【導語】 隨著工業4.0及中國制造2025戰略持續推進，德國巨頭“數字化雙胞胎”勢必會引發新一輪的數字化制造風潮，同時對全球制造業的數字化發展都將產生深遠的影響。
新的市場格局下，全球制造業都面臨著提高效率和靈活性，以及縮短產品上市周期等挑戰。
作為工業4.0的主要發起者，基于對未來制造“數字化”理念的詮釋，西門子推出的“數字化雙胞胎”（Digital Twin）的概念及解決方案，讓制造企業可以有效利用數字化工具提升競爭力。
德國巨頭的數字化雙胞胎之路——
2016年，西門子首次推出“數字化雙胞胎”（Digital Twin）的概念及解決方案；
2017年，西門子以“數字化雙胞胎”為核心的數字化企業解決方案入選2017“世界智能制造十大科技進展”；
2018年，西門子在漢諾威工業博覽會中以“實現數字化企業——正當時！”為主題，再度對外推介“數字化雙胞胎”；
而此前剛落幕的2018深圳機械展，西門子針對華南地區的機床企業，打造“機床數字化制造”主題，重點展示了“數字化雙胞胎”與機床行業的關聯。
而今，隨著工業4.0及中國制造2025戰略持續推進，德國巨頭“數字化雙胞胎”勢必會引發新一輪的數字化制造風潮，同時對全球制造業的數字化發展都將產生深遠的影響。
數字化雙胞胎是什么
“數字化雙胞胎”將如何改變制造業的未來？
首先，我們要理解“數字化雙胞胎（Digital Twin）”是什么。其實，
這個概念最早是被使用在美國的軍事和航空領域。因為它既形象又好記，很快就成為談論工業4.0的流行詞匯。它是一種擬人化的說法，分指現實世界以及利用數字化技術營造的與現實世界對稱的數字化鏡像。
如果以家用電腦為例，Word文檔和打印出來的文稿就是一對雙胞胎。以導航軟件為例，城市中的實體道路和軟件中的虛擬道路也是一對“數字化雙胞胎”——人們在導航軟件中模擬交通場景，做出最佳出行決策，就是”數字化雙胞胎”技術在日常生活中的一種應用。
在企業運營中則會出現三對“數字化雙胞胎”。
在產品研發領域，可以虛擬數字化產品模型，對其進行仿真測試和驗證，以更低的成本做更多的樣機。
在生產管理領域，可將數字化模型構建在生產管理體系中，在運營和生產管理的平臺上對生產進行調度，調整和優化。
在設備管理領域，我們可以通過模型模擬設備的運動和工作狀態，實現機械和電器的聯動。
西門子“數字化雙胞胎”
2018年，西門子在SIMM智能制造智慧工廠主題會議中，指出數字化雙胞胎是西門子數字化企業解決方案的核心理念。
西門子“數字化雙胞胎”理念便涵蓋了“產品數字化雙胞胎”、“生產工藝流程數字化雙胞胎”和“設備數字化雙胞胎”，可覆蓋從產品設計、生產規劃、生產工程、生產執行，直到服務的全價值鏈的整合及數字化轉型，在虛擬環境下完整真實構建整個企業的數字虛體模型，在產品研發設計和生產制造執行環節之間形成一條雙向數據流，實現協同制造和柔性生產。
數字化雙胞胎的工作原理
數字化雙胞胎的工作原理可以高度概括為以下幾個步驟：
● 準確的將現實世界以數字化的方式表達出來；
● 利用數字化使得現實和虛擬世界無縫連接；
● 創造一個產品/流程/設備的數字孿生模型；
● 模擬/仿真/分析/虛擬調試現實世界中發生的問題或未知的領域；
● 回到過去，解決問題；預測未來，減少失敗；
● 將產品創新以及制造的效率和有效性提升至全新的高度；
● 準確的將現實世界以數字化的方式表達出來。
“數字化雙胞胎”已經被應用在了西門子工業設備Nanobox PC的生產流程里。通過這臺神奇的時光機器實現了從產品設計直到制造執行的全過程數字化，并且創造了一條數字線程，關聯期間的所有步驟。
最終，設計可以直接轉化為實際成果，并實現了計劃和生產系統的實時更新和同步，策略和細節都準確無誤，生產完全按計劃執行，績效也實現了最大化。
使高效的大規模定制化生產成為可能
“作為全球唯一能在產品研發與制造過程，以及工廠管理的完整價值鏈上提供‘數字化雙胞胎’的企業，西門子可以幫助企業實現端到端的數字化，使高效的大規模定制化生產成為可能。”西門子（中國）有限公司執行副總裁、數字化工廠集團總經理王海濱表示。
西門子的數字化雙胞胎不是某一款軟件，也不是某一個平臺的功能，而是利用信息化和數字化技術，結合西門子的硬件系統，形成的一個解決問題的思路。
數字化雙胞胎解決問題的邏輯，就是在虛擬世界當中，利用包括SIMATIC IT、PLM TEAMCENTER、MES和NX等在內的軟件系統，構建一套完整的，與現實世界互相對應的數字化模型，通過在虛擬的數字化世界當中充分模擬、分析和比較現實世界的物理場景，利用模型之間理想化的“孿生”特征，以數據的形式驅動現實世界的電氣和自動化裝置等硬件設備，從而實現虛擬世界對現實世界的驅動；同時，通過傳感設備等收集和分析來自現實世界的反饋數據，改變和優化虛擬世界。
數字化雙胞胎并不是理論層面的討論，這已經是現實。
西門子在德國和中國建立的數字化工廠——西門子德國安貝格電子制造工廠（簡稱EWA）和西門子工業自動化產品成都生產研發基地（簡稱SEWC）——通過發掘數字化雙胞胎的工業價值，這些企業的現實生產情況用“行云流水”來形容一點兒也不過分。
在這里，生產訂單一經下達，在整個生產過程的生產計劃、物流管理、企業生產調度就已經完成：根據數字化雙胞胎數據的驅動，物料自動從庫房出發前往代加工區，而所有的待加工物料會攜帶標識其所需要經過的加工工藝、步驟和加工信息，由加工設備自動這些信息，來自動安排加工。每個操作工人的工作臺上的屏幕會即時顯示加工數據，同時，備料箱會同時發出提示。加工完成，零件會自動進入下一個加工環節。
實現機床加工與制造的數字化
在2018的深圳機械展中，西門子重點展示了機床加工與制造過程中如何借助“數字化雙胞胎”來實現從產品研發、設計、生產、直到服務的全過程，從而提高生產力、可用性和過程可靠性，優化加工精度、設計、加工過程乃至維護和服務。
除現身深圳會展中心演示其先進數字化解決方案之外，西門子還舉辦了圍繞數字化轉型的兩場主題研討會會：機械制造數字化技術研討會、西門子助力3C制造業升級，多角度、多層面解讀西門子數字化雙胞胎在制造業中的技術、應用案例及前景分享。
通過西門子的一系列市場動作，我們可以窺探的是西門子對推進制造業數字化轉型升級的決心和態度，未來制造業數字化發展將呈現怎樣的生態？中國制造2025在此背景下迎來哪些改變？我們一同關注。