未来的“生力产品（LivingProduct）”，将分为两部分，一个是实体，另一个是实体的数字孪生体。数字孪生正是让产品“生生不息”的关键。

随着新兴的数字化技术层出不穷，定制化、智能互联、产品即服务等新的产品和服务模式越来越普及，客户也变得越来越挑剔，他们对产品体验的期待被提升到前所未有的高度。根据2017年埃森哲全球消费者调研，在更换品牌的消费者中，有64%是为了追求更贴近自身需求的产品、服务和体验，随着时间的推移，这一比例还将不断攀升。

面对这些挑战，企业需要提供更为个性化的客户体验，并能根据客户需求的变化持续地调整和优化产品，始终与客户保持高度的关联度，我们称这样的企业为“生力企业”（Living Business），称这样的产品为“生力产品（Living Product）”。但要实现这个目标，企业需要克服重重障碍：

障碍一：要打造以客户为导向的新体验，企业需要更加敏锐地捕捉到客户需求的变化，并有能力快速地应对变化。例如产品迭代的速度加快，生命周期缩短，产品的开发和制造流程需要提速并具有高度的适应性。

障碍二：个性化的产品会让产品的复杂性上升，需求波动的不确定性更大，对产品的设计、供应链、制造都提出更高的要求。

障碍三：要更快更好地满足客户需求，企业需要开展更加密切的内部协作以及更开放的外部协作。

数字孪生（Digital Twin）正是帮助企业克服这些挑战的有力工具。通过建立物理产品的数字映射，并基于产品使用过程中产生的数据形成闭环反馈和优化，“数字孪生”能全面提升产品的全生命周期管理，打通研发、供应链、制造、营销等不同职能部门和数据孤岛，乃至企业的生态系统，时时刻刻感知客户的需求，驱动高效、互联、以客户为中心的运营模式，提升产品体验，降本增效，推动增长。

什么是数字孪生

数字孪生是指物理产品在虚拟空间中的数字模型，包含了从产品构思到产品退市全生命周期的产品信息。这个“双胞胎”不仅与它真实空间中的孪生兄弟形似（包含产品规格、几何模型、材料性能、仿真数据等信息），能模拟产品实际运行，而且还能通过安装在产品上的传感器反馈回来的数据，反映产品运行状况，乃至改变产品状态，所以它将“表现”得与真实产品一模一样。

例如，飞机制造企业在飞机的研发阶段，就可以利用飞机的数字孪生模拟所需要的各种验证和测试，减少飞行试验的次数。当航空公司接收飞机时，每一架飞机都可以伴随着它自身对应的数字孪生体，并把飞机的真实飞行参数、表面气流的分布等数据通过传感器反馈输入到模型中;通过分析这些数据，可以预测潜在的故障和隐患，降低发生飞行事故的概率。

数字孪生概念的诞生可追溯到2002年，随着云计算、物联网、人工智能、VR/AR等新技术的飞速发展，数字孪生得以逐渐从概念变为现实，使它在这两年一跃成为了数字化领域的“红人”，备受瞩目。相较于传统的产品生命周期管理和仿真技术，数字孪生有这些新的特点：

双向。物理产品和数字孪生之间虚实交融，实现双向的闭环信息反馈。数字孪生不仅是个静态的数字模型，而且能收集物理产品的运行数据，乃至能对物理产品实施控制，改变产品的状态。基于这些数据，企业可以围绕客户的需求来提升产品的设计、供应链、市场营销、售后服务等方方面面。

持续。数字孪生和物理产品之间的互动是不间断的，贯穿产品的全生命周期，能持续地推动产品的优化，改善客户体验。

开放。通过数字孪生收集到的海量数据，单靠企业自身的力量来分析和挖掘其中的价值是不够的，企业需要将数据对第三方开放，借助外部合作伙伴（包括中小初创企业）的力量充分挖掘数字孪生的价值。

可以说，数字孪生让企业能将产品变成一个动态的平台，持续地感受客户需求，在合适的时间和合适的场景，采取合适的行动，为客户提供更好的产品和服务，推动企业核心流程及客户体验的颠覆性升级。

数字主线与数字孪生

当我们谈论数字孪生时，就不得不提到数字主线（Digital Thread）。数字主线是贯穿于公司各个职能部门和产品生命周期的信息流，涵盖产品构思、设计、供应链、制造、售后服务等各个环节，乃至包括外部的供应商、合作伙伴和客户产生的数据，使其能对产品及其运行提供全景的动态信息，赋能数字孪生的开发和更新。

在近年来数字化的浪潮下，绝大多数企业的信息化都已经达到一定水平，但大多系统架构复杂，产品生命周期数据被分散在多个系统中。根据埃森哲调研，近3/4的高科技企业感到被过多的数据淹没，不知从何着手梳理数据并从中挖掘出价值。而数字主线可端到端地在流程与系统间穿针引线，助力企业在其生态系统中构建一个互联的产品信息网络，打破企业内部藩篱，加强与外部供应商的协作，整合产品全生命周期的数据资源，为数字孪生的应用创造条件。

数字孪生必须有数字主线向其输送数据这一“血液”，只有这样数字孪生才是“具有生力的双胞胎”，并且能够始终保持实时性或准实时性。例如，根据某手机产品设计时的数据创建了该模型的数字孪生，却在后续的生产、物流、销售、维保等环节未能及时反哺数据，则这个数字孪生是死的，与传统的CAD与仿真没有实质区别。

优化产品生命周期管理，提升客户体验

数字孪生能有效提升产品生命周期管理的经济性和有效性，为客户带来更佳的体验，主要体现在以下几个方面：

1.更新： 推动产品和商业创新

数字孪生可以成为一个创新的测试沙盒，让很多原来由于物理条件限制、必須依赖于真实的物理实体而无法完成的操作得以实现，如模拟仿真、批量复制、虚拟装配等，成为触手可及的工具，激发人们去尝试新的产品创意。企业可以将数字孪生结合人工智能技术产生更好的产品创意，如利用生成式设计（GenerativeDesign），根据客户要求和现实的约束条件，由人工智设计出新的产品概念;并根据产品原型的测试数据和客户反馈及时调整产品的功能目标，完善产品概念。设计工程师随后可通过数字孪生进行设计迭代和优化，最终实现产品目标（例如重量、成本、功能、上市时间、可维护性等）。通过数字孪生，还可以做到沉浸式设计审核，通过提供协作式虚拟和增强型现实体验，使得产品相关方能够详细审核概念/设计，缩短审查周期，降低审核成本，减少审核频率。

此外，这些系统有些是已经存在的，有些是需要构建的，那么未来的信息化、数字化的路如何走，不能贸然而为，一下子完成所有投资是不现实的。企业需要根据上述能力的诊断结果，结合公司整体数字化转型升级战略，全景考虑各个能力/系统/流程的紧迫性、协同性、制约性、短期回报等方面，来逐步完善数字化基础，实现端到端的流程、数据、系统的顺畅连接。

3.从消除内部壁垒到建立外部生态：协同是关键

数字孪生的发展是从分散的数据、独立的企业部门，迈向不同部门之间以及生态圈的整合，实现成果经济。在这个过程中，协同是关键。公司价值链的各个环节通常是各司其职：产品设计、工艺设计、零部件采购、制造、仓储、物流、销售、售后，依次线性向前推进，自己的部分完成后，往往就拍拍手不管了，如有改善也多局限于一个环节内，但产品的最终客户体验，却是由所有环节共同决定的，这种部门间的壁垒阻碍了产品的开发和优化。

所以，要成功部署数字孪生，首先要打破部门之间的壁垒，消除组织孤岛和信息孤岛。创建数字孪生需要建立贯穿企业价值链的多条数字主线，其前提是要去除各环节间的藩篱，形成跨部门的组织架构和流程，来确保数字主线之间畅通的数据传输。再者，数字孪生的实施还需要各部门之间的密切协同，如通过分析数字主线传来的数据，发现某特殊设计对产品性能和客户体验影响不大，但是采购上复杂度或是成本高，都会影响定价和产品的可靠性，这时研发部门就可与供应链部门一起平衡设计的独特性与供应链成本效率之间的矛盾;此外，IT和OT的融合至关重要，IT部门不只是作为中后台提供支持，还需要融入第一线，与业务部门携手，挖掘数据价值，进行分析和模拟，提供用于优化产品的洞见。

要实现跨部门的协作，首先需要高层领导的全面支持。产品的改善很可能会牵涉到零部件的变动，那么此时需要企业与供应商高层统一战略目标，进而打通数据连接。此外，需要构建跨部门团队（如上述的首席数据官或数据委员会），并确立明确统一的、各职能部门都认可的标准及目标，推动各个部门执行。这样才能够实现价值链的产出最大化，而非单一的职能优化。

此外，数字孪生虽然是个闭环的回路，但其发展的终极目标是建立一个开放的平台，以充分发挥数字孪生的价值，而这单靠企业自身的力量是远远不够的。企业需要和包括中小企业在内的生态伙伴有更密切的合作，如通过互联平台和API将数据开放给第三方开发者，推动生态圈伙伴共同参与创新;此外，這个平台还需要能将工业物联网、人工智能、大数据、VR/AR等技术很好地融合进来，才能满足不同的应用场景。

4.人机合作：维系安全

由于数字孪生能对物理产品实施控制，改变产品的状态，可能会产生安全风险。如自动驾驶状态下的汽车和飞机，如果数字孪生作出错误的判断并执行控制，又没有完备的人为干预机制，可能就会危及人身安全，造成不可弥补的灾难;或者数字孪生对设备的运行状态发出错误的指令，导致其宕机，影响产线的正常运作，给厂家带来损失。

所以，如何使用数字孪生体所包含的产品实时的完整信息，建立有效、安全并且可靠的数字映射，比建立数字孪生本身更为重要。在这个过程中，企业必须注重构建数字孪生的安全防范手段，同时，亦不可忽视人为干预机制，人机协作才是最佳模式。

埃森哲所著的《机器与人》一书中，提到人机协作应该有个“维系者”的角色，这个维系者能确保数据质量，标记误差和机器的错误判断，用批判性思维看待人工智能，在人工智能系统做出不恰当行为时进行适当干预等，以确保人工智能系统有益无害。所以，在数字孪生的应用中，也可以设置类似的角色，确保数字孪生的安全运行。

数字化企业的本质就是数据驱动的企业，而数字孪生正是实现数据驱动的关键推手，在企业数字化转型历程中发挥着关键作用。虽然数字孪生仍然处于应用的早期，其发展和物联网、人工智能、扩展现实（XR）等技术的成熟和普及也息息相关，随着这些新兴技术的发展和融合，数字孪生会在越来越多的产品上得到应用。我们相信，未来供应商在交付一个产品时，交付一个数字孪生将成为标配。