浅谈数字孪生 李培根「新型工业化 | 李培根院士：数字孪生将定义下一代智能制造」

通信世界网消息（CWW）近日，习近平总书记就推进新型工业化作出重要指示，指出“新时代新征程，以中国式现代化全面推进强国建设、民族复兴伟业，实现新型工业化是关键任务”；提出“要把高质量发展的要求贯穿新型工业化全过程，把建设制造强国同发展数字经济、产业信息化等有机结合，为中国式现代化构筑强大物质技术基础”。

面对新时代、新使命、新定位，行业如何把握发展大势、推进技术创新、走新型工业化发展道路？作为通信领域的权威媒体，通信世界全媒体特推出“加快推进新型工业化”系列报道，通过汇聚ICT和工业领域的专家、学者声音，深入探讨新型工业化的发展模式，推动新型工业化实现高质量发展，进而赋能中国式现代化征程。智能制造是全球产业技术变革的主要方向，是未来国际竞争的制高点，作为制造强国建设的主攻方向，智能制造是制造业实现质的有效提升和量的合理增长的有效途径，对于加快发展现代产业体系、巩固壮大实体经济都具有重要意义。

近日，中国工程院院士李培根表示，下一代智能制造最鲜明的特点是数字孪生的应用，数字孪生不仅仅是产品、设备的数字孪生，还包括车间、工厂，以及供应链的数字孪生。

数字孪生深入，发展趋势渐明

伴随着智能制造逐步发展，企业也逐渐实现自身数字化转型。李培根认为，企业数字化转型不仅仅是互联、信息集成，还需要虚实融合；现在常提的工业4.0，其中很重要一点也是虚实融合，而虚实融合最典型的体现就是数字孪生。

数字孪生在产品、设备中的应用，无论是波音公司开展数字孪生和数字主线应用实践，提出的基于模型企业（MBE）“钻石模型”，还是具体到一个学校的数控机房，都是指通过建构数字孪生模型从而获取数据或是机器运行过程中的动态，借助运行动态进行调控从而实现智能化生产。

具体到车间、工厂以及供应链中的数字孪生，李培根认为，车间、工厂实际需要的是一个数字孪生的工厂平台。数字系统实时记录真实系统的运行情况，分析哪些参数需要调整，并且实时调整来保证质量，保证效果。而供应链数字孪生体现在企业中，企业不仅要有好的供应链系统，还要有数字化供应链。而且不用于早就应用于供应链的传统的、离线独立的仿真，基于数字孪生的仿真是实时的、动态的，能够与物理系统交互连接。

当前，我国工业互联网发展从起步发展期进入到快速增长期，试点应用向规模推广持续迈进。在工业互联网助力智能制造逐渐深入千行百业的背景下，李培根指出，数字孪生的应用、企业上云、工业软件上云的发展形式下，SaaS、PaaS都将成为未来重要的发展趋势。

智能制造演进，前方挑战犹存

“在智能制造架构演变中，很多企业使用了PLM、MES、ERP等信息系统，但还是存在‘信息孤岛’，互相之间没有集成。随着云计算的发展，信息系统能够集成，但依然存在IT和OT没有很好融合。”李培根表示，未来，随着工业互联网平台技术的发展，以及平台上的人工智能技术、自然语言处理、机器学习的进步，IT与OT的边界将会消失。

李培根介绍，目前，已有工厂通过数字孪生系统采集实时数据，通过数据分析，使得工厂运行在最佳状态。他表示，这个意义非常重大，工厂仿真有三个最基本的目的，即可以快速且全面地获得生产运行数据、定量评估分析工厂性能、找到能让工厂运行最佳的方案。

此外，李培根提到，工厂“CAE”受到制约的状况也不亚于其他产品CAE。华中科技大学朱海平教授团队牵头研发的工厂仿真软件FS(Factory Simulation)就是为了破除这一困境，并且有些应用功能对比同行已经领先。

最后，提及人工智能，李培根表示，制造业是人工智能应用的蓝海，企业中AI大模型还有待远期应用。对此，他建议企业家、学者以及工程师等各界人士应该思考，到底什么能力是AI不能够替代的，我们不能够成为AI工具，而是要利用AI工具去提升自己的创造力。