□ 陶 飞

    当前，网络和信息技术高速发展，公众的衣食住行已经从物理世界延展到数字世界。那么，这两个世界是如何关联，又是如何交互共生的呢？

    物理复制与数字复制

    孪生或双胞胎给人的第一感觉或印象就是，两个对象非常“像”或非常“相似”，但只是“外形像”，存在着一定时间和空间的局限。

    随着信息技术的普及和推广应用，为突破这种“物理复制”的局限，人们开始使用数字化技术来实现对物理世界的“数字化复制”：可通过全息影像技术在线“复活”一个和已故歌手一模一样的数字化、虚拟的歌手，在舞台上演唱表演神态也一模一样；可采用数字化技术，在虚拟世界打造一个和现实世界一模一样的数字故宫，公众可通过电脑、手机全景游览，穿宫廷服饰，体验历史生活。

    交互与共生

    随着技术的不断迭代，仅仅数字化复制、数字化展示功能，已不能满足人们对未知世界的好奇心和探索欲。我们还想知道，在不同时空尺度的物理世界，比如极端世界、极微观世界正在发生什么，未来还可能发生什么，如何去提前预测未来一些危险的事情，并提前干预。

    我们希望通过在地面的数字孪生体，来洞悉在遥远太空翱翔的天问一号、在万里海底作业的潜航器，以及航空发动机在极端高温、15000转速下的运行状况，并对其远程精准操控，预测未来可能发生的故障，从而提前制定规避措施。

    应用到千行百业

    数字孪生概念诞生于2002年。但由于当时使用数字孪生成本非常昂贵，直到2015年才被人们从军品引入民品和日常生活中。如今，数字孪生已经在航空航天、装备制造、健康医疗、轨道交通，以及城市管理等15个大类、50多个细分领域得到应用。

    可以说，当前各行各业数字化转型和智能化升级，对数字孪生需求迫切，但数字孪生目前处于研用初级阶段，要想让它造福千行百业、服务经济、助力数字经济的发展，还缺少一套成熟的理论体系、技术体系、工具体系、标准体系。

    近些年来，我们的研发团队一直致力于数字孪生研究，希望解决上述难题，助力我国制造业数字化转型和智能化升级。我们的研发团队先后提出，并建立了数字孪生五维模型并提出了数字孪生车间的概念，建立了数字孪生理论体系、技术体系、工具体系，牵头18家单位共同建立了数字孪生标准体系框架。相关工作已被中国航天科工、中航发、中船、中国兵器集团等十大集团参考应用于航空航天、船舶、高铁等领域的系统研发。

    数字孪生的“中国声音”

    国内学者虽然在数字孪生领域开展了大量研究实践工作，但相关工作在国际上鲜有发声，影响力不够。

    为提升国际影响力，我们的研发团队联合国内学者共同发起召开第一次数字孪生学术会议，成立了数字孪生国际专家委员会，创办了第一个数字孪生国际期刊，受邀出版英文专著3部。相关工作和成果在国际上产生了积极影响，国际上也越来越认可中国在数字孪生领域的研究工作。

    回想刚回国时，很多朋友对我说，你做的这项工作太前沿了，可能你写的论文投出去都不会被采用。但我会坚定这个方向，也会用青春在国际上博得一席之地，为我国在这个领域发出自己的声音。

    （作者系北京航空航天大学科学技术研究院副院长、教授）