數(shù)字孿生正在重塑城市活力

文|吳俊宇 蕭涼

產(chǎn)業(yè)-民生往往是一條明確而可行的技術路徑。

無數(shù)新技術的最終落地，都是從實驗為起點，以產(chǎn)業(yè)為內(nèi)化，以民生為落地，最終造福普羅大眾。數(shù)字孿生也是如此。

我們該如何理解數(shù)字孿生？簡單說，這是現(xiàn)實和虛擬世界的雙胞胎。

科幻電影《黑客帝國》便展現(xiàn)了虛擬和現(xiàn)實相映照的世界。兩個世界中有一個相同的自己,仿佛是一對虛實世界的“雙胞胎”——未來的城市也是如此。

大量前沿技術都是從產(chǎn)業(yè)走向民生，進而為日常生活帶來極大便利。

因特網(wǎng)始于1969年。首先用于軍事連接，直到1994年才真正完全民用，在今天更是娛樂化的習以為常。

代表未來幾十年的數(shù)字孿生也不例外。

它將是建設都市的重要一環(huán)，也將構(gòu)筑起普通人的城市美好生活。

一

從實驗到產(chǎn)業(yè)

數(shù)字孿生這個概念是從實驗室里一步步走出來的。

2002年，數(shù)字化孿生的概念由密西根大學的Michael Grieves博士在與NASA的合作中提出。

在后來9年，Gneves教授不斷地發(fā)展這個概念，最終將其定義為物理空間的實體產(chǎn)品精確映射在虛擬空間的虛擬產(chǎn)品。

理想情況下，所有從實際產(chǎn)品測量到的信息都可以通過數(shù)字孿生獲得。數(shù)字孿生模型，可以清晰完整地描述潛在或?qū)嶋H存在的產(chǎn)品從微觀到宏觀的信息。

簡單來說，這是現(xiàn)實世界在數(shù)字世界中的投影。

現(xiàn)實世界中發(fā)生的事，在數(shù)字世界中都可以體現(xiàn)?，F(xiàn)實世界的種種可能性，在數(shù)字世界中都可以模擬、發(fā)生、計算，最終篩選出最佳方案。

試錯在另一個空間進行，而現(xiàn)實等待最佳結(jié)果。

任何技術都要經(jīng)歷從實驗室的空中樓閣走向產(chǎn)業(yè)界的大規(guī)模生產(chǎn)。

加爾布雷思是當代美國經(jīng)濟學家。他在《新產(chǎn)業(yè)國》講述了現(xiàn)代大公司構(gòu)建龐大的產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)。

產(chǎn)業(yè)化大生產(chǎn)的價值在于，批量復制、降低成本。無論是第一次產(chǎn)業(yè)革命、第二次產(chǎn)業(yè)革命乃至今天的“AI+5G+云”的產(chǎn)業(yè)革命都是如此。

數(shù)字孿生當然也很快就被運用到了產(chǎn)業(yè)界。

2016年，通用電氣推出了Predix平臺。

這被譽為數(shù)字孿生在產(chǎn)業(yè)領域的最佳嘗試。通過 Predix，廠家可以連接產(chǎn)業(yè)設備，使用平臺上?套成熟的數(shù)據(jù)建模技術建模并進行數(shù)字孿生，簡單說它的優(yōu)勢是兩塊。

1、控制質(zhì)量，提高服務效率，降低運營成本；

2、控制新產(chǎn)品引進成本與交付周期，優(yōu)化產(chǎn)品；

Predix平臺還被運用到航空發(fā)動機的設計和研發(fā)，構(gòu)筑數(shù)字模型進行模擬和運算，對十幾種設計方案進行篩選，最終選出幾個可行方案。

在傳統(tǒng)的設計中，則需要十幾種方案及相應部件都送去實驗室測試。

二

從產(chǎn)業(yè)到民生

產(chǎn)業(yè)終究還是為了民生。產(chǎn)業(yè)革命所帶來的技術變革往往會讓一項新技術逐漸平民化。典型案例就是19世紀初的福特汽車。

在當時的老福特看來，規(guī)?；a(chǎn)成本就會降低，汽車價格便能更低廉。

福特的目標是生產(chǎn)“全球車”，T型車最初售價850美元，隨著設計生產(chǎn)不斷進步，最終降到了260美元。借助流水線，汽車從“富人專利”變成了幾百美元的大眾消費品。

產(chǎn)業(yè)革命的新技術以大眾消費的方式惠及了所有普通人。

在中國，數(shù)字孿生同樣在從產(chǎn)業(yè)生根到賦能民生——因為它和城市，以及每個人的日常生活都有著密不可分的聯(lián)系。

城市到底要如何讓生活更美好？

芝加哥大學博士、哈佛大學經(jīng)濟學教授愛德華·格萊澤在他的《城市的勝利》中提到個兩個觀點。

1、城市是人類發(fā)展歷史中最偉大的勝利；

2、城市是人類最偉大的發(fā)明與最美好的希望；

他不斷在思考，城市到底應該如何讓我們變得更加富有、智慧、綠色、健康和幸福。

我們不可能像《瓦爾登湖》的作者亨利·梭羅一樣，在第二次產(chǎn)業(yè)革命興起時躲進了瓦爾登湖，用逃避的態(tài)度沉浸在田園牧歌之中。

我們只能棲身于城市，讓城市帶來更美好的生活。相信數(shù)字孿生，會讓城市更美好。

當數(shù)字孿生運用于城市時，數(shù)字孿生可以對?個城市進行全域感知、運行檢測，整合運算歷史數(shù)據(jù)并快速傳輸。

城市的每條電力線、變電站、污水系統(tǒng)、供水和排水系統(tǒng)、城市應急系統(tǒng)、高速公路，交通控制系統(tǒng)等所有能連接的地方都將數(shù)字化。

我簡單翻譯一下吧。

玩《模擬城市》的小伙伴可能知道，玩家要在一個固定范圍的土地上，擔任市長一職，滿足城市內(nèi)所有市民的日常生活所需。

從規(guī)劃住宅、商業(yè)及產(chǎn)業(yè)用地，建設公路、捷運、體育場、海港、機場、警察和消防局，甚至稅金及各種公共設施支出的分配都由玩家自行設計。

游戲中除了要妥善規(guī)劃各種區(qū)域，還要考慮到人、經(jīng)濟、生存及政治等多項因素。

想讓一座城市中的人能夠具有較高的生活品質(zhì)，必須隨時觀察各項數(shù)據(jù)指標，根據(jù)數(shù)據(jù)指標調(diào)整建設進度。

數(shù)字孿生它的價值就在于，讓城市建設多了“上帝視角”，讓城市管理更加科學，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)更加高效，城鄉(xiāng)發(fā)展更加均衡。

三

曲折中換道超車

歐美產(chǎn)業(yè)界，數(shù)字孿生已有了十幾年的嘗試。

但對中國產(chǎn)業(yè)界而言，這個技術還是相對陌生。但是中國智慧城市的建設步伐正在加快，智慧城市帶來了龐大的技術需求。

德勤2018年發(fā)布的《超級智能城市 更高質(zhì)量的幸福社會》報告中提到，目前全球已啟動或在建的智慧城市已達1000多個，中國以500個試點城市居于首位。

在智慧城市建設過程中，每家云服務商在發(fā)展過程中都有自己的基因。

互聯(lián)網(wǎng)公司長于模式，善于提概念，做咨詢，裹挾著C端用戶推動全領域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。以基礎設施建設為基因的企業(yè)，則更專注于基礎建設、云服務、賣設備。

在我國，有實力提供硬件和軟件，并將其運用于數(shù)字孿生城市建設的企業(yè)不多。

紫光云作為產(chǎn)業(yè)新秀，依托紫光集團“從芯到云”的整合優(yōu)勢，開辟了新的賽道。它的立腳點是“為產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”而生，希望通過指向B端和G端的方式為產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能城市構(gòu)建穩(wěn)固“云底盤”，推動產(chǎn)業(yè)升級。

但是你再去看紫光云談智慧城市，談的是數(shù)字孿生和數(shù)字建筑——讓建筑空間和建筑產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化。

這里還不得不提到另一個詞——BIM，也就是是建筑信息化模型，英文全稱為Building Information Modeling。

要知道，數(shù)字孿生必須依靠BIM，因為這是數(shù)字化交付與智能運維平臺的構(gòu)建基石。精準的BIM模型是實現(xiàn)智能運維、數(shù)字孿生建筑的關鍵。

某種意義上說，大多數(shù)企業(yè)善于從宏觀角度去切入城市建設，比如說區(qū)域經(jīng)濟、ICT基礎設施的構(gòu)建，這些當然很好。但更細節(jié)的事情還需要有企業(yè)去做。

紫光云了解城市細胞級的構(gòu)建，在立足宏觀的同時，更善于從中觀、微觀的視角去把事情“做實”。

現(xiàn)實世界中的城市是靠鋼筋水泥構(gòu)建的。虛擬城市則是靠數(shù)據(jù)一點一點堆起來的。城市中的每一個細胞都要被捕捉，形成數(shù)據(jù)。顆粒越細，城市也就越精。

紫光云是如何把細胞給建構(gòu)起來的？總體分成三步。

第一步是實體空間數(shù)字化，也就是把原有建筑復刻進虛擬空間中，形成數(shù)字孿生體。

第二步是仿真，數(shù)字孿生體構(gòu)建完成之后，仿真預測未來各種問題，提供預警服務。

第三步是虛實映射，實體實時反饋給虛擬，虛擬直接指導實體。

未來在園區(qū)規(guī)劃中，針對更復雜的應用，這套數(shù)字孿生虛擬模式，還能通過對園區(qū)數(shù)據(jù)信息和行為習慣的收集和仿真，為園區(qū)提供合理規(guī)劃方案，實現(xiàn)園區(qū)資源優(yōu)化配置。

紫光云已經(jīng)開始了這條路徑上的嘗試，目前正在天津濱海、連云港等地進行試點，通過對智慧資產(chǎn)的構(gòu)建與沉淀，開啟了政府數(shù)字治理，民生數(shù)字服務，企業(yè)數(shù)字賦能的新局面。

這解決的是賦能百城百業(yè)、協(xié)助政府規(guī)劃和企業(yè)轉(zhuǎn)型的問題，最終實現(xiàn)的是筑基、善政、惠民、興業(yè)。

1、政府：提升城市治理和服務水平，可以用更精細的策略管理城市；

2、產(chǎn)業(yè)：企業(yè)可以通過線上做仿真模擬，降低產(chǎn)線調(diào)試、規(guī)劃、建設、生產(chǎn)、運維的周期及成本，實現(xiàn)提質(zhì)、降本、增效；

3、服務：在社區(qū)之中，居民一旦遭遇生活問題，可以得到更妥善的解決處理；

這也是紫光產(chǎn)業(yè)數(shù)字引擎所希望做到的科學化善政、精細化惠民、生態(tài)化興業(yè)。從長遠看，城市規(guī)劃、商業(yè)發(fā)展、災害預警在虛擬空間中都可以提前得以計算。

四

重塑城市的活力

一座城市是如何喪失活力的？

很可能是過分關心宏大敘事。它們片面追求經(jīng)濟增長、城市擴張、地標建筑，而忽略了城市中的主體——是人，是企業(yè)。

美國一批社會學家都在展開這個維度的研究。

米切爾·鄧奈爾在《人行道王國》則是采用參與式觀察法書寫了紐約街頭的場景。在他眼中，一座城市的活力需要落地到人行道、社區(qū)這些最為微觀的部分。

數(shù)字化轉(zhuǎn)型更需要有更多企業(yè)自下而上從毛細血管開始入手重塑城市活力。善政、興業(yè)、惠民為目標，其實都是讓人與企業(yè)能在城市中獲得更好的生存發(fā)展。

數(shù)字化轉(zhuǎn)型，要從針尖開始——針尖是人、是建筑、是社區(qū)——這也是紫光云最關心的部分。

讓老奶奶能夠更便利地在社區(qū)買雞蛋，更幸福、安全地在小區(qū)里遛彎，這是數(shù)字孿生和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的應有之意。

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