如何區別數字孿生與仿真？

數字孿生的概念雖然已經普及挺長時間了，但好多人還是很難區分數字孿生跟仿真，甚至錯誤的認為數字孿生其實就是仿真，特在此跟大家一起重新學習一下。

數字孿生的定義

數字孿生是現有或將有的物理實體對象的數字模型，通過實測、仿真和數據分析來實時感知、診斷、預測物理實體對象的狀態，通過優化和指令來調控物理實體對象的行為，通過相關數字模型間的相互學習來進化自身，同時改進利益相關方在物理實體對象生命週期內的決策。

單從數字孿生的定義就可以知道，仿真只是實現數字孿生的諸多關鍵技術中的一部分，萬不可盲目的把數字孿生跟仿真混為一談。通過數字孿生系統的通用參考架構可以更清晰的明白這一點。

圖1：數字孿生系統的通用參考架構（圖片來自《數字孿生體白皮書》）

仿真是將包含了確定性規律和完整機理的模型轉化成軟件的方式來模擬物理世界的一種技術。只要模型正確，並擁有了完整的輸入信息和環境數據，就可以基本正確地反映物理世界的特性和參數。如果説建模是模型化我們對物理世界或問題的理解，那麼仿真就是驗證和確認這種理解的正確性和有效性。所以，數字化模型的仿真技術是創建和運行數字孿生體、保證數字孿生體與對應物理實體實現有效閉環的核心技術。

數字孿生體不僅僅是物理世界的鏡像，也要接受物理世界實時信息，更要反過來實時驅動物理世界，而且進化為物理世界的先知、先覺甚至超體。

針對數字孿生體緊密相關的四個關鍵場景一一製造、產業、城市和戰場，我們梳理其中所涉及到的仿真技術如下：

在製造場景下，可能涉及到的仿真包括產品仿真、製造仿真和生產仿真等大類（圖2）。中的小類包括：

● 產品仿真：系統仿真、多體仿真、物理場仿真、虛擬試驗等；

● 製造仿真：工藝仿真、裝配仿真、數控加工仿真等；

● 生產仿真：離散製造工廠仿真、流程製造仿真等。

工廠仿真

產品仿真

在產業場景下，可能涉及到的仿真包括倉儲仿真、物流仿真、組織仿真、業務流程仿真等;

在城市場景下，可能涉及到的仿真包括城市仿真、交通仿真、人羣仿真、爆破仿真、氣體擴散仿真等；

在軍事場景下，可能涉及到的仿真包括體系仿真、戰場仿真、爆轟仿真、毀傷仿真等。

數字孿生體是仿真應用新巔峯。在數字孿生體的成熟度的每個階段，仿真都在扮演者不可或缺的角色:"數化"的核心技術一一建模總是和仿真聯繫在一起,或是仿真的一部分；"互動"是半實物仿真中司空見慣的場景；"先知"的核心技術本身就是仿真；很多學者將"先覺"中的核心技術一一工業大數據視為一種新的仿真範式；"共智"需要通過不同孿生體之間的多種學科耦合仿真才能讓思想碰撞，才能產生智慧的火花。

以上便是數字孿生與仿真的關係，希望能給到讀者們一些啓示。