨慎的提出数字孪生体的概念可以追溯到（dates back）自己2002年在密歇根大学PLM中心对产业界做的一次演讲。

      虽然工业4.0研究院项目组阅读了几乎所有可以找到的数字孪生体文章、报告及演讲资料，但都没有发现有确凿的证据可以表明Grieves首先提出数字孪生体概念。即便是Grieves的友好单位美国国家航空航天局，在提到数字孪生体的时候，也没有提及是Grieves首次提出该概念。

      对于数字孪生体概念的提出，工业4.0研究院项目组找到了一份2011年3月的演讲资料，其题目就是Condition-based Maintenance Plus Structural Integrity (CBM+SI) & the Airframe Digital Twin，演讲人是Pamela A. Kobryn和Eric J. Tuegel，他们就职于美国空军研究实验室结构力学部门（Structural Mechanics Branch）。

      从演讲资料可以看出，美国空军研究实验室希望利用数字孪生体这个概念来解决战斗机机体（Airframe）的维护问题，这也是当时美国国防部正在进行的一个项目——基于状态的维护+（CBM+，Condition-based Maintenance Plus），而美国空军研究实验室希望实现飞机的维护可以数字化，数字孪生体被寄予达到该目的的创新工具。

      至此，对于谁首先提出数字孪生体这个概念，应该有基本的判定，目前没有任何书面证据显示Grieves提出了数字孪生体这个概念，而且，正式对外公开的资料显示，美国空军研究实验室在2011年3月提出了数字孪生体这个概念。

      在与国内外一些专家交流数字孪生体这个概念起源这个问题时，工业4.0研究院发现即便按照Grieves勉强称自己是发现数字孪生体的基本作用，也是难以得到支持的。

      一直以来，Grieves主要围绕产品生命周期（PLM，Product Lifecycle Management）在做一些工作，但从他各种研究成果来看，他主要强调的是通过数字化来实现可视化，这一点跟海尔强调的透明工厂如出一辙。毫无疑问，利用数字化实现管理现场的透明化，或者实现产品生命周期的透明化，是有意义的，但不是数字孪生体的全部。

      对比美国国防部利用数字孪生体的情况，它首先对应的就是基于状态的维护+（CBM+），这就是说，美国国防部把数字孪生体看成降低维护成本、提高维护效果的工具，这跟后来美国通用电气的资产性能管理（APM，Assets Performance Management）是一致的。

      由此可见，国内一些专家强调数字孪生体的仿真功能，是与其产生初期的核心价值不同的，简单把数字孪生体理解为建模、仿真甚至于CAD等，过于简单的理解数字孪生体的含义，这对于中国制造业转型升级，利用数字孪生体来实现工业互联网是不利的。

      希望通过本文的介绍，可以帮助行业人士更好理解数字孪生体的渊源、历史和价值，从而进一步推动中国工业互联网创新发展。

作者：胡权，工业4.0研究院院长兼首席经济学家

      在工业互联网产业联盟主办、翼络工业互联网（重庆）有限公司承办的“金融资本与工业互联网协同发展研讨会”上，本人就“技术 x 资本”的运行规律进行了介绍，并对于AII 投融资协同发展提出了两项建议。

      一、技术革命与金融资本的周期论

      自260年以前工业革命发生以来，其科技创新呈现了一种周期性的特征，这也是工业1.0、2.0、3.0和4.0划分的依据。不仅如此，对于金融资本跟技术革命的关系，国务院刘鹤副总理也做了深入的分析。

      虽然一些创新应用被公众称为“技术革命”，但只有当这些技术突破中的每一个都远远超出它所源起的产业或部门的界限，扩散到广泛的领域内。对于工业来讲，“非标”解决方案不是“技术革命”，只有具有通用目的技术（GPT，General-Purpose Technologies）出现，才可以称得上严格意义上的“技术革命”。

      为了推进我国工业互联网良性持续创新发展，应该重视工业互联网技术革命的规律性，同时也应意识到金融资本的基本特征和决策模式。

      二、工业互联网目前所处的阶段

      用技术成熟度水平（TRL，Technology Readiness Level）的方法来判定，工业互联网目前还处于TRL 4-6的产学研阶段，达不到TRL 7-9产业化阶段，因此，任何企业难以从工业互联网的解决方案中赚到大量的利润。

      目前仍然处于构建范式和模式的阶段，选对技术路径远远比盲目投入要重要。对于工业互联网所代表的网络化趋势来讲，由于试验成本高，单纯利用自有资金进行研发，难度非常高，而且会有丧失建立规模经济优势的机会。

      总体来讲，最近3-5年，工业互联网平台将毫无悬念会呈现过剩的状态，工业互联网领域的割裂将加重，但如果引导得当，各大工业互联网平台公平参与竞争，这将促进工业互联网平台领域的集中度逐步加深，最后剩下不到5家有竞争力的平台是有可能的。

      三、推动AII投融资协同发展的建议

      根据工业4.0研究院针对资本市场强国的主题研究，建议工业互联网产业联盟加强技术、人才和资本三者的创新发展。

      对于技术来讲，主要是企业进行研发投入，联盟可以提供一些指导；对于人才，可以设立“金融资本与工业互联网培训系列课程”，工业4.0研究院拥有“工业4.0大学”在线培训平台，可以协助了联盟来做相关工作；而对于资本，既可以推动“工业互联网投融资平台”，还可以在重庆进行试点。

      总而言之，中国制造面临新的技术革命，工业互联网是千载难逢的机会，我们一方面加强技术创新方面的协作，另外一方面，加强金融资本的专业化发展和协作，也至关重要，甚至于是全球工业互联网竞争的制胜之道。