數字孿生正在重塑城市活力

文|吳俊宇 蕭涼

產業(yè)-民生往往是一條明確而可行的技術路徑。

無數新技術的最終落地，都是從實驗為起點，以產業(yè)為內化，以民生為落地，最終造福普羅大眾。數字孿生也是如此。

我們該如何理解數字孿生？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業(yè)走向民生，進而為日常生活帶來極大便利。

因特網始于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字孿生也不例外。

它將是建設都市的重要一環(huán)，也將構筑起普通人的城市美好生活。

一

從實驗到產業(yè)

數字孿生這個概念是從實驗室里一步步走出來的。

2002年，數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品精確映射在虛擬空間的虛擬產品。

理想情況下，所有從實際產品測量到的信息都可以通過數字孿生獲得。數字孿生模型，可以清晰完整地描述潛在或實際存在的產品從微觀到宏觀的信息。

簡單來說，這是現(xiàn)實世界在數字世界中的投影。

現(xiàn)實世界中發(fā)生的事，在數字世界中都可以體現(xiàn)?，F(xiàn)實世界的種種可能性，在數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)實等待最佳結果。

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

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

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

數字孿生當然也很快就被運用到了產業(yè)界。

2016年，通用電氣推出了Predix平臺。

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

1、控制質量，提高服務效率，降低運營成本；

2、控制新產品引進成本與交付周期，優(yōu)化產品；

Predix平臺還被運用到航空發(fā)動機的設計和研發(fā)，構筑數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

從產業(yè)到民生

產業(yè)終究還是為了民生。產業(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成本就會降低，汽車價格便能更低廉。

福特的目標是生產“全球車”，T型車最初售價850美元，隨著設計生產不斷進步，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，數字孿生同樣在從產業(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。相信數字孿生，會讓城市更美好。

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

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，滿足城市內所有市民的日常生活所需。

從規(guī)劃住宅、商業(yè)及產業(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，必須隨時觀察各項數據指標，根據數據指標調整建設進度。

數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，產業(yè)結構更加高效，城鄉(xiāng)發(fā)展更加均衡。

三

曲折中換道超車

歐美產業(yè)界，數字孿生已有了十幾年的嘗試。

但對中國產業(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字化轉型。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，并將其運用于數字孿生城市建設的企業(yè)不多。

紫光云作為產業(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“為產業(yè)互聯(lián)網”而生，希望通過指向B端和G端的方式為產業(yè)互聯(lián)網和智能城市構建穩(wěn)固“云底盤”，推動產業(yè)升級。

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

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

某種意義上說，大多數企業(yè)善于從宏觀角度去切入城市建設，比如說區(qū)域經濟、ICT基礎設施的構建，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建的。虛擬城市則是靠數據一點一點堆起來的。城市中的每一個細胞都要被捕捉，形成數據。顆粒越細，城市也就越精。

紫光云是如何把細胞給建構起來的？總體分成三步。

第一步是實體空間數字化，也就是把原有建筑復刻進虛擬空間中，形成數字孿生體。

第二步是仿真，數字孿生體構建完成之后，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，這套數字孿生虛擬模式，還能通過對園區(qū)數據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，通過對智慧資產的構建與沉淀，開啟了政府數字治理，民生數字服務，企業(yè)數字賦能的新局面。

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、產業(yè)：企業(yè)可以通過線上做仿真模擬，降低產線調試、規(guī)劃、建設、生產、運維的周期及成本，實現(xiàn)提質、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；

這也是紫光產業(yè)數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。

數字化轉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。

數字化轉型，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，這是數字孿生和數字化轉型的應有之意。

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