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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，讓我們有機(jī)會以這樣的一種方式和眾多的朋友一起來討論這樣一個非常有意思的話題。

    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)革命都會經(jīng)歷60年甚至70年這樣一個過程。第5次產(chǎn)業(yè)革命，將我們帶入了信息和通信時代。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)字孿生將是一個最熱的話題。物理世界所有的實(shí)體都會在虛擬世界擁有自己的數(shù)字鏡像：一個數(shù)字孿生體。

    “城市空間”是數(shù)字孿生時代最大的應(yīng)用場景
    數(shù)字孿生時代最大的應(yīng)用場景是什么？是城市空間。在這個空間里，我們是有很多訴求的，包括對道路、水務(wù)、核電水電、會展中心、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。信息化時代還存在很多問題，這些問題阻礙了“智慧”這樣一個目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

    數(shù)字孿生實(shí)踐的5大問題

    數(shù)字孿生主要是要創(chuàng)建和物理實(shí)體等價的虛擬體或數(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)時反饋信息對物理實(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)際上我們會走入很多的誤區(qū)。

    上云、用數(shù)、賦智——數(shù)字孿生的核心價值
    數(shù)字孿生的核心價值：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)賦能來帶動產(chǎn)業(yè)的效能提升，來帶動產(chǎn)業(yè)的升級。

    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，它是一個什么樣的組織方式，是什么樣的構(gòu)成。

    實(shí)時數(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)，其次我們會快速接入實(shí)時數(shù)據(jù)，并提供他計(jì)算的能力。

    所有的實(shí)時采集系統(tǒng)都可以通過BOS快速接入到平臺中，并進(jìn)行完美匹配，描述虛擬世界。這個數(shù)字孿生體它不是一個死的東西，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)用場景，比如智慧交通、智慧會展、智慧校園、智慧樓宇、智慧商場、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門？有多少個窗？它就會告訴你，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，某一個系統(tǒng)在哪，它都會給你非常準(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，它的長度是不是不同的，同樣一個墻體的材質(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)用場景。人類的需求在不斷改變，需要適配各種場景的數(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，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難點(diǎn)是什么？我們在建立數(shù)字孿生時，會面對非常多的實(shí)時采集系統(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)字孿生平臺里，會遇到非常多的困難。

    我舉一個水廠的例子，首先，它有很多的實(shí)時系統(tǒng)：報(bào)警、供水量、瞬時流量等等，數(shù)據(jù)清單非常多，廠家非常多，協(xié)議形式非常多。這也是我們在做數(shù)字孿生之后面臨的一個實(shí)際的問題，實(shí)時系統(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)，這也是一個非常大的問題。第三，項(xiàng)目會產(chǎn)生大量的實(shí)時數(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的第二個核心能力就是接入實(shí)時數(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)時持續(xù)的數(shù)據(jù)庫，提供實(shí)時數(shù)據(jù)庫管理能力，拿來即用。

    邊緣計(jì)算能力。可以大大提高整個系統(tǒng)的效能。

    通過空間數(shù)據(jù)接入和計(jì)算能力，以及實(shí)時數(shù)據(jù)的接入和計(jì)算能力，數(shù)字孿生非常快速的就誕生了。這個數(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)場問題對成本是極大考驗(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3萬平米的巨大場館提供智慧場館服務(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個子系統(tǒng)，80+種狀態(tài)，涉及十幾家供應(yīng)商的實(shí)時數(shù)據(jù)，僅投入1名項(xiàng)目經(jīng)理、3名前端開發(fā)，用10個工作日（含測試部署時間）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)揮它的價值。

    案例分享——工業(yè)級園區(qū)項(xiàng)目
    這個項(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。

    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)對于開發(fā)人員是坑，是非常難駕馭的，開發(fā)風(fēng)險非常大。但是實(shí)際上在這個項(xiàng)目里面，真正的開發(fā)的時間只有一個月，投入的人力是一個項(xiàng)目經(jīng)理加兩個前端工程師就可以搞定了。

    數(shù)字孿生在這樣一個產(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。同時這些數(shù)字資產(chǎn)在積累過程中還不斷產(chǎn)生很多知識，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)時代相當(dāng)于建立了一個數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施。有了這個數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施，在一個數(shù)據(jù)不斷流動、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)會和所有的行業(yè)伙伴一起交流，一起合作共贏，感謝大家。