數(shù)字三聯(lián)體

最近海外有人提出數(shù)字三聯(lián)體（Digital Triplet）概念，并稱數(shù)字三聯(lián)體是數(shù)字孿生體（Digital Twin）的下一階段。

數(shù)字孿生體，正在被應(yīng)用于應(yīng)對氣候變化、環(huán)保防災(zāi)、城市交通、醫(yī)療健康、制造建造，乃至石油天然氣開發(fā)眾多領(lǐng)域。預(yù)計全球數(shù)字孿生體市場在 2022 - 2026 年期間內(nèi)以33.28%的復(fù)合年增長率增長。未來幾乎所有制造產(chǎn)品，甚至于每個人，都可以擁有自己的數(shù)字孿生體（見上一篇博文）。

為什么需要數(shù)字三聯(lián)體？

經(jīng)濟學(xué)基本生產(chǎn)公式是：

Q = f(K,L)

Q = 產(chǎn)出（商品或服務(wù)的數(shù)量）；f 是函數(shù)的簡寫；K = 設(shè)備；L = 操作人員。也就是說，產(chǎn)出可以歸結(jié)為兩個關(guān)鍵要素：設(shè)備K和操作人員L。

這兩個關(guān)鍵要素的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，已經(jīng)進行了幾十年。公式中設(shè)備方面的演變，導(dǎo)致了發(fā)展“數(shù)字孿生體”概念。到目前為止，業(yè)界更加專注于自動化設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)和分析。其實，操作人員方面對于提高安全性、可靠性和效率同樣重要。例如，僅在2014年，石油和天然氣行業(yè)就有18人死亡，1600人重傷（世界經(jīng)濟論壇，2017年）?？紤]到這一點，世界經(jīng)濟論壇等組織認為工作人員聯(lián)網(wǎng)，有可能提高該行業(yè)的效率和安全性（而且不僅限于石油和天然氣行業(yè)）。數(shù)字三聯(lián)體的概念是在這樣背景下出現(xiàn)的。

什么是數(shù)字三聯(lián)體？

數(shù)字孿生體由物理世界和網(wǎng)絡(luò)虛擬世界組成（圖1），通過添加人類智力活動層，增強數(shù)字孿生技術(shù)，導(dǎo)致了被稱為數(shù)字三聯(lián)體的概念的出現(xiàn)。也就是說，數(shù)字三聯(lián)體是由物理世界、網(wǎng)絡(luò)虛擬世界和人類智力活動世界組成（圖2）。

圖1 數(shù)字孿生體示意圖

圖2 數(shù)字三聯(lián)體示意圖

數(shù)字三聯(lián)體作為數(shù)字孿生體的的延伸，將這三個世界整合在一起，在設(shè)計、制造、使用、維護、再制造和資源循環(huán)等整個產(chǎn)品生命周期里，實現(xiàn)對數(shù)字化制造系統(tǒng)工程活動的集成支持。

物理工廠的數(shù)字孿生體是“物理工廠的虛擬模型”，由3D工程模型、自動化系統(tǒng)、資產(chǎn)監(jiān)控和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字制品，構(gòu)成了一個高度連接的數(shù)字框架，支持工廠高效可靠的建設(shè)、調(diào)試和運行。物理工廠的數(shù)字三聯(lián)體人類知識數(shù)字表示，則包括程序、清單、設(shè)備信息、模擬培訓(xùn)、講解視頻、電子學(xué)習(xí)模塊、培訓(xùn)計劃、電子書、常見問題解答、測試和技能評估等等，通過人類智力，從數(shù)據(jù)中創(chuàng)造價值。

數(shù)字三聯(lián)體有什么好處？

在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程中，數(shù)字三聯(lián)和數(shù)字孿生同樣重要。生產(chǎn)任何東西的經(jīng)濟模式，都需要將物質(zhì)資產(chǎn)（廠房、原材料和設(shè)備）與人類智力結(jié)合。數(shù)字三聯(lián)體作為生產(chǎn)公式中人類智力方面的數(shù)字表示，有利于提高人工工作的標(biāo)準(zhǔn)化和有效性，有利于提高生產(chǎn)的安全性、可靠性和效率。

數(shù)字三聯(lián)體的一個重要特點是可以將生命周期的一個階段的數(shù)據(jù)、信息和知識，轉(zhuǎn)移到生命周期的其它階段，以增加價值，例如，從使用階段到設(shè)計，從制造到設(shè)計，從使用到維護。

通過數(shù)字三聯(lián)體，可以真正將產(chǎn)品、它的數(shù)字副本及其實際操作，作為三個獨立的東西，進行分析和跟蹤。制造商可以記錄和跟蹤產(chǎn)品在實際操作中的表現(xiàn)，預(yù)測產(chǎn)品壽命、維護周期和實際性能，衡量不同固件、軟件更新和版本對部件性能的影響，推動持續(xù)改進。

展望未來，數(shù)字三聯(lián)體以人類和機器可讀的語言提供內(nèi)容。這意味著數(shù)字三聯(lián)體能夠在運營中實現(xiàn)自動化。更進一步，數(shù)字三聯(lián)體與模擬技術(shù)結(jié)合使用，提供特定場景的操作模擬，有益于人員培訓(xùn)。

小結(jié)

在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程中，數(shù)字三聯(lián)和數(shù)字孿生同樣重要。數(shù)字孿生體在過去十多年間，其理論和技術(shù)已經(jīng)成熟，并有許多成功案例，論著頗多,而數(shù)字三聯(lián)體，則只有初步的概念,文章罕見。

轉(zhuǎn)載來源：王宏琳科學(xué)網(wǎng)博客