新基建热潮下，数字孪生受到前所未有的关注。企业如何快速通过数字孪生，获取数字资产，打好“数字基础设施建设”基础，更好的应对智慧未来？

    河姆渡第五届（2020）中国智能建筑节上，盈嘉互联联合创始人、北京建筑大学教授王佳女士带来《数字孪生如何在新基建的浪潮中脱颖而出》主题分享，从纵深的角度剖析数字孪生技术，为企业带来深度融入数字化时代的新思维、新方法。

    感谢各位朋友，感谢各位领导，各位专家，感谢河姆渡电商平台，让我们有机会以这样的一种方式和众多的朋友一起来讨论这样一个非常有意思的话题。

    我今天跟大家讨论的话题是《数字孪生如何在新基建的浪潮中脱颖而出》。数字孪生这个话题现在已经如火如荼。我们要如何去理解它，它到底能给我们带来什么样的价值，如何快速建立数字孪生体，这是我今天希望跟大家交流的。

    一代基础设施支撑一次产业革命，未来20-30年是数字孪生时代
    从1771年第一次工业革命开始，每一次产业革命都会经历60年甚至70年这样一个过程。第5次产业革命，将我们带入了信息和通信时代。我们开始以数字化和模拟的方式，用算力衡量产业进步。第5次产业革命已进行了50~60年，实际上下一次产业革命已悄然到来。未来的20~30年，数字孪生将是一个最热的话题。物理世界所有的实体都会在虚拟世界拥有自己的数字镜像：一个数字孪生体。

    “城市空间”是数字孪生时代最大的应用场景
    数字孪生时代最大的应用场景是什么？是城市空间。在这个空间里，我们是有很多诉求的，包括对道路、水务、核电水电、会展中心、校园、办公楼、地下空间、农业、商业、机房、园区等等，我们都有很多的诉求。我们希望它是智慧的。但是我们做了很多的努力后，往往会发现现实和我们的想象，和我们的需求有非常大的差距。信息化时代还存在很多问题，这些问题阻碍了“智慧”这样一个目标的实现。

    数字孪生实践的5大问题

    数字孪生主要是要创建和物理实体等价的虚拟体或数字模型，虚拟体能够对物理实体进行仿真分析，能够根据物理实体运行的实时反馈信息对物理实体的运行状态进行监控，能够依据采集的物理实体的运行数据完善虚拟体的仿真分析算法，从而对物理实体的后续运行和改进提供更加精确的决策。

    镜像虚拟世界对人类的贡献是提高了我们的计算的能力，用虚拟空间的算力赋予人类在实体世界无法达到的能力，来回馈给我们实体世界。但在数据孪生的具体实践中还存在很多的问题。

   强调模型的逼真度，显示震撼度，而忽视了虚拟体或数字模型是可计算的这一基本需求。

    从实体空间到数字空间的映射过程中，仅有外观而无内在的性能、联系等属性数据，映射数据大量缺失，无法进行计算。

    受限于上一时代的数据库技术，从数字空间感知的数据量和实时性远远无法满足数字孪生要求。

    虚拟体或数字模型受制于专业工具和软件，无法在不同计算系统中流转和复用。

    过份强调具体应用，而忽视了对数据的管理、调度和复用，造成新一轮的数据孤岛和信息化重复建设。

    在实践中，如果没有从数字孪生本身的计算能力或者说计算的核心出发的话，实际上我们会走入很多的误区。

    上云、用数、赋智——数字孪生的核心价值
    数字孪生的核心价值：上云、用数、赋智。上云就是我们的工作方式，用数就是我们要用数据，赋智，就是我们通过数据的服务赋能来带动产业的效能提升，来带动产业的升级。

    这其中数据是非常重要的一环，没有数据我们的算力无处可用，我们的AI无处可放。在数字孪生中，数据分成三大类：

    空间数据。定位虚拟世界，它是一个什么样的组织方式，是什么样的构成。

    实时数据。描述虚拟世界的状态。

    行为数据。描述虚拟世界中的管理事件和人的行为。

    对于数字孪生来说，这三大类数据是核心的数据组成。如何快速的去建立可计算的数字孪生并赋能应用？我们的团队打造了BOS（BuildingOperatingSystem）这样一款产品。

    BOS快速建立数字孪生并赋能应用

    在现实世界数字化的过程中，我们有很多的数据。BOS能够把这些数据快速接入到系统中，形成企业真正的数字资产。

    首先我们会把空间数据接入并提供计算的能力，空间数据来自于所有模拟空间的工程数据，其次我们会快速接入实时数据，并提供他计算的能力。

    所有的实时采集系统都可以通过BOS快速接入到平台中，并进行完美匹配，描述虚拟世界。这个数字孪生体它不是一个死的东西，它一定要有赋能应用的能力。通过数据配置和二次开发接口，我们可以提供非常丰富的数字资产应用场景，比如智慧交通、智慧会展、智慧校园、智慧楼宇、智慧商场、智慧机房、智慧水务、智慧水电、智慧工厂等等。

    在数字孪生体的建设过程中，会遇到很多问题，这些问题就交给BOS来解决。

    数字孪生难点一：空间数据格式众多
    在人类构筑物的建设过程中，专业的设计和建造工作会产生大量专业数据，包括结构体的结构的数据，内部设备数据，组成材料数据，以及大量的关系型数据，如管线之间的关系，管线和空间的关系等等。

    这些数据是多格式的，我们叫做多元异构的，被各种工具软件所绑定的，我们无法把它直接的变成空间数据来用。而BOS的第一个核心的能力就是空间数据的接入和计算的能力。将多元异构数据文件直接上传到BOS，BOS能够将这些数据进行组织，并用API的方式提供计算能力，与人类进行交互。

    比如在建筑里有多少个门？有多少个窗？它就会告诉你，我们可以去做一些查询的工作，就像你问他的问题一样。对于普通人来说，看懂工程图纸是非常难的，但是计算机就像读懂了你的所有的工程数据一样，它可以回答你所有的问题，你问它窗在哪，门在哪，某一个系统在哪，它都会给你非常准确的答案。

    它还可以帮你做一些分析，比如说我看一下这两个结构体它有什么不同，我用肉眼去看，他很相似，但其实里面的细节内容有非常大的不同，比如说它的几何的信息，它的高度，它的长度是不是不同的，同样一个墙体的材质是不是不同的等等。我们把工程数据接入到BOS之后，计算机它就像一个专家一样陪伴你的左右，帮你去解决所有的你看不懂的问题。

    提供了低成本空间数据的来源，将二维/三维工程图纸中的工程数据复用，转换成计算机可读取、可使用的空间数据。

    数据适配各种应用场景。人类的需求在不断改变，需要适配各种场景的数据管理。BOS有超强的数据管理能力，并且能够把这些数据做优化存储，为后面所有应用系统提供干净的，便于使用的数据。

    提供灵活的数据模型配置。像点菜一样，我们需要什么样的数据，告诉计算机，计算机就把所有的这些数据给你组织好，用webAPI的方式发给你，快速为应用赋能。

    数字孪生难点二：实时数据采集系统众多，统一数据难度大
    数字孪生使用的第二个难点是什么？我们在建立数字孪生时，会面对非常多的实时采集系统，这些采集系统的协议是非常多的，要把这些数据统一接入数字孪生平台里，会遇到非常多的困难。

    我举一个水厂的例子，首先，它有很多的实时系统：报警、供水量、瞬时流量等等，数据清单非常多，厂家非常多，协议形式非常多。这也是我们在做数字孪生之后面临的一个实际的问题，实时系统接入很困难。其次，数字孪生体的建设过程还涉及到很多的采集模块，它们是在不同时间，不同年代建设的，如何采集其中的数据，这也是一个非常大的问题。第三，项目会产生大量的实时数据，这些数据是需要分析的，只有通过分析，我们才能去做一些决策，才能实现真正的“智慧”。

    而BOS的第二个核心能力就是接入实时数据并提供计算能力。

    通过接口直接把上百种协议直接接入。

    提供实时持续的数据库，提供实时数据库管理能力，拿来即用。

    边缘计算能力。可以大大提高整个系统的效能。

    通过空间数据接入和计算能力，以及实时数据的接入和计算能力，数字孪生非常快速的就诞生了。这个数字孪生体有非常强的能力，可以为合作伙伴赋能：

    实施周期非常短，成本低。

    成本可控。项目服务中，需求变更和现场问题对成本是极大考验，BOS能帮助我们控制成本。

    可扩展性强。国际标准的架构让数字孪生体可以不断产生新的能力，不断叠加出新的应用。

    安全可靠。工业防火墙提供高度的安全性。

    案例分享——互联网之光博览中心
    为3万平米的巨大场馆提供智慧场馆服务，接入总包提供的BIM模型等共5G+空间数据，接入空调系统、安防系统、视频系统、照明系统等23个子系统，80+种状态，涉及十几家供应商的实时数据，仅投入1名项目经理、3名前端开发，用10个工作日（含测试部署时间）就完成了交付。

    在项目实施过程中，计算机帮助我们解决了非常多的专业化问题。通过虚拟世界计算机所赋予的算力和能力，实现了成本可控、时间可控，效益最大化。业主得以快速构建数字孪生体，拥有了数字资产，这笔数字资产将在未来几十年甚至上百年的管理过程中，不断为业主发挥它的价值。

    案例分享——工业级园区项目
    这个项目数据量更为庞大，包括大量的建筑模型、机械模型，并且它跨了工业和民用，接入的数据更为复杂，格式更为多样，而且因为园区建设历经了几十年，所以不同年代的不同的协议、不同系统达到上百个。

    如果不是用BOS这样的产品去提供服务的话，我们都知道这样的项目其实对于开发人员是坑，是非常难驾驭的，开发风险非常大。但是实际上在这个项目里面，真正的开发的时间只有一个月，投入的人力是一个项目经理加两个前端工程师就可以搞定了。

    数字孪生在这样一个产品的支持下，是非常容易就能够快速的去建立起来的。当它建立之后，能为我们的合作伙伴，我们业主方，提供巨大价值。

    作为业主的数字资产，业主方所有数据可以积淀在数字孪生体上，通过数字孪生体不断焕发出新的能力。比如加入人工智能更多算法、做数据分析、数据决策等，让业主也好，让园区也好，在未来有了更多的进步空间。同时这些数字资产在积累过程中还不断产生很多知识，为行业、企业赋能。

    “智慧”是我们共同追逐的目标，但是在实现的过程中，需要打好基础，数字孪生就是我们走向未来的一个非常重要的基础。

    通过数字孪生，企业在数字经济时代相当于建立了一个数字基础设施。有了这个数字基础设施，在一个数据不断流动、不断赋能的前提下，企业才能够得到更好的服务。

    盈佳互联作为一个产学研用的团队，我和我的同事潜心研究，用了5年多的时间，开发了这样一款能够服务行业、为行业赋能的产品，我们也非常希望能够和所有的行业伙伴共赢。非常感谢，也非常希望、非常期待有机会和所有的行业伙伴一起交流，一起合作共赢，感谢大家。