在当今世界，单一技术很少能够独立存在。通常，不同技术和技巧的结合才能为用户释放真正的价值。

物联网 (IoT) 和数字孪生就是这种情况。各行各业和组织越来越多地将这两者结合起来，认识到它们能够提高效率、支持可持续性、减少停机时间和降低成本。

了解物联网和数字孪生技术

物联网和数字孪生技术各有其用途。物联网存在于物理世界中，而数字孪生存在于虚拟世界中。了解这两种截然不同的技术、它们的差异以及它们的工作原理，对于成功地将两者结合起来至关重要。

什么是物联网？它是如何运作的？

物联网，特别是物联网设备，指的是一类跨行业、跨部署的联网设备。物联网通常包含传感器等嵌入式设备，大多数机械或工业组件也包含此类设备。物联网在制造工厂和其他智能建筑中运行，也是智慧城市的核心要素。

物联网之所以能够运作，是因为其嵌入式操作系统能够收集数据。物联网设备还具备某种形式的网络功能——Wi-Fi、蜂窝连接或 LoRaWAN——以便与公共互联网进行通信和连接。

什么是数字孪生？它是如何工作的？

数字孪生是现实世界实体、物理资产或流程的虚拟表示。

有些人将数字孪生的概念与模拟混淆，但它们并不完全相同。与静态模拟不同，数字孪生使用实时数据来反映产品整个生命周期内的物理属性，就像现实世界实体或流程的虚拟副本一样运行。

它们如何协同工作？

物联网设备将数据传输到许多不同的来源。在本例中，其中一个来源是数字孪生部署。利用来自物联网设备的流数据，数字孪生基于现实世界的信息创建设备的虚拟表示。

事实上，由来自物联网设备的数据流驱动的数字孪生，会反复生成关于设备及其环境的高精度模拟和预测。这使得数字孪生的虚拟表示能够即时更新，从而持续支持设备优化。

物联网与数字孪生技术相结合的优势

由于物联网和数字孪生技术的结合具有公认的优势，企业一次又一次地使用它们。这种结合的众多优势包括：

• 实时洞察。数字孪生可以即时使用来自设备的数据来提供更新和洞察。
• 预防性维护。这种连接使数字孪生能够在故障发生之前预测潜在问题，并帮助操作员进行维护，从而减少停机时间。
• 性能优化。数字孪生可以模拟不同的运行场景，搜索并突出显示最高效的配置以提高性能。
• 能源利用和可持续性。物联网驱动的数字孪生技术影响着能源使用和可持续发展计划。这两项技术将实时能源监控与基于使用模式和环境条件的自动优化相结合。
• 数据驱动的决策。通过精准的模拟和预测，组织能够在设计、生产和运营方面做出更明智的决策。
• 风险管理。基于物联网数据的数字孪生有助于风险管理，识别和量化潜在的故障场景，并支持业务连续性。组织可以对各种运营条件进行建模，然后虚拟测试应对策略。

物联网数字孪生的用例和行业案例

如今，物联网驱动的数字孪生已为各行各业和各种规模的项目带来益处，具体如下：

• 汽车。在制造业垂直领域，全球汽车制造商利用物联网驱动的数字孪生来改进新车产品设计和现有生产线。尤其是特斯拉，它为每辆生产的汽车创建单独的数字孪生，使用电池监控传感器、能耗计、性能跟踪设备和充电系统监控器，实现无线软件更新和预测性维护。
• 航空航天。航空航天行业的多家供应商使用该技术来明确性能问题并主动处理预防性维护任务。劳斯莱斯已将该技术作为公司“蓝色数据线程”计划的一部分。
• 制造业。制造业数字孪生集成了一系列物联网设备，包括生产线传感器和质量控制系统。西门子是众多使用该技术来改进其生产车间运营的供应商之一。
• 能源。能源生产商和分销商均采用数字孪生技术。例如，通用电气利用该技术来监测其陆上风力涡轮机的性能并优化其运行。
• 医疗保健。医疗保健运营商利用技术来监测和模拟患者的健康状况。例如，Twin Health 使用可穿戴技术（例如血糖传感器和血压监测仪）来创建个体患者的代谢模型。虚拟呈现扩展了患者的治疗选择。
• 智慧城市。智慧城市数字孪生利用分布式物联网传感器网络来监测从市中心交通到环境状况的一切。例如，虚拟新加坡可以实现实时城市管理并优化整个城市国家的交通。

提供物联网数字孪生功能的供应商

凭借物联网数字孪生的所有这些优势和用例，供应商看到了巨大的机遇。根据 Grand View Research 的数据，到 2030 年，该市场规模预计将超过 1550 亿美元，增长 34.2%。