Carlson進(jìn)一步解釋道，雖然仿真是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要組成部分，對(duì)充分利用數(shù)字孿生的功能至關(guān)重要，但全面的數(shù)字孿生所包含的內(nèi)容要更多。得益于物理、行為和邏輯建模，它是一種可以更接近真實(shí)事物的模型。然后，仿真可以讓數(shù)字孿生更真實(shí)，可以對(duì)其進(jìn)行訓(xùn)練和分析，并用它來(lái)獲得答案和做出決策。

達(dá)索系統(tǒng)Delmia戰(zhàn)略業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)Thomas Muth認(rèn)為，

仿真和數(shù)字孿生之間的關(guān)鍵區(qū)別體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

■范圍：

仿真使用預(yù)定義的變量集，數(shù)字孿生可對(duì)進(jìn)入方程的任何變量進(jìn)行調(diào)整，沒(méi)有數(shù)量限制。

■數(shù)據(jù)集成：

仿真使用靜態(tài)、預(yù)先確定的設(shè)置變量，而動(dòng)態(tài)數(shù)字孿生可以實(shí)時(shí)更新，以針對(duì)真實(shí)事件進(jìn)行調(diào)整。

■模型：

數(shù)字孿生需要模擬真實(shí)世界資源的多層模型。關(guān)鍵是要有一個(gè)可靠的模型，可以在其中與多個(gè)場(chǎng)景進(jìn)行交互。而仿真通常是預(yù)定義的，并針對(duì)目標(biāo)場(chǎng)景構(gòu)建。

■生命周期：

從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)以及交付的整個(gè)生命周期中, 數(shù)字孿生與物理實(shí)體保持著持續(xù)的聯(lián)系。而仿真通常用于特定場(chǎng)景，可能不會(huì)在整個(gè)生命周期中持續(xù)存在。

■協(xié)作：

數(shù)字孿生應(yīng)該允許所有利益相關(guān)者，在同一界面內(nèi)協(xié)作和交換相關(guān)信息，而仿真往往相對(duì)單一且缺乏協(xié)作性。

■用例：

數(shù)字孿生用例比仿真更加多樣化、動(dòng)態(tài)化并基于角色，包括資產(chǎn)管理、預(yù)測(cè)性維護(hù)以及過(guò)程和供應(yīng)優(yōu)化。

鑒于技術(shù)之間存在的差異和重疊，專業(yè)人員應(yīng)如何選擇一種方法來(lái)更高效地調(diào)試和測(cè)試新的系統(tǒng)或升級(jí)過(guò)程？

“這通常取決于范圍和效益?！癈arlson表示，“對(duì)于一些變化不快或過(guò)于復(fù)雜的企業(yè)或市場(chǎng)，如果變化是一次性的，或者變化發(fā)生在很長(zhǎng)的時(shí)間周期內(nèi)，仿真可能比較合適。如果產(chǎn)品、過(guò)程和資源經(jīng)常發(fā)生變化，OEM廠商或集成商可能更希望使用數(shù)字孿生。”

Muth補(bǔ)充道，OEM和集成商可能已經(jīng)使用獨(dú)立的仿真工具來(lái)估計(jì)周期時(shí)間、執(zhí)行設(shè)備布局規(guī)劃、確定硬件規(guī)格以及構(gòu)建和測(cè)試HMI操作員界面。

這些工具在初期規(guī)劃和設(shè)計(jì)階段帶來(lái)了價(jià)值，但在調(diào)試過(guò)程中變得有限。

對(duì)制造商和集成商來(lái)說(shuō)，

最關(guān)鍵和最具挑戰(zhàn)性的方面之一是不同技術(shù)和系統(tǒng)的成功整合和集成。

這在調(diào)試階段最為明顯，當(dāng)系統(tǒng)需要調(diào)整時(shí)成本可能會(huì)增加。全面的數(shù)字孿生也被稱為虛擬調(diào)試，允許在任何設(shè)計(jì)最終確定之前進(jìn)行虛擬測(cè)試和驗(yàn)證。

由于虛擬調(diào)試是生產(chǎn)系統(tǒng)、自動(dòng)化技術(shù)和控制的全面的數(shù)字孿生系統(tǒng)之間的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)連接，制造商可以在虛擬調(diào)試期間利用軟件在環(huán)（虛擬）或硬件（虛擬和物理硬件）。

將測(cè)試和驗(yàn)證轉(zhuǎn)移到數(shù)字世界，比在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試期間發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的成本要低得多，并且還能縮短整體調(diào)試時(shí)間。

數(shù)字孿生的多樣性和應(yīng)用

由于能夠?qū)崟r(shí)連接物理世界和虛擬世界，數(shù)字孿生可以驗(yàn)證和優(yōu)化設(shè)計(jì)、調(diào)試設(shè)備以及驗(yàn)證過(guò)程、生產(chǎn)、維護(hù)和供應(yīng)鏈。根據(jù) Muth 的說(shuō)法，這意味著有許多潛在的數(shù)字孿生類型，不過(guò)大多數(shù)可以歸結(jié)為以下三種類型：

■工廠和資源：

模擬新設(shè)施或現(xiàn)有設(shè)施的設(shè)計(jì)和布局的數(shù)字孿生。

■產(chǎn)品和過(guò)程：

模擬生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)以驗(yàn)證最佳實(shí)踐、模擬機(jī)器人和其他車(chē)間資源的運(yùn)行、模擬產(chǎn)品和材料的流動(dòng)以及定義和驗(yàn)證流程計(jì)劃和虛擬構(gòu)建的數(shù)字孿生系統(tǒng)。

■供應(yīng)鏈和運(yùn)營(yíng)：

模擬供應(yīng)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)字孿生，以優(yōu)化進(jìn)出工廠的物料流。

Carlson認(rèn)為，使用全面的數(shù)字孿生的主要優(yōu)勢(shì)是可以將產(chǎn)品無(wú)縫集成到制造過(guò)程中。產(chǎn)品的數(shù)字復(fù)制品可以代表伺服電機(jī)等子組件，也可以代表整車(chē)等更復(fù)雜的產(chǎn)品。生產(chǎn)的數(shù)字表示準(zhǔn)確地描述了制造產(chǎn)品所需的制造過(guò)程，而全面的數(shù)字孿生方法則集成了所有必要的組件。

數(shù)字孿生可以幫助評(píng)估現(xiàn)有設(shè)備升級(jí)，規(guī)劃新的生產(chǎn)線，并在將產(chǎn)品投入生產(chǎn)之前驗(yàn)證更改。

例如，對(duì)柔性生產(chǎn)線（在一條生產(chǎn)線上生產(chǎn)多種汽車(chē)）的推動(dòng)，以及對(duì)重新利用現(xiàn)有設(shè)備需求的不斷增加，使得數(shù)字孿生技術(shù)對(duì)汽車(chē)行業(yè)至關(guān)重要。

“雖然實(shí)施數(shù)字孿生技術(shù)對(duì)任何行業(yè)都有益處，” Muth說(shuō)，“但我們看到，生產(chǎn)復(fù)雜產(chǎn)品的公司以及處在快速增長(zhǎng)和變化的行業(yè)中的公司可以獲得更顯著的好處?！彼e了兩個(gè)具體例子：

■一家大型飛機(jī)制造商為其直升機(jī)生產(chǎn)線創(chuàng)建了一個(gè)虛擬數(shù)字孿生。它以3D方式仿真生產(chǎn)機(jī)械，并實(shí)時(shí)更新以監(jiān)控生產(chǎn)變化。

■一家全球汽車(chē)技術(shù)提供商部署虛擬數(shù)字孿生技術(shù)來(lái)仿真生產(chǎn)過(guò)程。這使公司能夠通過(guò)分析序列和每次操作所花費(fèi)的時(shí)間來(lái)規(guī)劃流程。這種數(shù)字化工廠使公司能夠更高效地發(fā)展，降低生產(chǎn)啟動(dòng)成本，并利用資源和最佳實(shí)踐與標(biāo)準(zhǔn)化工具更好地合作，以改善工廠內(nèi)外的溝通。

實(shí)施數(shù)字孿生的挑戰(zhàn)

從表面上看，數(shù)字孿生和仿真技術(shù)并沒(méi)有真正的缺點(diǎn)，只是各自的特點(diǎn)使其適用于不同應(yīng)用。Muth說(shuō)：“如果實(shí)施得當(dāng)，我看不出數(shù)字孿生有任何真正的缺點(diǎn)，但在這個(gè)過(guò)程中肯定需要考慮風(fēng)險(xiǎn)。”兩個(gè)主要的潛在風(fēng)險(xiǎn)是：

孤立/獨(dú)立的數(shù)字孿生和單一用途的數(shù)字孿生。

關(guān)于孤立的數(shù)字孿生，Muth解釋道，“為了最大限度地發(fā)揮作用，

數(shù)字孿生應(yīng)該能夠連接到其它數(shù)字孿生并與之合作。這是一個(gè)關(guān)鍵趨勢(shì)，互聯(lián)的數(shù)字孿生解決了這一問(wèn)題?！?/strong>