数字孪生软件将继续重塑各行各业，预计到 2030 年，市场规模将达到 1 257 亿美元，年复合增长率为 39.48%。大型企业纷纷采用这项技术，70% 的 C-suite 技术高管积极投资于数字孪生解决方案。
实际效果不言而喻。使用数字孪生技术的企业生产率提高了 30% 至 60%，材料浪费减少了 20%。该技术可帮助企业将上市时间缩短一半，因此对于希望保持竞争力的企业来说至关重要。
在这篇文章中，您将了解到数字孪生软件如何为各种规模的企业带来变革，以及在 2025 年及以后有哪些关键优势可以推动您的企业在竞争中脱颖而出。
"到 2025 年，在人工智能、物联网和实时数据的推动下，数字孪生将转变为动态、自适应和预测性模型"。- 技术研究与咨询公司 FirstIgnite
美国国家航空航天局（NASA）的阿波罗计划标志着数字双胞胎的诞生，当时工程师们创建了详细的模拟器，以便从地球上修复航天器系统。密歇根大学的 Michael Grieves 博士于 2002 年推出了我们今天所知的数字孪生软件。到 2020 年代，这项技术取得了长足的进步，目前已应用于各行各业。
数字孪生软件的发展经历了几个清晰的阶段，将简单的静态模型转变为先进的动态系统。最初的数字孪生只是静态模型--简单的数字副本，不能实时更新或与物理对象交互。
2010 年代，数字孪生发展成为 "数字影子"。这些模型显示了物理对象的状态，数据单向流动，从实际资产到数字模型。影子可以跟踪变化，但不能影响实物。
完全交互式数字双胞胎的出现带来了重大突破。这些孪生体在物理对象及其数字副本之间双向交换实时数据。这种双向交流建立了反馈回路，从而实现了更好的优化、维护预测和决策制定--这也是数字孪生软件的主要优势。
Gartner 和其他研究人员认为，数字孪生的发展遵循五个主要阶段：
制造企业是最早使用数字孪生的企业之一。他们创建了生产线的虚拟副本，以提高生产线的效率，减少停机时间。数字孪生可以通过分析传感器数据来预测设备何时可能出现故障，从而帮助在发生代价高昂的故障之前安排维护。
数字孪生功能的快速发展源于三项关键技术的结合：物联网（IoT）、人工智能（AI）和云计算。
物联网实现了物理系统的实时数据流，为数字孪生奠定了基础。传感器收集并发送重要的运行数据，将物理资产与其数字版本连接起来。业内专家预测，到 2029 年，95% 的物联网平台将提供数字孪生功能，到 2028 年，数字孪生将成为物联网应用的标准配置。
云计算为我们提供了模拟复杂系统所需的存储空间和计算能力。研究表明，"云计算为数字孪生提供了分析技术，使其能够产生洞察力"，并 "帮助数字孪生提供新功能和跨制造空间的实时协作"。
人工智能通过理解大量传感器数据并找出重要模式，完善了这一技术三部曲。机器学习可以帮助数字孪生预测结果、改善运营，并随着时间的推移变得更加准确。人工智能分析数据并提供实用的见解，使数字孪生软件更有价值。
这些技术的结合带来了令人印象深刻的市场增长。据《福布斯》报道，到 2028 年，数字孪生市场规模将达到1100 亿美元，从 2023 年到 2028 年每年增长 61.3%。制造业和医疗保健行业将引领这一增长。
使用数字孪生技术的公司都能看到实际效果。凯捷研究院报告称，在运营效率和降低碳排放等方面，平均改善幅度为 15%。约有 57% 的企业表示，数字孪生系统加强了他们的可持续发展努力。
展望未来，数字孪生将不断发展。工业 5.0 的重点是让技术与人类更好地合作，以提高协作性、适应性和可持续性。这一进步有望为更多行业和用途带来数字孪生的好处。
更好的决策是数字孪生最强大的优势之一。数字孪生创建了物理系统的虚拟复制品，提供了一种了解复杂操作的突破性方法，从而推动做出更明智的选择。
数字孪生将海量原始数据转化为清晰、适用的信息。配电系统运营商可以访问海量数据，但却很难将其转化为有意义的决策信息。数字孪生解决了这一问题，使数据 "适用于 "运营和规划。
西门子指出："有了真正的网络数字孪生，配电系统运营商就能优化日常运营，同时还能满怀信心地规划未来，让可再生能源和其他 DER 在能源组合中占据更大比例。当复杂的信息变成实用的知识时，团队就可以专注于高价值的活动，而不是解释数据。
数字孪生之所以能大放异彩，是因为它们能将多个来源的实时数据顺利地结合起来并进行分析。GIM 国际公司解释说："我们帮助政府、企业和社区将复杂的数据转化为清晰、可操作的见解，从而使他们能更明智地进行规划，做出明智的决策，建设更可持续的未来"。决策者可以通过直观的仪表盘和可视化工具发现隐藏在电子表格或互不关联的系统中的复杂关系。
数字孪生软件的最大价值来自于通过情景规划进行的无风险实验。数字孪生提供了一个安全的环境，可在物理世界发生变化之前测试 "假设 "情景。
这种能力可在不同的时间范围内发挥作用：
数字孪生在安全分析、风险评估和应急管理中的应用 "一文解释说，数字孪生 "代表了一种新兴技术，目前正在利用这种技术对复杂系统进行监控，实施自主控制系统，并在事故和紧急情况下提供实时协助"。事实证明，这种实时协助对于危急情况下的风险管理非常宝贵。
Renewcanada.net 指出："通过虚拟评估这些情景，项目经理或设计师可以做出明智的决策，最大限度地降低风险"。一家钢铁制造商利用数字孪生模拟来检查需求、供应和生产波动之间的关系。他们提前 12 周发现了风险，并将息税折旧摊销前利润提高了 2 个百分点，同时将库存减少了 15%。
数字孪生为运营提供了前所未有的可视性，并为更灵活的决策提供了完整的视图。企业通过持续监控和数据收集，实现以前不可能实现的态势感知。
这种可视性具有以下关键优势
Black & Veatch 强调指出，数字孪生提供了 "无与伦比的数据可视化和交互能力，能够立即对资产或系统的功能和性能特征进行可操作的深入了解"。
这种实时可视性涵盖整个系统，而不仅仅是单个组件。数字孪生创建了麦肯锡所说的 "单一真相源"，在这里，数据 "被正确分类、结构化，并以能够持续形成洞察力的方式被访问"。当信息孤岛消失时，决策者的选择就有了完整的背景。
更好的可视性带来了巨大的收益。麦肯锡报告称，数字孪生通过准确模拟生产线上的实时瓶颈，发现了生产流程中隐藏的堵塞。一个团队通过利用优化器解决方案来识别和制定可重复的排序规则，将总处理时间缩短了约 4%。
数字孪生提高了决策能力，标志着从被动管理到主动管理的根本性转变。现在，不同行业的组织对系统的理解、操作和优化都有所不同。
"数字孪生的最终愿景是在虚拟环境中创建、测试和构建我们的设备。只有当设备的性能达到我们的要求时，我们才进行实际制造。然后，我们希望物理制造能够通过传感器与数字孪生相连，这样数字孪生就包含了我们通过检查物理制造所能获得的所有信息。- 美国国家航空航天局（NASA）首席制造专家兼 NASA 国家先进制造中心经理 John Vickers
数字孪生软件为各种规模的公司带来了定制优势。使用这些虚拟复制品的企业发现，它们在各自领域的优势远远超出了基本用途。
数字孪生是优化生产流程和降低制造业运营成本的强大工具。麦肯锡的报告显示，使用数字孪生的制造商通过重新设计生产计划和发现流程中隐藏的瓶颈，每月可节省 5-7%的成本。
这些系统能在生产问题发生之前预测它们，并快速解决问题。一家金属加工厂使用数字孪生软件找到了最佳的批量大小和生产顺序。该工厂优化了多条生产线上的数千种产品组合。与人工排产相比，该系统基于人工智能的强化学习算法降低了成本。
制造商可以在不停止实际操作的情况下测试不同的生产方案。这为实验流程变更和布局调整创造了安全空间。
现在，越来越多的医疗机构使用数字双胞胎来创建病人的虚拟副本并定制治疗方案。这些 "数字人类双胞胎 "可以让医生在实际治疗开始前测试不同的治疗方法会对每个病人产生怎样的影响。
科学报告》的一项研究显示了糖尿病患者的情况。研究人员创建了数字双胞胎，复制了新陈代谢状况、饮食和生活习惯。这有助于预测结果，并给出个人建议，从而显著改善血红蛋白 A1c 水平。
外科医生还利用数字双胞胎，在实际手术前在病人解剖结构的虚拟副本上练习复杂的手术。
建筑团队可以利用数字双胞胎获得更好的项目可视化和安全性。这些虚拟模型与现实条件相匹配，帮助团队在建筑工地出现问题之前就发现问题。
数字孪生通过实时状态监测提高施工安全性。这些系统从传感器和其他来源收集数据，发现危险并立即向工人发出警告。
零售商在利用数字孪生系统改善客户体验的同时，也在整个供应链中看到了巨大的成效。BCG 的研究表明，使用这种技术的零售商的预测准确率提高了 20-30%，延误和停工时间减少了 50-80%。
数字孪生复制了客户的购物行为和优先级。零售商可以虚拟测试不同的策略并分析购买模式。这样就能在保护个人数据的同时，提供针对个人的建议。
数字孪生改变了各行各业的工作方式。每个领域都能找到使用这种技术的独特方法，从而解决特定的挑战，并在生产率、安全性和客户满意度方面带来明显的效益。
数字孪生正在改变企业与客户的联系方式。这些虚拟副本创造了通过量身定制的体验提高客户满意度的新方法。
数字孪生通过测试产品在不同条件下的工作情况，使智能定制成为可能。研究表明，数字孪生有助于企业支持 "定制产品应用 DT 到智能定制"。这项技术可以测试不同的场景，帮助产品团队做出更好的决策。
数字孪生创建了一个无风险的产品开发环境，团队可以在这里尝试更多的设计方案，而无需购买昂贵的实物原型。使用数字孪生技术的公司在生产中遇到的质量问题减少了 25%。由于功能更完善、客户更满意，它们的销售额也会提高 3-5%。
数字孪生可预测维护需求并远程解决问题，从而改善服务运营。这些孪生系统在产品的整个生命周期中收集数据，帮助服务团队及早发现问题。
罗尔斯-罗伊斯公司的喷气发动机数字孪生系统就体现了这一优势，"帮助该公司将某些发动机的维护间隔时间延长了 50%"。计算机周刊》补充说，"远程维护和操作将为现有设备创造新的用例，并降低许多应用领域的成本"。
企业现在可以创建 "客户数字双胞胎"，准确复制消费者行为。Gartner 解释了这些 "数字双胞胎 "如何利用 "在线和实体互动来准确模拟客户体验，并提供未来消费者行为的背景和预测"。
麦肯锡指出，"生成式人工智能利用客户数字双胞胎的实时数据来了解有价值的客户洞察，并改善客户情感和忠诚度"。企业可以在推出营销活动、产品功能和服务方法之前对其进行测试。
实际应用表明，数字孪生正在改变客户关系。企业可以更好地了解需求，更快地做出反应，有时甚至在客户知道他们需要什么之前就做出反应。
总结：数字孪生软件的未来和 Simio 的行业领导地位
数字孪生技术正在彻底改变全球各行各业，预计到2030年，市场规模将飙升至令人印象深刻的1257亿美元。这一显著增长反映了数字孪生从简单的静态模型发展到复杂的动态系统，为模拟、优化和预测分析提供了前所未有的可能性。
物联网传感器、人工智能处理和云计算的协同作用催生了能带来实际效果的数字孪生。采用这项技术的公司正在见证
通过为日常挑战提供创新解决方案，这些优势正在改变包括制造、医疗保健、建筑和零售在内的各个领域。
数字孪生对决策过程的影响怎么强调都不为过。通过实时监控、情景规划和风险缓解，企业现在可以以前所未有的信心做出数据驱动型决策。通过将复杂的数据转化为可操作的见解，数字孪生技术使团队能够专注于高价值的活动，而不是陷入数据解读的困境。
数字孪生应用还大大改善了客户体验。公司现在可以提供精确定制、预测性维护，并深入了解客户需求，从而提高满意度和忠诚度。
展望未来，数字孪生软件显然将继续重塑企业运营、创新和服务客户的方式。它们对效率、安全性和可持续性的深远影响，使其成为企业在日益数字化的世界中保持竞争优势不可或缺的工具。
Simio 公司是数字孪生软件技术的领军企业，在这场数字革命中处于领先地位。Simio 的尖端解决方案使各行各业的企业能够充分利用数字孪生的潜力。通过将先进的仿真能力与用户友好的界面相结合，Simio 使数字孪生技术比以往任何时候都更易用、更有效。
Simio 在行业中的领先地位体现在以下几个方面：
随着数字孪生技术的不断发展，Simio将继续致力于突破极限，确保企业拥有所需的工具，在日益复杂和数据驱动的世界中茁壮成长。 数字孪生革命正在顺利进行，有了像Simio这样的行业领导者的掌舵，对于准备拥抱这一变革性技术的企业来说，未来比以往任何时候都更加光明。