數字孿生的深海迷航

上世紀70年代，美國宇航局（NASA）籌劃構建復雜的大型載人航天器。當時科學家們發現，航天任務進行當中，航天器的維護和修理面臨著環境復雜、危險性高、故障不易排查等問題。

與其“盲人摸象”式的找故障，不如干脆做一個虛擬建模的仿真航天器?，F實中的飛船哪里有問題，在數字系統中的鏡像航天器上一目了然。

這是人類在探索宇宙中的一段插曲，也是人類探索數字孿生世界的因緣初始。

就像星空的面紗要逐層揭開，數字孿生的探索也在其后數十年逐步開展。從最初一臺機器、一部設備的數字孿生，到工廠、園區乃至城市的數字化復刻；從只能看到數據流動的抽象數字孿生，走向了一磚一石，一草一木的仿真重現。

如果把數字孿生比作一場潛水，經過數十年的試探，淺海的風景已經有限。就像我們終究要乘著科技的舟楫，去到星空之外，去到智能深處。向著數字孿生世界的深海迷航，也已經在悄然間開啟。

9月7日，在2023騰訊全球數字生態大會數字孿生專場上，騰訊發布了全新的數字孿生產品矩陣，即1底座3平臺（數字孿生底座、可視化平臺、空間實時計算平臺、實時仿真平臺），將人工智能、實時計算、仿真推演、數據驅動等技術深度融合。這一動作，被廣泛認為是抵達了數字孿生的深水區。

那么數字孿生的深海中，究竟藏著什么？

或許是智能進化的火種，或許是產業效率的激流，又或許是數實融合的宏大礦脈。

我們一起揭開這段，關于數字孿生的深海探索。

深海之下,鏡像世界

進入21世紀以來，伴隨短途通信、物聯網技術的崛起，實時傳遞運行數據成為可能。數字孿生也步入了從理論設想到產業實踐的快速發展。出現了諸如工業組件孿生、系統孿生、工藝孿生、虛擬仿真等應用種類。工業、能源、游戲、智慧城市等產業，開始成為數字孿生的首批用戶。

這將近二十年的發展歷程中，數字孿生取得了長足的進步。如果我們沿用潛水的比喻，這一階段實際上處于數字孿生的淺灘期，雖然技術與應用百花齊放，但缺乏基于數字孿生整體目標的統攝性與應用深度。從數字孿生作為科技設想被提出的那一天起，它的目標就非常明確，即在數字化的鏡像世界里，實時并完整地實現目標物仿真復刻，且虛實之間可以進行雙向映射，做到可預測和可控制。

但目前數字孿生實踐，卻大多具有一些不足：

1.單向度。大多數數字孿生項目，都以“大屏可視”作為主要呈現方式。僅僅是能通過孿生體系看到現實中的數據流動，卻無法以數字世界影響現實世界。

2.低顆粒。數字孿生項目的另一個是特點，是僅僅將主要數據進行低顆粒度的歸納。比如一個交通體系的數字孿生，僅呈現出車輛數據，然而影響交通體系的因素的多樣的，但多數細顆粒的數據，都被數字孿生體系排除在外了。

3.對象單一。顯而易見的是，越具有整體性、規模性的數字孿生系統，其價值也就越大。比如一座機場、一座工廠的數字孿生，價值顯然高于一個閘口、一臺機器。但受限于技術能力，大部分數字孿生都還處在仿真復刻對象比較單一的局限中。

在數字化、智能化的浪潮中，企業真正期待的數字孿生，顯然不是簡單的大屏可視與數據歸納，而是要做出真正與生產系統進行交互，提升產業效率，帶來產業價值的全方位數字孿生體系。

更高的期待與有限的水平，催使數字孿生必須再進行一次下潛。

這次，數字孿生需要打破淺灘期單一目標、單一技術、可視不可控的種種局限。在價值上，要實現對大型、大規模物理實體的完整實時化表達；在數據上，構建全生命周期、全價值鏈的數據鏈路；在技術上，要融合仿真、AI、實時計算、知識圖譜、物聯網等新一代信息技術成果。最終打造出一個能夠實現全息映射、仿真推演、分析預測、實時交互的鏡像世界。

這次深海之旅，光是聽上去就知道難度很大。

而它的契機，開始于騰訊的一個想法。

一個工程師的藍海夢

2013年，騰訊開始規劃今天已經成為深圳地標建筑的濱海大廈。那時，騰訊內部開始有了一個非?？萍?，也非常具有工程師思維的想法：為什么不能在建設物理大樓的同時，在數字世界建一座孿生的樓宇？從而讓數字鏡像變成樓宇的操作系統與安全屏障。

（騰訊濱海大廈）

藝術家夢到了一片海，會選擇去畫一幅海洋；而工程師夢見了海，則會考慮怎么修一條去海邊的路。秉承著工程師的文化基因與思維方式，濱海大廈的數字孿生設想，開始凝聚騰訊的各項技術積累，最終在大廈的建設過程中變為實踐。而這些技術又沉淀下來，變為產業服務經驗與可迭代的技術平臺，以滾動前進的方式，從騰訊內部向各行各業延展——這就是騰訊的數字孿生起點。

2016年，騰訊數字孿生技術的另一條重要支脈被打開。這一年，伴隨著自動駕駛技術的崛起，騰訊決定將在游戲等領域充分積累的仿真技術釋放到自動駕駛領域，從而滿足自動駕駛研發過程中數字化測試的巨大需求缺口。而游戲仿真與現實車輛的結合，本身就是一種極具代表性的數字孿生。

十年以來，一個工程師思維推動的想法，變成了騰訊蔚為大觀的數字孿生體系，開始覆蓋園區、建筑、工業、能源、文旅等領域，成為騰訊在產業互聯網領域的柱石之基。

更為重要的是，數字孿生的新航線，對于騰訊來說是一個技術逐漸匯聚、凝結的過程。我們必須知道，數字孿生并不是某種技術，而是若干技術在同一目標下的匯總。就像潛入深海不是需要某種技術，而是面對任何問題都要有相應的技術與解決方案作為對應。

（城市自動化三維建模）

在數字孿生的航線中，騰訊在各個科技領域的涓涓細流，匯聚成了一片技術藍海。

比如說，游戲引擎中的物理引擎和渲染引擎，是數字孿生仿真在準確度與保真度上的基礎。而騰訊在游戲領域的技術能力，在這個產業方向獲得了充分釋放。

數字孿生龐大的算力需求，則有賴于騰訊在云計算、云渲染領域提供算力支撐?；谠贫说姆植际接嬎?，騰訊數字孿生可以極大減少算力限制對孿生應用帶來的影響。

在對數字孿生價值愈發重要的AI技術方面，騰訊在自動化重建、仿真推演、多源融合傳感等領域，都探索了AI技術與數字孿生深度結合的可能性，為行業拓展了技術融合的邊界。

可視化高清、實時化通信對于數字孿生應用至關重要，騰訊領先的音視頻技術，可以實現毫秒級編解碼，滿足數字孿生的低延時通信需求，從而實現更穩定的雙向映射。

（數字孿生技術體系，源：《騰訊數字孿生云白皮書》）

這些各自處在不斷進步軌道上的技術積累，圍繞騰訊數字孿生，構成了螺旋狀上升的能力矩陣，甚至變成了騰訊進入產業互聯網時代的底氣與底牌。

騰訊數字孿生與其他公司最大的不同，是能夠通過完整的技術和產品，進入用戶在產業互聯網領域的核心流程，從而將數字孿生能力提升到可治理、可控制的“深海階段”，而不再讓數字孿生停留在只有大屏的“淺灘期”。

而今年的數字生態大會，可以看作騰訊數字孿生潛入深海的又一道分水嶺。

從下潛探索，到海底基地

看過深?？苹秒娪?，或者玩過深海生存游戲的朋友，會有這樣的感想。面對未知的深海，人類最開始會進行一次次下潛。而當未知變成已知，深海不再遙遠，人類則會開始整合資源，建造海底基地，將其作為探索海洋世界的橋頭堡與樞紐中心。

在探索了數字孿生世界整整十年后，騰訊也決定建造這樣一座“海底基地”。

騰訊集團副總裁、騰訊智慧交通與出行總裁鐘翔平在大會上表示，騰訊一直致力于推動數字孿生技術的發展和產業實踐，用先進、完整、成熟、開放的數字孿生技術與產品，在產業數字化“深水區”，助力產業客戶打造好看、可算、易管、善控的數字孿生應用，實現業務高質量發展。

經過十年的數字孿生探索之后，騰訊決定將積累的能力與經驗進行整合。比如高精地圖、大屏可視化、自動駕駛等關鍵技術實現集成與平臺化開放。整合后的數字孿生能力，就構筑成了數字生態大會中發布的“一個底座，三個平臺”，并且開放其面向合作伙伴的賦能。這樣的動作可以理解為騰訊在數字孿生深海區構建了樞紐，從而可以推動整個生態向數字孿生深水區進行探索，促進全領域的技術躍遷與商業繁榮。

（騰訊數字孿生全新產品矩陣及應用場景）

具體而言，騰訊數字孿生產品矩陣本次完成的升級，是圍繞空間構造、物聯感知、時空計算、逼真渲染、仿真推演5大核心能力，構建了數字孿生底座+可視化平臺+實時仿真平臺+空間實時計算平臺，從而讓伙伴與用戶能夠低門檻、集成化獲取騰訊的數字孿生能力，形成好看、可算、易管、善控的一站式數字孿生平臺。

任何行業、任何企業的數字孿生探索，在今天都非易事，它需要觸及到游戲科技、云計算、AI、仿真、高精地圖等各方面的核心技術。技術門檻、開發難度與運維挑戰都非常驚人。而在騰訊數字孿生一個底座，三個平臺的加持下，伙伴與用戶可以獲得一站式數字孿生平臺。其中，底座產品涵蓋上千種豐富的物模型，云仿真平臺支持云端1000個場景并發，低延時信號傳輸能夠實現端到端延時控制在百毫秒級，空間計算支持PB級空間數據秒級查詢結果輸出。

在這座海底基地的加持下，數字孿生的深海迷航，會從騰訊能做到，變成用戶能做到，千行百業能做到。

深海航道，由此通行。

航道與寶藏

關注科技領域的朋友，這些年總會在不經意間聽到來自數字孿生的消息。比如某某地完成了數字孿生系統搭建，某某地的數字孿生應用令人驚艷，而如果我們仔細考察，會發現其背后多有騰訊的助力。

目前階段，騰訊數字孿生已經覆蓋了城市、交通、能源、建筑、制造、文旅等數十個行業的數字化轉型，獲得多個國家級獎項，并且與超過300家行業伙伴形成良好的合作關系，合作落地項目超過500個，伙伴生態持續擴大。

在騰訊打開的數字孿生深海航道中，很多用戶都在鏡像世界找到了期待已久的寶藏。其中最著名的，或許要屬故宮。

如果看過《我在故宮修文物》，就會知道文物的保管、修繕、留存，一點一滴皆非易事。而數字孿生，已經成為今天故宮升級文保能力的新抓手。

在故宮博物院內，有一個故宮·騰訊聯合創新實驗室。實驗室可以一體化采集文物的多維度數據，減少文物數字化全流程所需要的時間，提升數字化質量和流程效率。

（數字孿生技術助力打造故宮智慧文博樣板間）

在這個實驗室背后，是騰訊數字孿生團隊與故宮博物院團隊共同開發的“數字孿生智慧管理平臺”。平臺以騰訊數字孿生的核心能力為基礎，實現了空間高精度建模、物聯網可視化監測、設備與采集等多源數據融通，它可以在線上復刻建筑體的樣貌和結構，同時依托物聯感知能力，集成和聯動了實驗室拍攝、照明、環境、能耗、倉儲等多重設備的運行信息，構建出一個與實體建筑互聯互通的“孿生空間”。我們所說數字孿生低顆粒度的難題，就在故宮文保工作集合了光、熱、濕度、能源等多重數據的數字孿生探索中得到了破解。

另一方面，這一平臺在功能上包含了管線管理、能耗管理、恒濕管理、智能倉儲、門禁管理、照明管理、環境管理等，除了綜合態勢的展現，更有設備之間的聯動策略，從而打破了數字孿生對象單一、功能不全面的困境。

在世界最大規模的木結構古建筑中，實現最為領先的數字孿生探索。這一幕，就頗有數實融合的中國詩意。

而在浦東機場，我們則能看到數字孿生與現代社會的緊密耦合。為了保障飛行安全，提高機場運行效率，浦東機場在機坪部署了大量的智能化監測設備，對飛機的各類數據進行全方位采集，并通過AI視頻分析平臺，在數字孿生世界形成對機場與飛機的智能化監控。目前，這套體系實現了對航班地面運行過程中19個節點的全方位保障，已覆蓋290個機位、數據的綜合準確率已高達98%。

與此同時，浦東機場還是數字孿生技術與多重數字化價值的交匯點。比如基于騰訊的數字孿生能力，結合低代碼開發平臺，浦東機場實現了機場一線人員利用“拖拉拽”方式開發業務應用，大幅降低了開發門檻。未來我們還將看到，在天氣推演、機場資源調度、緊急車輛路線動態規劃、機場進出港效率仿真、應急仿真等場景中，都有騰訊實時孿生平臺提供的仿真能力。在機場服務領域，浦東機場與騰訊等伙伴攜手，打造了覆蓋精準定位、室內外導航、線上商城、停車、航班查詢、物流配送等多類型的服務能力。

（浦東機場機坪，源：浦東機場官網）

從中不難看出，我們距離數字孿生并不遙遠，數字孿生的深海之旅也并不神秘。一件被妥善保護的文物，一次高效的出行，一個園區省了電，一座工廠早下班。這些就是數字孿生帶給世界的保障，這就是騰訊數字孿生所通向的地方。

再回首，世界已經有了清晰的數字倒影。

再出發，鏡像中的數字深海，風景動人依舊。

數字孿生，正讓萬物充盈且偉大。

審核編輯 黃宇