早在2019年，美国国防部系统工程研究中心就发布了系统工程现代化计划，力图在提出数字工程之后，进一步推进美军的装备系统研发能力，为大国竞争提供保障。

      值得注意的是，当时提出的系统工程现代化计划，提出了五个目标三个阶段，其中，目标2的可信源发展趋势中，“数字孪生体自动化”（Digital Twin Automation）是长期追求的目标。

      在本人写的《数字孪生体：第四次工业革命的通用目的技术》一书中，把“数字孪生化”（Digital Twinning）列为关键技术，其含义跟美国国防部的想法是一致的。

      历经5年时间的发展，美军已经实现数字孪生体自动化了吗？

      据观察，通过多个数字孪生化项目，美军确实已经大幅降低该技术的使用成本，能够满足武器装备数字孪生化的需要。

      同时，结合到数字线程的开发和利用，能够很好对各种数字孪生模型进行管理，把2018年《数字工程战略》中提到的可信源目标大大推进了，为任务工程（Mission Engineering）的发展提供了必要条件。

      数字孪生体、AI/ML和数据科学等技术的发展，为数字工程和任务工程提供了机会。

      随着数字工程的使用，使得“面向X设计”（Design for X）成为可能；然后数字孪生靶场的广泛应用，让“面向测试和鉴定设计”（Design for Test & Certification）加快武器装备的研制速度；现在，对任务一级的建模仿真已经实现，任务工程成为常用的工具，那么“面向速度和规模设计”（Design for Speed & Scalability）就成为可能了。

      系统工程研究中心认为，可信源的发展，需要经理数据集成和互操作、数字工程设计过程、语义数据连接等阶段，然后才会实现数字孪生体自动化。

      这几年AI/ML的发展非常迅速，它跟数字孪生体的融合日益深入，从认知数字孪生体、预测数字孪生体等军工实践，到英伟达的数字孪生地球，以及工业4.0研究院的数字孪生大脑应用，不断推动数字孪生体的发展。

      由于基于数字孪生体的软件工程发展迅速，很好解决了数字孪生化大规模应用的理论问题，试点示范的效果非常突出，数字孪生体自动化逐步成熟。

      据美国国防部披露，它在推进复制者无人机计划的时候，已经全面采用数字孪生体相关技术，这大大加快了复制者无人系统的研制速度，并跟其无人作战任务并行发展，让设计研发的复制者无人系统在研制之初就能能跟任务需求不断交互，避免了武器装备研制到生产交付的脱节。

      不管怎样，数字孪生体自动化应在2030年前就会全面到来，这个时候，基于数字孪生体的数字工程才称得上成熟。

作者：胡权，工业4.0研究院院长、数字孪生体联盟理事长

      近期，美国审计总署（GAO）发布年度《武器系统年度评估》报告，这是第22次发布该报告。该报告具有重要意义，它展现了美国正在加速推进数字孪生体和数字线程先进技术，中国步入日本30年前类似困境，与美国的差距加大了。

      在第四次工业革命时期，中美两国处于竞争状态，两国纷纷瞄准先进技术，力求先人一步获得突破，并把它们产业化。

      虽然大国竞争的领域非常多，涉及的技术种类纷繁芜杂，但针对工业领域的先进技术是竞争之关键，它们是经济持续增长的基本条件，也是国家财富的根本来源。

      工业4.0研究院分析显示，中美两国对于未来工业的发展，有不同的认识和实践。

      为了推进未来工业的发展，中美两国对任何可能提升竞争力的先进技术都来者不拒，近10年尝试了信息物理系统（CPS）、智能制造、工业互联网、数字孪生体和AI等新型概念和技术。

      在近10年的发展初期，两国的节奏基本同频，中国虚心借鉴美国提出的信息物理系统、工业互联网和数字孪生体等概念体系，保持跟美国类似的发展速度。但是，随着美国担心霸权地位的丧失，开始有意识采取“差异化”措施，中美在未来工业上的选择渐行渐远。

      对于信息物理系统和工业互联网两种技术，在此不做评价，仅对数字孪生体的情况跟30年前日本推进智能制造做一个对比。

      20世纪80年代，日美两国在未来工业的发展上处于激烈的竞争关系，日本为了“维持”其领先地位，启动了著名的“智能制造系统”（IMS，Intelligent Manufacturing Systems）项目，但美国选择了“数字制造”（Digital Manufacturing）作为突破点。

      目前我国跟美国分别聚焦智能制造/工业互联网和数字工程（数字孪生体），跟30年前的日美选择有异曲同工之处。

      美国深知自己的优势在于理论研究和颠覆性创新，在选择技术路径的时候，更擅长试错和纠偏，日本通产省的资源控制能力强，产业政策容易落地，但一旦有问题，那么就会带来广泛系统的后果，使得其丧失数十年的机会。

      事实也是如此，日本在智能制造上的努力并不成功，它在2005年就黯然退出了自己打造的智能制造系统国际组织。

      美国在理论研究上的竞争机制，避免了少数专家的话语权决定了技术选择和产业发展方向，当日本当时忙于豪赌智能制造的时候，它悄然组织了美国空军、波音公司和一批CAD软件公司，确定了数字制造的标准体系，加速推进了数字工业的发展。

      当前的情况类似，中国不断加强网络信息技术的发展，但对于跨硬件和软件的数字孪生体技术认识不深，探索不足，导致数字孪生体产业发展非常缓慢，甚至有停滞的趋势。

      中国数字孪生体技术的应用，大部分是通过智慧城市来呈现的，工业领域的数字孪生体应用，大都被德国企业牵引到信息物理系统领域，加上国内部分仿真软件企业的鼓噪，数字孪生体产业并未形成。

      对于中美在工业上的竞争，美国如法炮制，由美国空军支持对象管理集团，发起了美国数字孪生体联盟，通用电气、洛马公司、诺格公司以及MITRE等公司，纷纷参与到美国空军主导的数字孪生体技术生态，持续推进相关应用，形成了类似30年前CAD技术产业体系的格局。

      中国虽然在数字孪生体领域的发力比较早，工业4.0研究院早于美国空军7个月发起了全球第一家数字孪生体联盟，但由于大量产业资源被大型企业把控，这使得中国并未出现具有颠覆性创新意义的数字孪生体应用。

      大量企业纷纷依附政府或大型企业，尽情“消费”数字孪生体这个概念，最终让人人看到这个概念纷纷唯恐避之不及。

      现在，美国审计总署发布的报告出现了越来越多的数字孪生体，不知是否会改变国内主管部门和行业人士对数字孪生体的认识，让具有颠覆性创新的中小企业成为中国数字孪生体的生力军？

作者：胡权，工业4.0研究院院长、数字孪生体联盟理事长

      作为第四次工业革命的通用目的技术，数字孪生体（Digital Twin）具有广泛的应用，经过10年时间的发展，我国数字孪生体产业呈现“出清”的状态。

      “出清”是一个经济学术语，它是供求均衡的方式。

      对于一个发展中的市场来讲，通常会经历概念炒作的阶段，人们为了抓住这个机会，往往会利用各种手段包装传统技术或产品，力图淘到第一桶金。

      数字孪生体是一个全新的技术和市场，但是，由于该技术跟仿真、连接和大数据等传统领域有关，蜂拥而至该领域有三类企业，即仿真派、连接派和数据派。

      为了从渴望引入数字孪生体技术的客户获得项目，这三类企业努力包装已有产品或解决方案。工业4.0研究院分析显示，仅仅在2020年，市场上就出现了数百家数字孪生体供应商，加入数字孪生体联盟（DTC，Digital Twin Consortium）就有一百多家。

      但是，市场上的数字孪生体项目数量比较少，根本支撑不了这么多的供应商正常运行，这意味着该行业存在一定程度的过剩。

      为什么数字孪生体产业未成长起来，就出现了过剩呢？

      笔者在《数字孪生体：第四次工业革命的通用目的技术》一书中写道，数字孪生体是一种颠覆性技术，它是物理世界和数字空间交互的技术体系，可视化或小范围使用是最简单的场景，其核心价值主要体现在深度交互和复杂体系。

      过去多年期间，中国数字孪生体的市场以智慧城市为主，初步估计80%的数字孪生体企业参与了数字孪生城市建设，竞争较为充分的工业领域反而没有多少供应商。

      美国数字孪生体的主要市场是国防领域，美国空军为主的客户群体，已经广泛引入数字孪生体和数字线程，大规模推进数字孪生靶场、数字孪生装备和数字孪生站战场等应用，达到了“无数字孪生体不欢”的地步。

      我国国防市场曾经对数字孪生体技术非常感兴趣，大量军工企业提供了不少包装后的解决方案，结果导致客户不信任该技术，甚至有行业专家表示，“这个新名词早就被大家扒透了，申报项目时应列进‘警戒线’。”

      一些公众号发布文章，开始对数字孪生体项目说三道四，有的对数字孪生体行业是否存在都持怀疑态度，例如，有公众号以“英伟达Earth-2撕开了国内数字孪生的遮羞布”为题，吸引了不少行业人士关注。

      美国不少知名企业是数字数字孪生体的拥趸，例如英伟达、亚马逊、微软、洛马、诺格等，更别说DARPA和美国空军10多年前率先提出了数字孪生体的概念，并推动其逐步成熟发展。

      国内缺乏这样的环境，由于客户群体认知能力较弱，以及采购流程限制，往往选择大型企业提供解决方案，这样做的结果是，数字孪生体市场畸形发展，最终反噬大量的数字孪生体供应商。

      在这样的背景下，数字孪生体产业处于劣币驱逐良币的状态，只能寄希望时间换空间，让一些不具备创新能力的企业出清。

      我们不知道的是，这个出清过程到底要经历多久，会不会时间太长，导致我国数字孪生体产业大幅落后美国的发展，从而对我国未来产业是一种巨大的打击？

作者：胡权，工业4.0研究院院长、数字孪生体联盟理事长