數(shù)字孿生：新型智慧城市的必然選擇

  中國(guó)經(jīng)濟(jì)導(dǎo)報(bào)記者 | 王曉濤

  日前，在江蘇省常州市天寧區(qū)，全國(guó)紡織行業(yè)首家以11比例建設(shè)的“數(shù)字孿生工廠”的第一條染色生產(chǎn)線通過模擬運(yùn)行調(diào)試，即將正式投入使用。

  這是我國(guó)企業(yè)在數(shù)字孿生領(lǐng)域取得的又一進(jìn)展?！秶?guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》明確提出，要探索建設(shè)數(shù)字孿生城市。

  數(shù)字孿生城市是什么？中國(guó)信息通信研究院發(fā)布的《數(shù)字孿生城市白皮書（2020）》給出的解讀是：“數(shù)字孿生”不再是一種技術(shù)，而是一種發(fā)展新模式、一條轉(zhuǎn)型的新路徑、一股推動(dòng)各行業(yè)深刻變革的新動(dòng)力，數(shù)字孿生城市不再是一個(gè)創(chuàng)新理念和技術(shù)方案，而是新型智慧城市發(fā)展的必經(jīng)之路和未來選擇。

  2019年發(fā)布的一份報(bào)告顯示，數(shù)字孿生市場(chǎng)有望在五年內(nèi)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健增長(zhǎng)，從2019年的38億美元躍升至2025年的358億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為37.8%。

  北京航空航天大學(xué)科學(xué)技術(shù)研究院副院長(zhǎng)陶飛教授表示，數(shù)字孿生分為產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后三個(gè)階段，目前產(chǎn)后運(yùn)維階段的研究最多，特別是在航空航天產(chǎn)業(yè)中。目前，數(shù)字孿生已經(jīng)在11個(gè)大的領(lǐng)域，包括環(huán)保、航空航天、電力、汽車、醫(yī)療、健康、船舶等領(lǐng)域得到應(yīng)用。他強(qiáng)調(diào)，數(shù)字孿生當(dāng)前廣受國(guó)內(nèi)外關(guān)注，現(xiàn)在在制造領(lǐng)域的關(guān)注度高，未來在非制造領(lǐng)域也會(huì)取得突破。數(shù)字孿生的標(biāo)準(zhǔn)很重要，很難有通用的技術(shù)和平臺(tái)解決所有領(lǐng)域的問題，一定要立足行業(yè)和產(chǎn)品建立標(biāo)準(zhǔn)。陶飛認(rèn)為，要理性和正確對(duì)待數(shù)字孿生，“數(shù)字孿生不是萬能的，它只是針對(duì)某個(gè)特定的問題和對(duì)象建立數(shù)字孿生，它的功能最終是為了解決需求和服務(wù)。”

  結(jié)合全球數(shù)字孿生城市的實(shí)踐，世界經(jīng)濟(jì)論壇物聯(lián)網(wǎng)和城市轉(zhuǎn)型平臺(tái)中國(guó)區(qū)負(fù)責(zé)人徐亞敏認(rèn)為，數(shù)字孿生面臨挑戰(zhàn)。對(duì)于政府來說，要能真正理解數(shù)字化能力。同時(shí)，數(shù)字孿生的發(fā)展離不開錢。“數(shù)字孿生需要大量資金，這個(gè)錢從哪來，可不可持續(xù)，從企業(yè)的角度來說，就是找誰要錢？商業(yè)模式怎么辦？技術(shù)產(chǎn)品能賣給誰？”

  徐亞敏特別提到了數(shù)據(jù)壟斷，認(rèn)為這是一個(gè)讓人很糾結(jié)的問題。他解釋說，一個(gè)大企業(yè)，如果能夠做一個(gè)數(shù)字底座，去支持一個(gè)城市的運(yùn)維，勢(shì)必有能力把數(shù)據(jù)匯集在一起獲得海量的數(shù)據(jù)。但人們并不希望所有的數(shù)據(jù)都匯集到一個(gè)企業(yè)去，這可能會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)壟斷的危險(xiǎn)?！叭绾握业揭粋€(gè)合適的路徑，通過共生共融發(fā)展，保證公共利益和商業(yè)利益的平衡，這一點(diǎn)非常重要。”

  事實(shí)上，問題不止于此。中國(guó)工程院院士鄔賀銓表示，對(duì)于數(shù)字孿生，我國(guó)現(xiàn)在還處于初期的探索階段。首先這項(xiàng)工作涉及到多個(gè)部門，協(xié)調(diào)起來比較困難，存在數(shù)據(jù)采集門檻比較高，信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不均衡等基礎(chǔ)問題，應(yīng)用層次和深度還不夠。其次，數(shù)字孿生城市涉及到5G、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、海量數(shù)據(jù)加載技術(shù)、云邊計(jì)算協(xié)同技術(shù)、模擬仿真技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與信息安全技術(shù)等，目前技術(shù)成熟度不高，平臺(tái)模型標(biāo)準(zhǔn)化滯后。第三，目前數(shù)字孿生城市設(shè)計(jì)軟件被國(guó)外企業(yè)主導(dǎo)，BIM（建筑信息模型）軟件基本上都是國(guó)外的，CIM（城市信息模型）的軟件現(xiàn)在比較少，國(guó)產(chǎn)的GPU芯片很少，市場(chǎng)占有率很低，而三維渲染要用到GPU芯片。此外，國(guó)內(nèi)的傳感器從技術(shù)到成本，尚不能滿足全域感知的部署需求。第四，數(shù)字孿生城市數(shù)據(jù)來源面廣，接入點(diǎn)多，數(shù)據(jù)集中度高，一旦遭到入侵，安全危害很大，整個(gè)城市的運(yùn)行會(huì)瞬間癱瘓。另外，城市很多數(shù)據(jù)還涉及到公民個(gè)人隱私，需要有效保護(hù)。最后，城市的組織架構(gòu)和管理體制需要適應(yīng)數(shù)字孿生城市的需要，改革城市治理職能和服務(wù)模式，要重視數(shù)字孿生城市人才的培養(yǎng)。

  工業(yè)和信息化部科技司副司長(zhǎng)朱秀梅表示，探索數(shù)字孿生城市建設(shè)，有助于推進(jìn)城市治理體系和治理能力現(xiàn)代化。數(shù)字孿生城市通過數(shù)據(jù)全域標(biāo)識(shí)、狀態(tài)精準(zhǔn)感知、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析、模型科學(xué)決策和智能精準(zhǔn)執(zhí)行等科技手段，有望成為城市智能運(yùn)行的先鋒模式，以及吸引高端治理資源加入、持續(xù)迭代演進(jìn)的創(chuàng)新平臺(tái)。探索建設(shè)數(shù)字孿生城市，有助于解決城市規(guī)劃、建設(shè)、管理中的復(fù)雜性和不確定性問題，提升城市現(xiàn)代化治理的能力和水平。因此，要加快數(shù)字孿生政策引導(dǎo)和標(biāo)準(zhǔn)制定，加強(qiáng)數(shù)字孿生技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)，助力數(shù)字孿生技術(shù)集成創(chuàng)新與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展。