数字孪生能够为企业带来实际价值，创造新的收入来源，并帮助企业解决重要战略问题。随着新技术能力的发展、灵活性的提升，以及成本的降低，企业能够以更少的资金投入在更短的时间内创建数字孪生并产生价值。数字孪生在整个产品生命周期内有多种应用形式，能够实时解决过去无法解决的问题，创造几年前几乎不可想象的价值。真正的问题或许并不在于是否应该着手部署数字孪生，而在于从何开始部署，以在最短时间内获得最大价值，以及如何在竞争中脱颖而出。

一、数字孪生流程设计与信息要求

创建数字孪生，首先要进行流程设计。应使用标准的流程设计技术来展示业务流程、流程管理人员、业务应用程序、信息以及物理资产之间如何进行交互。创建相关图表，连接生产流程与应用程序、数据需求以及创建数字孪生所需的传感器信息类型。流程设计将通过多种特性获得增强，提升成本、时间或资产效益。这些均构成数字孪生的基础假设，数字孪生的增强效能应于此开始。

二、数字孪生概念体系架构

其次，创建使能技术，整合真实资产及其数字孪生，使传感器数据与企业核心系统中的运营和交易信息实现实时流动。数字孪生概念体系架构可分为更易于理解的六大步骤：

1.创建：创建步骤包括给物理过程配备大量传感器，以检测获取物理过程及其环境的关键数据。传感器检测的数据利用编码器转换为受保护的数字讯息，并传输至数字孪生。传感器的信号可利用制造执行系统、企业资源规划系统、CAD模型以及供应链系统的流程导向型信息进行增强。这可为数字孪生提供大量持续更新的数据用以分析。

2.传输：传输步骤有助于实现流程和数字平台之间进行无缝、实时的双向整合/互联。网络传输是促使数字孪生成为现实的重大变革之一，包含三大组成部分：

1)边缘处理：边缘接口连接传感器和流程历史数据库，在近源处处理其发出的信号和数据，并将数据传输至平台。这有助于将专有协议转换为更易于理解的数据格式，并减少网络传输量。

2)传输接口：传输接口将传感器功能获取的信息转移至整合职能。

3)边缘安全：最常用的安全措施包括采用防火墙、应用程序密钥、加密以及设备证书等。

3.聚合：聚合步骤可支持将获得的数据存入数据储存库中，并进行处理以备用于分析。数据聚合及处理均可在现场或云端完成。

4.分析：在分析步骤，将数据进行分析并作可视化处理。数据科学家和分析人员可利用先进的数据分析平台和技术，开发迭代模型，发掘洞见，提出建议，并引导决策过程。

5.洞见：洞见步骤中，分析工具发掘的洞见将通过仪表板中的可视化图表列示，以一个或以上的维度突出显示数字孪生模型和物理世界类比物性能中不可接受的差异，标明可能需要调查或更换的区域。

6.行动：行动步骤是指之前几个步骤形成的可执行洞见反馈至物理资产和数字流程，实现数字孪生的作用。洞见经过解码后，进入资产流程上负责移动或控制机制的促动器，或在管控供应链和订单行为的后端系统中更新——这些均可进行人工干预。这个互动完成了物理世界与数字孪生之间的闭环连接的最后一环。

需要注意的是，上述概念体系架构的设计应具备分析、处理、传感器数量和信息等方面的灵活性和可扩展性。这样，该架构便能在持续甚至指数级变化的市场环境中快速发展。

打造数字孪生流程时，一项重大挑战在于确定数字孪生模型的最优方案。过于简单的模型无法实现数字孪生的预期价值，如果过于追求速度与广泛的覆盖面，则必将迷失在海量传感器、传感信号以及构建模型必需的各种技术之中。因此，过于简单或过于复杂的模型都将让企业裹足不前。图2提供了一个复杂程度适中的模型示例。

设想可能性。设想并选出数字孪生可产生收益的系列方案。虽然不同企业或不同环境下，适用方案会有所不同，但通常都具备以下两大重要特点：

所设想的产品或生产流程对企业弥足珍贵，因此须投资创建数字孪生。

存在一些尚不明朗的未知流程或产品问题，有望为客户或企业创造价值。

方案选定后，对每个方案进行评估，以确定可运用数字孪生快速获得收效的流程。建议集中召开构思会议，由运营、业务及技术领导层成员共同推进评估过程。

确定流程。接下来，确定潜在价值最高且成功概率最大的数字孪生试用模型。综合考虑运营、商业、组织变革管理因素，以打造最佳试运行方案。与此同时，重点关注有望扩大设备、选址或技术规模的领域。

试运行项目。通过敏捷迭代周期，迅速投入试运行，以加速学习进程，有效管理风险，并实现投资收益最大化。推进试行项目的过程中，实施团队应随时随刻强调适应性与开放式思维，打造一个未可知的开放式生态系统，该系统可顺时应势，整合新数据(结构化及非结构化)，并接纳新的技术与合作伙伴。

实现流程工业化。试运行有所斩获后，可立即运用现有工具、技术与脚本，将数字孪生开发与部署流程工业化。这一过程包括对企业各种零散的实施过程进行整合，实施数据湖，提升绩效与生产率，改善治理与数据标准，以及推进组织结构变革，从而为数字孪生提供支持。

扩大数字孪生规模。成功实现工业化后，应重点把握机会扩大数字孪生规模。目标应当锁定相近流程以及与试运行项目相关的流程。借鉴试运行经验，并采用试运行期间使用的工具、技术以及脚本，快速扩大规模。

监控与检测。对解决方案进行监控，以客观检测数字孪生所创造的价值。确定循环周期内是否可产生切实收益，提升生产率、质量、利用率，降低偶发事件以及成本。反复调试数字孪生流程，观察结果，以确定最佳配置方案。

更为重要的是，与传统项目不同，数字孪生并不会在有所收效后戛然而止。要长期在市场占据独特优势，企业应不断在新的业务领域再次进行尝试。

总而言之，能否在数字孪生创建之初收获成功，取决于是否有能力制定并推进数字孪生计划，同时确保其持续协助企业提升价值。为了实现这一目标，企业须将数字化技术与数字孪生渗透至整个组织结构，涵盖研发与销售，并运用数字孪生改变企业的业务模式及决策过程，从而源源不断地为企业开创新的收入来源。