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    新基建熱潮下，數(shù)字孿生受到前所未有的關(guān)注。企業(yè)如何快速通過數(shù)字孿生，獲取數(shù)字資產(chǎn)，打好“數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”基礎(chǔ)，更好的應(yīng)對(duì)智慧未來？

    河姆渡第五屆（2020）中國智能建筑節(jié)上，盈嘉互聯(lián)聯(lián)合創(chuàng)始人、北京建筑大學(xué)教授王佳女士帶來《數(shù)字孿生如何在新基建的浪潮中脫穎而出》主題分享，從縱深的角度剖析數(shù)字孿生技術(shù)，為企業(yè)帶來深度融入數(shù)字化時(shí)代的新思維、新方法。

    感謝各位朋友，感謝各位領(lǐng)導(dǎo)，各位專家，感謝河姆渡電商平臺(tái)，讓我們有機(jī)會(huì)以這樣的一種方式和眾多的朋友一起來討論這樣一個(gè)非常有意思的話題。

    我今天跟大家討論的話題是《數(shù)字孿生如何在新基建的浪潮中脫穎而出》。數(shù)字孿生這個(gè)話題現(xiàn)在已經(jīng)如火如荼。我們要如何去理解它，它到底能給我們帶來什么樣的價(jià)值，如何快速建立數(shù)字孿生體，這是我今天希望跟大家交流的。

    一代基礎(chǔ)設(shè)施支撐一次產(chǎn)業(yè)革命，未來20-30年是數(shù)字孿生時(shí)代
    從1771年第一次工業(yè)革命開始，每一次產(chǎn)業(yè)革命都會(huì)經(jīng)歷60年甚至70年這樣一個(gè)過程。第5次產(chǎn)業(yè)革命，將我們帶入了信息和通信時(shí)代。我們開始以數(shù)字化和模擬的方式，用算力衡量產(chǎn)業(yè)進(jìn)步。第5次產(chǎn)業(yè)革命已進(jìn)行了50~60年，實(shí)際上下一次產(chǎn)業(yè)革命已悄然到來。未來的20~30年，數(shù)字孿生將是一個(gè)最熱的話題。物理世界所有的實(shí)體都會(huì)在虛擬世界擁有自己的數(shù)字鏡像：一個(gè)數(shù)字孿生體。

    “城市空間”是數(shù)字孿生時(shí)代最大的應(yīng)用場(chǎng)景
    數(shù)字孿生時(shí)代最大的應(yīng)用場(chǎng)景是什么？是城市空間。在這個(gè)空間里，我們是有很多訴求的，包括對(duì)道路、水務(wù)、核電水電、會(huì)展中心、校園、辦公樓、地下空間、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、機(jī)房、園區(qū)等等，我們都有很多的訴求。我們希望它是智慧的。但是我們做了很多的努力后，往往會(huì)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)和我們的想象，和我們的需求有非常大的差距。信息化時(shí)代還存在很多問題，這些問題阻礙了“智慧”這樣一個(gè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

    數(shù)字孿生實(shí)踐的5大問題

    數(shù)字孿生主要是要?jiǎng)?chuàng)建和物理實(shí)體等價(jià)的虛擬體或數(shù)字模型，虛擬體能夠?qū)ξ锢韺?shí)體進(jìn)行仿真分析，能夠根據(jù)物理實(shí)體運(yùn)行的實(shí)時(shí)反饋信息對(duì)物理實(shí)體的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，能夠依據(jù)采集的物理實(shí)體的運(yùn)行數(shù)據(jù)完善虛擬體的仿真分析算法，從而對(duì)物理實(shí)體的后續(xù)運(yùn)行和改進(jìn)提供更加精確的決策。

    鏡像虛擬世界對(duì)人類的貢獻(xiàn)是提高了我們的計(jì)算的能力，用虛擬空間的算力賦予人類在實(shí)體世界無法達(dá)到的能力，來回饋給我們實(shí)體世界。但在數(shù)據(jù)孿生的具體實(shí)踐中還存在很多的問題。

   強(qiáng)調(diào)模型的逼真度，顯示震撼度，而忽視了虛擬體或數(shù)字模型是可計(jì)算的這一基本需求。

    從實(shí)體空間到數(shù)字空間的映射過程中，僅有外觀而無內(nèi)在的性能、聯(lián)系等屬性數(shù)據(jù)，映射數(shù)據(jù)大量缺失，無法進(jìn)行計(jì)算。

    受限于上一時(shí)代的數(shù)據(jù)庫技術(shù)，從數(shù)字空間感知的數(shù)據(jù)量和實(shí)時(shí)性遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足數(shù)字孿生要求。

    虛擬體或數(shù)字模型受制于專業(yè)工具和軟件，無法在不同計(jì)算系統(tǒng)中流轉(zhuǎn)和復(fù)用。

    過份強(qiáng)調(diào)具體應(yīng)用，而忽視了對(duì)數(shù)據(jù)的管理、調(diào)度和復(fù)用，造成新一輪的數(shù)據(jù)孤島和信息化重復(fù)建設(shè)。

    在實(shí)踐中，如果沒有從數(shù)字孿生本身的計(jì)算能力或者說計(jì)算的核心出發(fā)的話，實(shí)際上我們會(huì)走入很多的誤區(qū)。

    上云、用數(shù)、賦智——數(shù)字孿生的核心價(jià)值
    數(shù)字孿生的核心價(jià)值：上云、用數(shù)、賦智。上云就是我們的工作方式，用數(shù)就是我們要用數(shù)據(jù)，賦智，就是我們通過數(shù)據(jù)的服務(wù)賦能來帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)的效能提升，來帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)。

    這其中數(shù)據(jù)是非常重要的一環(huán)，沒有數(shù)據(jù)我們的算力無處可用，我們的AI無處可放。在數(shù)字孿生中，數(shù)據(jù)分成三大類：

    空間數(shù)據(jù)。定位虛擬世界，它是一個(gè)什么樣的組織方式，是什么樣的構(gòu)成。

    實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。描述虛擬世界的狀態(tài)。

    行為數(shù)據(jù)。描述虛擬世界中的管理事件和人的行為。

    對(duì)于數(shù)字孿生來說，這三大類數(shù)據(jù)是核心的數(shù)據(jù)組成。如何快速的去建立可計(jì)算的數(shù)字孿生并賦能應(yīng)用？我們的團(tuán)隊(duì)打造了BOS（BuildingOperatingSystem）這樣一款產(chǎn)品。

    BOS快速建立數(shù)字孿生并賦能應(yīng)用

    在現(xiàn)實(shí)世界數(shù)字化的過程中，我們有很多的數(shù)據(jù)。BOS能夠把這些數(shù)據(jù)快速接入到系統(tǒng)中，形成企業(yè)真正的數(shù)字資產(chǎn)。

    首先我們會(huì)把空間數(shù)據(jù)接入并提供計(jì)算的能力，空間數(shù)據(jù)來自于所有模擬空間的工程數(shù)據(jù)，其次我們會(huì)快速接入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并提供他計(jì)算的能力。

    所有的實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)都可以通過BOS快速接入到平臺(tái)中，并進(jìn)行完美匹配，描述虛擬世界。這個(gè)數(shù)字孿生體它不是一個(gè)死的東西，它一定要有賦能應(yīng)用的能力。通過數(shù)據(jù)配置和二次開發(fā)接口，我們可以提供非常豐富的數(shù)字資產(chǎn)應(yīng)用場(chǎng)景，比如智慧交通、智慧會(huì)展、智慧校園、智慧樓宇、智慧商場(chǎng)、智慧機(jī)房、智慧水務(wù)、智慧水電、智慧工廠等等。

    在數(shù)字孿生體的建設(shè)過程中，會(huì)遇到很多問題，這些問題就交給BOS來解決。

    數(shù)字孿生難點(diǎn)一：空間數(shù)據(jù)格式眾多
    在人類構(gòu)筑物的建設(shè)過程中，專業(yè)的設(shè)計(jì)和建造工作會(huì)產(chǎn)生大量專業(yè)數(shù)據(jù)，包括結(jié)構(gòu)體的結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，內(nèi)部設(shè)備數(shù)據(jù)，組成材料數(shù)據(jù)，以及大量的關(guān)系型數(shù)據(jù)，如管線之間的關(guān)系，管線和空間的關(guān)系等等。

    這些數(shù)據(jù)是多格式的，我們叫做多元異構(gòu)的，被各種工具軟件所綁定的，我們無法把它直接的變成空間數(shù)據(jù)來用。而BOS的第一個(gè)核心的能力就是空間數(shù)據(jù)的接入和計(jì)算的能力。將多元異構(gòu)數(shù)據(jù)文件直接上傳到BOS，BOS能夠?qū)⑦@些數(shù)據(jù)進(jìn)行組織，并用API的方式提供計(jì)算能力，與人類進(jìn)行交互。

    比如在建筑里有多少個(gè)門？有多少個(gè)窗？它就會(huì)告訴你，我們可以去做一些查詢的工作，就像你問他的問題一樣。對(duì)于普通人來說，看懂工程圖紙是非常難的，但是計(jì)算機(jī)就像讀懂了你的所有的工程數(shù)據(jù)一樣，它可以回答你所有的問題，你問它窗在哪，門在哪，某一個(gè)系統(tǒng)在哪，它都會(huì)給你非常準(zhǔn)確的答案。

    它還可以幫你做一些分析，比如說我看一下這兩個(gè)結(jié)構(gòu)體它有什么不同，我用肉眼去看，他很相似，但其實(shí)里面的細(xì)節(jié)內(nèi)容有非常大的不同，比如說它的幾何的信息，它的高度，它的長(zhǎng)度是不是不同的，同樣一個(gè)墻體的材質(zhì)是不是不同的等等。我們把工程數(shù)據(jù)接入到BOS之后，計(jì)算機(jī)它就像一個(gè)專家一樣陪伴你的左右，幫你去解決所有的你看不懂的問題。

    提供了低成本空間數(shù)據(jù)的來源，將二維/三維工程圖紙中的工程數(shù)據(jù)復(fù)用，轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可讀取、可使用的空間數(shù)據(jù)。

    數(shù)據(jù)適配各種應(yīng)用場(chǎng)景。人類的需求在不斷改變，需要適配各種場(chǎng)景的數(shù)據(jù)管理。BOS有超強(qiáng)的數(shù)據(jù)管理能力，并且能夠把這些數(shù)據(jù)做優(yōu)化存儲(chǔ)，為后面所有應(yīng)用系統(tǒng)提供干凈的，便于使用的數(shù)據(jù)。

    提供靈活的數(shù)據(jù)模型配置。像點(diǎn)菜一樣，我們需要什么樣的數(shù)據(jù)，告訴計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)就把所有的這些數(shù)據(jù)給你組織好，用webAPI的方式發(fā)給你，快速為應(yīng)用賦能。

    數(shù)字孿生難點(diǎn)二：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)眾多，統(tǒng)一數(shù)據(jù)難度大
    數(shù)字孿生使用的第二個(gè)難點(diǎn)是什么？我們?cè)诮?shù)字孿生時(shí)，會(huì)面對(duì)非常多的實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)，這些采集系統(tǒng)的協(xié)議是非常多的，要把這些數(shù)據(jù)統(tǒng)一接入數(shù)字孿生平臺(tái)里，會(huì)遇到非常多的困難。

    我舉一個(gè)水廠的例子，首先，它有很多的實(shí)時(shí)系統(tǒng)：報(bào)警、供水量、瞬時(shí)流量等等，數(shù)據(jù)清單非常多，廠家非常多，協(xié)議形式非常多。這也是我們?cè)谧鰯?shù)字孿生之后面臨的一個(gè)實(shí)際的問題，實(shí)時(shí)系統(tǒng)接入很困難。其次，數(shù)字孿生體的建設(shè)過程還涉及到很多的采集模塊，它們是在不同時(shí)間，不同年代建設(shè)的，如何采集其中的數(shù)據(jù)，這也是一個(gè)非常大的問題。第三，項(xiàng)目會(huì)產(chǎn)生大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是需要分析的，只有通過分析，我們才能去做一些決策，才能實(shí)現(xiàn)真正的“智慧”。

    而BOS的第二個(gè)核心能力就是接入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并提供計(jì)算能力。

    通過接口直接把上百種協(xié)議直接接入。

    提供實(shí)時(shí)持續(xù)的數(shù)據(jù)庫，提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫管理能力，拿來即用。

    邊緣計(jì)算能力?？梢源蟠筇岣哒麄€(gè)系統(tǒng)的效能。

    通過空間數(shù)據(jù)接入和計(jì)算能力，以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的接入和計(jì)算能力，數(shù)字孿生非?？焖俚木驼Q生了。這個(gè)數(shù)字孿生體有非常強(qiáng)的能力，可以為合作伙伴賦能：

    實(shí)施周期非常短，成本低。

    成本可控。項(xiàng)目服務(wù)中，需求變更和現(xiàn)場(chǎng)問題對(duì)成本是極大考驗(yàn)，BOS能幫助我們控制成本。

    可擴(kuò)展性強(qiáng)。國際標(biāo)準(zhǔn)的架構(gòu)讓數(shù)字孿生體可以不斷產(chǎn)生新的能力，不斷疊加出新的應(yīng)用。

    安全可靠。工業(yè)防火墻提供高度的安全性。

    案例分享——互聯(lián)網(wǎng)之光博覽中心
    為3萬平米的巨大場(chǎng)館提供智慧場(chǎng)館服務(wù)，接入總包提供的BIM模型等共5G+空間數(shù)據(jù)，接入空調(diào)系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等23個(gè)子系統(tǒng)，80+種狀態(tài)，涉及十幾家供應(yīng)商的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，僅投入1名項(xiàng)目經(jīng)理、3名前端開發(fā)，用10個(gè)工作日（含測(cè)試部署時(shí)間）就完成了交付。

    在項(xiàng)目實(shí)施過程中，計(jì)算機(jī)幫助我們解決了非常多的專業(yè)化問題。通過虛擬世界計(jì)算機(jī)所賦予的算力和能力，實(shí)現(xiàn)了成本可控、時(shí)間可控，效益最大化。業(yè)主得以快速構(gòu)建數(shù)字孿生體，擁有了數(shù)字資產(chǎn)，這筆數(shù)字資產(chǎn)將在未來幾十年甚至上百年的管理過程中，不斷為業(yè)主發(fā)揮它的價(jià)值。

    案例分享——工業(yè)級(jí)園區(qū)項(xiàng)目
    這個(gè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)量更為龐大，包括大量的建筑模型、機(jī)械模型，并且它跨了工業(yè)和民用，接入的數(shù)據(jù)更為復(fù)雜，格式更為多樣，而且因?yàn)閳@區(qū)建設(shè)歷經(jīng)了幾十年，所以不同年代的不同的協(xié)議、不同系統(tǒng)達(dá)到上百個(gè)。

    如果不是用BOS這樣的產(chǎn)品去提供服務(wù)的話，我們都知道這樣的項(xiàng)目其實(shí)對(duì)于開發(fā)人員是坑，是非常難駕馭的，開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)非常大。但是實(shí)際上在這個(gè)項(xiàng)目里面，真正的開發(fā)的時(shí)間只有一個(gè)月，投入的人力是一個(gè)項(xiàng)目經(jīng)理加兩個(gè)前端工程師就可以搞定了。

    數(shù)字孿生在這樣一個(gè)產(chǎn)品的支持下，是非常容易就能夠快速的去建立起來的。當(dāng)它建立之后，能為我們的合作伙伴，我們業(yè)主方，提供巨大價(jià)值。

    作為業(yè)主的數(shù)字資產(chǎn)，業(yè)主方所有數(shù)據(jù)可以積淀在數(shù)字孿生體上，通過數(shù)字孿生體不斷煥發(fā)出新的能力。比如加入人工智能更多算法、做數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)決策等，讓業(yè)主也好，讓園區(qū)也好，在未來有了更多的進(jìn)步空間。同時(shí)這些數(shù)字資產(chǎn)在積累過程中還不斷產(chǎn)生很多知識(shí)，為行業(yè)、企業(yè)賦能。

    “智慧”是我們共同追逐的目標(biāo)，但是在實(shí)現(xiàn)的過程中，需要打好基礎(chǔ)，數(shù)字孿生就是我們走向未來的一個(gè)非常重要的基礎(chǔ)。

    通過數(shù)字孿生，企業(yè)在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代相當(dāng)于建立了一個(gè)數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施。有了這個(gè)數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施，在一個(gè)數(shù)據(jù)不斷流動(dòng)、不斷賦能的前提下，企業(yè)才能夠得到更好的服務(wù)。

    盈佳互聯(lián)作為一個(gè)產(chǎn)學(xué)研用的團(tuán)隊(duì)，我和我的同事潛心研究，用了5年多的時(shí)間，開發(fā)了這樣一款能夠服務(wù)行業(yè)、為行業(yè)賦能的產(chǎn)品，我們也非常希望能夠和所有的行業(yè)伙伴共贏。非常感謝，也非常希望、非常期待有機(jī)會(huì)和所有的行業(yè)伙伴一起交流，一起合作共贏，感謝大家。