数字孪生的定义早在2002年就已经出现了，而如今伴随着信息科技的持续发展，数字孪生技术也得到了天翻地覆的转变，可以说是智能建筑的关键。下边，我们就更深层次些解读吧！
智能建筑的关键—数字孪生技术
一、什么叫数字孪生
DigitalTwin数字孪生根据应用传感器搜集相关物理新项目的实时数据，当做物理世界和数字世界之间的纽带。随后，这种数据信息将用以建立新项目的副本，进而使其可以被解读，控制或提升。虽然数字孪生的定义自2002年来就早已出现，可是仅因为物联网技术（IoT）的实现，它才变得具备成本效益。用以描述相近技术的其它专业术语包含虚拟原型，混合双胞胎技术，虚拟双胞胎和数字投资管理。
例如，大城市中的实体路面与导航软件中的虚拟路面便是一对“数字孪生”；在电脑上中的word文档与打印出来的纸质文档便是一对“数字孪生”。这般拓宽下来，这样的实体物能够 扩展到一切商品上，小到一颗螺钉，大到人体、城市、地球，乃至是全部宇宙空间（如果有那么大的数据信息工作能力的话），都能够形成相应的“数字孪生”对应的虚拟（信息内容）体。简单点来说，数字孪生是流程，商品或服务项目的虚拟实体模型。虚拟世界和物理世界的这些匹配允许对数据信息展开剖析和对系统展开监控，以在难题产生以前就及时处理，避免宕机，开发新机会，甚至根据应用模拟仿真来计划将来。
业内普遍觉得，数字孪生（DigitalTwin）这一定义最开始上溯到MichaelGrieves专家教授2002年在密歇根大学PLM（产品生命周期管理）中心对工业界做的一次演说。2014年，MichaelGrieves在其编写的“DigitalTwin:ManufacturingExcellencethroughVirtualFactoryReplication”（数字孪生：根据虚拟工厂复制完成非凡制造）市场研究报告中展开了详尽的论述。他觉得根据物理学设备的数据信息，能够 在虚拟（信息内容）空间搭建一个能够 定性分析该物理学设备的虚拟实体和子系统，而且这些联络并不是单向和静态的，而是在整个商品的生命期上都联络在一起。
数字孪生之所以备受关注，是由于它们还集成了人工智能（AI）和机器学习（ML）之类的东西，以将数据信息，优化算法和上下文融合在一起，进而使机构可以检测新想法，在难题产生以前发现问题并展开实时监控。传统上，数字孪生被用于改进诸如风力发电机或涡喷发动机的单一资产的特性。可是，近些年，数字孪生变得更为繁杂，不但连接了一种资产，而且连接了财产系统软件，甚至整个机构。IoT技术的拓展在极大水平上已完成了这一目标。
伴随着数字孪生变得愈来愈繁杂-将各种财产集聚在一起，并将其与相关流程和人员的信息内容融合在一起，它们协助处理繁杂难题的工作能力也在提升。在写字楼，医院门诊，院校，生产制造设备等已建成环境中，此程序运行能够 变成游戏规则更改者。
数字孪生有四个重要构成部分：
（1）数据信息（比如建筑系统软件，外部数据信息和蓝图数据信息）
（2）逻辑推理（比如AI/ML实体模型或离散系统标准）
（3）重要绩效指标（比如效率，排污，净营业收入和安全性指标值）
（4）上下文（比如乘员行为，系统软件/机器设备行为和工作内容）
只有以更有意义的方式映射了这四个重要构成部分，企业或机构才会拥有真正的数字孪生系统软件。
二、数字孪生使智能建筑变得更为智能
数字孪生早已在组织层面上对商业服务房地产建筑形成了极大影响。尤其是，数字孪生使建筑营运商能够 将之前未连接的系统软件（从安全系数到HVAC到寻路系统软件）融合在一起，以获得新的看法，提升工作内容并实时监控流程。
它们还能够使居民对自身的工作区域和自然环境标准有更多的决策权，进而提升了租赁户的感受。通过优化软件并连接工作人员，小区业主和营运商能够 应用数字双胞胎来控制成本，避免未来成本，提高住房率并提升总体财产使用价值。据计算，数字孪生能够 将一些建筑物的经营成本每一年减少每平米52元人民币。
在其它用例（比如，智能医院）中也是这般。根据建立医院门诊的数字孪生，医院管理人员，医生与护士能够 对病人的身体状况和工作内容获得强大的实时判断力。根据应用传感器监控病人并融洽机器设备和工作人员，数字孪生提供了了一种更强的方式 来剖析流程，并在需要马上付诸行动时在适度的时间提示适当的工作人员。
英国制造业研究所（TheInstituteforManufacturing）在西剑桥进行了一个新项目，此项目地目的是开发设计剑桥大学制造学院（IfM）的动态性数字孪生子，及更宽阔的西剑桥校园，以展现其对设备的影响管理，生产力和福祉。最终为英国开发设计“国家数字孪生互联网”的野心提供了支撑。具体细分目标主要表现为：
1）演示数字模型及系统架构特性和应用剖析对机构生产力的影响。
2）为融合城市规模数据信息以改善服务（比如电力工程，废弃物管理方法和运输）提供了基础，并了解对更普遍的社会发展和经济发展成效的影响。
3）为科学研究人员创建“科学研究工作能力服务平台”，以了解和解决规模性执行数字技术层面的关键挑战。
4）塑造对开发设计新奇的程序运行以改进基本构造系统软件的管理方法和应用很感兴趣的研究社区。
三、数字孪生与建筑信息实体模型（BIM）
DigitalTwin与BIM（建筑信息实体模型）软件之间出现一些重要共同之处。简单地讲，BIM致力于建筑物的设计方案和建造，DigitalTwin能够 仿真模拟人们怎样与建筑环境互动交流。具体来讲，数字孪生与建筑信息实体模型之间存在着下列差别：
1.BIM用以设计方案和工程施工
BIM在设计方案和建造流程中（并非经营和维护保养）展开了协作和交互调节。BIM的目的并不是建立可运作建筑物的活的实体模型，只是协助建筑师和建造建筑物。
BIM软件的关键是建立可交互建筑物物理和功能层面的合作设计方案和建造流程。在新建筑的设计方案和原型制做环节中展开交互对于AEC解读室内空间关联尤为重要。与DigitalTwin不一样，此物理信息实体模型对于运作中的建筑物展开了调节，而不是对于每天占用和应用的建筑物展开调节。
2.BIM并不是为实时操作回应而设计的
数字孪生很快被认可为建筑物技术堆栈中最有使用价值的一部分–它实时地全面体现了您所搭建的自然环境。一个数字孪生能够 给你有关构建子系统的当下情况，他们是如何被居民行为的影响时，像HVAC或照明财产的运作状况。该实体模型会伴随着时间的变化而发展，以在财产生命期的每一个新环节提供了大量使用价值。BIM是一切DigitalTwin的重要数据信息输入，但是仅BIM不能回应设施主管可能对优化经营提出的经营难题。
3.BIM致力于建筑物，而不是人
数字孪生的下一个发展趋势将看到用例将不仅局限于财产，还包含整个组织或机构的数字孪生（DTO）。这代表着人员、流程和行为也将是关键的数据库，这种数据信息将为DigitalTwins提供有关已搭建环境的更多上下文。
四、数字孪生的意义
数字孪生技术是Gartner公司在17年评比的十大发展战略技术性发展趋势之一。数字孪生定义代表了物理世界和虚拟世界的结合，每一个工业品都将得到 动态性的数字表明。从设计到布署环节的全部产品研发生命周期中，机构都可以拥有详细的商品数字踪迹。这种“连接的数字事物”实时转化成数据信息，这能够协助公司更好地提前剖析和预测难题或得出预警信息，防止宕机，开发新机会，甚至通过应用模拟仿真以更低的成本为未来计划更强的商品。所有这些都是对提供更好的顾客业务流程感受产生更大的影响。结合了互联网大数据，人工智能（AI），机器学习（ML）和物联网技术的数字孪生技术是工业生产4.0的核心，关键用以工业互联网，工程项目和生产制造业务领域。物联网技术的普遍覆盖和应用已使DigitalTwins具备更高的成本效益和商业服务领域的可访问性。
做为最开始涉足匹配技术（当下数字孪生的先行者）的人，NASA是对数字孪生的意义和运用了解更为深入也最受益的组织。“数字孪生的最终愿景是在虚拟环境中建立、检测和搭建我们的机器设备，”NASA领跑的生产制造权威专家兼NASA国家高级生产制造管理中心主管JohnVickers说。“只有在做到规定的特性时，我们才展开物理生产制造。随后，大家期待该物理建筑物通过传感器关联到其数字孪生子，以便该数字孪生子包括通过查验物理建筑物可能拥有的全部信息内容。”
五、数字孪生的运用
通过执行数字孪生，机构能够更好地掌握商品特性，改进顾客服务并根据这种见解作出更强的经营和战略决策。我们早已开始看到数字孪生在下列行业的关键运用：
加工制造业：数字孪生对商品的设计生产制造和维护保养方法具有重大影响。它使生产制造更为高效和优化，另外降低了生产制造时间。
汽车：可用以汽车行业，以建立互联车辆的虚拟实体模型。它捕捉车辆的行为和实际操作数据信息，并有利于剖析车辆的总体特性及其所连接的作用。它还有利于为顾客出示真正的人性化/定制服务。
零售：吸引用户体验是零售行业的核心。数字孪生执行能够在提高零售用户体验层面充分发挥主导作用。还能够展开更强的店面计划，安全执行和能源管理体系。
保健医疗：数字孪生与来源于物联网技术的数据信息能够在保健医疗行业充分发挥主导作用，从降低成本到病人监管，预防性维护及其出示人性化保健医疗。
新型智慧城市：新型智慧城市的整体规划和执行及其数字孪生和物联网技术数据信息有利于推动社会经济发展，合理资源管理，降低生态足迹并提升公民的总体生活品质。根据获取各类传感器网络和智能系统软件的看法，数字孪生实体模型能够协助大城市规划者和领导者展开智能城市规划建设。来源于数字孪生的数据信息也有利于他们就未来作出明智的决策。
工业互联网：执行数字孪生的工业生产企业现在可以以数字方法监控、追踪和操纵工业生产系统软件。除了运营数据外，数字孪生还捕获环境数据信息，比如位置、配置、财务模型等，有利于预知未来的经营和异常现象。