上世紀(jì)六十年代，NASA在“阿波羅計(jì)劃”中建立了一套完整的物理仿真系統(tǒng)，地面上的“孿生飛行器”可以在仿真技術(shù)的幫助下預(yù)演登月過(guò)程中可能遇到的緊急情況。

到了2010年的時(shí)候，NASA首次提出了“數(shù)字孿生”的概念，通過(guò)虛擬化、仿真技術(shù)以及飛行器的實(shí)時(shí)狀態(tài)、歷史維護(hù)、健康管理等數(shù)據(jù)，利用數(shù)字技術(shù)對(duì)各種物理孿生對(duì)象進(jìn)行替代，以適應(yīng)現(xiàn)階段深空探索的需要。

原本誕生于航天領(lǐng)域的新理念，在科技圈掀起了一股新的浪潮。擅長(zhǎng)造勢(shì)的Gartner在2017年和2018年連續(xù)將“數(shù)字孿生”列為十大技術(shù)趨勢(shì)之一，IoT行業(yè)的諸多玩家們迅速嗅到了機(jī)會(huì)，高達(dá)59％的企業(yè)在調(diào)研中表示已經(jīng)或正在實(shí)施數(shù)字孿生。

當(dāng)數(shù)字孿生和智慧城市相遇后，落地應(yīng)用的火花終于被引爆，數(shù)字孿生正式從技術(shù)概念演變?yōu)橐环N新的轉(zhuǎn)型路徑，數(shù)字孿生城市被視為智慧城市的升級(jí)版和必選項(xiàng)，進(jìn)一步刷新了人們對(duì)于未來(lái)城市的想象空間。

特別是海爾·海納云為主的“生態(tài)品牌”進(jìn)場(chǎng)后，數(shù)字孿生相繼在橋梁、樓宇、社區(qū)等場(chǎng)景中落地，已然從一股思潮演變?yōu)橹腔鄢鞘械男吕顺薄?/p>

01 城市的“虛擬副本”

數(shù)字孿生的概念被智慧城市所吸納，并非是什么偶然現(xiàn)象。

自從IBM在2008年提出“智慧地球”的概念后，全世界范圍內(nèi)迅速興起了智慧城市的建設(shè)浪潮，處于城鎮(zhèn)化轉(zhuǎn)型節(jié)點(diǎn)上的中國(guó)城市尤為積極。按照德勤披露的調(diào)研報(bào)告，中國(guó)智慧城市的試點(diǎn)數(shù)量已經(jīng)占到了全球的50％左右。

然而智慧城市的進(jìn)程也遇到了一些瓶頸，甚至開(kāi)始偏離智慧化的初衷。

一些是技術(shù)上的，由于智慧城市的項(xiàng)目始于各個(gè)職能部門(mén)或區(qū)縣，在項(xiàng)目循序落地的過(guò)程中逐漸產(chǎn)生了一個(gè)個(gè)數(shù)據(jù)孤島，以至于所謂的創(chuàng)新被迫停于表面，城市的治理水平僅是有限的提升，衍生出了有資源沒(méi)調(diào)度、有數(shù)據(jù)沒(méi)分析、有人力沒(méi)組織、有網(wǎng)絡(luò)沒(méi)效率等諸多被詬病的缺陷。

一些是思維上的，不同人群對(duì)于智慧城市的理解不盡相同，認(rèn)知上還處于“盲人摸象”的階段，有人摸到了象鼻子，有人摸到了大象腿，然后依照各自的方向去推進(jìn)。盡管不少業(yè)內(nèi)人士呼吁智慧城市應(yīng)進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，但理解上的差異留下了太多空白地帶，始終缺少統(tǒng)一的治理體系。

數(shù)字孿生之所以被智慧城市所推崇，有其歷史必然性。數(shù)字孿生就像是城市的“虛擬副本”，在不改變城市物理空間的前提下，可以利用數(shù)字孿生技術(shù)打造出對(duì)應(yīng)的虛擬數(shù)字世界，也可以理解為現(xiàn)實(shí)世界的鏡像。

特別是站在城市治理的立場(chǎng)上，數(shù)字孿生城市等于是現(xiàn)實(shí)世界的“操作系統(tǒng)”，可以遠(yuǎn)程對(duì)城市的每一個(gè)角落進(jìn)行綜合監(jiān)測(cè)、智慧調(diào)度和集中管理，包括街道、社區(qū)、商場(chǎng)乃至變電站和排水系統(tǒng)，從而讓治理效率產(chǎn)生質(zhì)的改變。也就是說(shuō)，原本不可見(jiàn)的城市隱形秩序一步步被顯性化，城市治理和公共服務(wù)都將走出“盲人摸象”的現(xiàn)狀。

數(shù)字孿生之于智慧城市的價(jià)值，逐漸被越來(lái)越多人所認(rèn)可。

比如中國(guó)信息通信研究院曾在有關(guān)報(bào)告中明確寫(xiě)道：數(shù)字孿生城市具有精準(zhǔn)映射、虛實(shí)融合、模擬仿真等核心能力，由此衍生出城市風(fēng)險(xiǎn)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、城市運(yùn)行規(guī)律主動(dòng)洞察、人和物軌跡追蹤回溯、事件精準(zhǔn)定位管控、決策分析推演、要素資源高效配置等多種能力，將對(duì)構(gòu)建城市現(xiàn)代化治理體系和治理能力提供強(qiáng)有力的支撐。

同時(shí)政策層面也開(kāi)始向數(shù)字孿生城市傾斜�！笆�四五”規(guī)劃綱要中明確提出，要探索數(shù)字孿生城市建設(shè)；發(fā)改委、科技部、工信部、住建部、自然資源部等多個(gè)部委紛紛出臺(tái)政策文件，將在產(chǎn)業(yè)和技術(shù)上推動(dòng)數(shù)字孿生城市的建設(shè)……數(shù)字孿生正在從新興的技術(shù)理念，逐步成為智慧城市的“標(biāo)配”。

02 海爾的“拼圖模式”

之所以給出這樣的判斷，離不開(kāi)國(guó)內(nèi)各個(gè)省市的積極響應(yīng)。

上海、浙江、海南等省份，貴陽(yáng)、南京、合肥、福州、成都等城市，均出臺(tái)了以數(shù)字孿生城市為導(dǎo)向推進(jìn)新型智慧城市建設(shè)的文件。其中海南計(jì)劃到2025年底基本建成“數(shù)字孿生第一省”，浙江則提出了建設(shè)數(shù)字孿生社區(qū)的行動(dòng)。

這個(gè)過(guò)程中陸續(xù)打磨出了許多數(shù)字孿生的應(yīng)用樣本，并且不乏一些有價(jià)值的參考案例。

以海爾·海納云的BIMCloud數(shù)字孿生平臺(tái)為例，針對(duì)當(dāng)前數(shù)字孿生應(yīng)用的場(chǎng)景分散、數(shù)據(jù)孤立、需求各異等落地過(guò)程中的實(shí)際痛點(diǎn)，BIMCloud數(shù)字孿生平臺(tái)集成了全域?qū)\生、全域感知、數(shù)字模板、實(shí)時(shí)渲染、快速交付等核心能力，通過(guò)自動(dòng)建模、云渲染、圖形化組件、可復(fù)用系統(tǒng)模板等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了多元異構(gòu)數(shù)據(jù)的融合、標(biāo)準(zhǔn)化的開(kāi)發(fā)接口、跨終端的實(shí)時(shí)渲染和統(tǒng)一框架下的快速交付，可以最大限度地滿足不同用戶的需求。

所以大多數(shù)“數(shù)字孿生”還停留在概念階段的時(shí)候，海爾·海納云BIMCloud數(shù)字孿生平臺(tái)已經(jīng)在底層架構(gòu)的基礎(chǔ)上，衍生出了HIM場(chǎng)景引擎、BIM圖形引擎和CIM數(shù)據(jù)引擎等服務(wù)，面向家庭社區(qū)、建筑園區(qū)、城市鎮(zhèn)街等不同層級(jí)的場(chǎng)景，提供可視化交互系統(tǒng)與增值運(yùn)營(yíng)服務(wù)。

在智慧社區(qū)方面，海爾·海納云在業(yè)內(nèi)首創(chuàng)了HIM（Home information modelling）技術(shù)，目前已經(jīng)在青島的海尚府、波爾多小鎮(zhèn)等項(xiàng)目中落地。通過(guò)數(shù)字孿生三維建模幫助業(yè)主還原了家里的戶型結(jié)構(gòu)，能夠可視化管理水電暖隱蔽管線，遠(yuǎn)程控制家里的窗簾、照明、地暖等系統(tǒng)，同時(shí)還打通了出行、醫(yī)療、教育等社區(qū)服務(wù)，打破了單體智能化的局限性，智慧社區(qū)進(jìn)入?yún)f(xié)同智慧化時(shí)代。

在智慧建筑方面，海爾·海納云首先對(duì)青島海爾路1號(hào)的金控大廈進(jìn)行了1：1數(shù)字化復(fù)刻，在自動(dòng)建模、云渲染、可視化交互設(shè)計(jì)等技術(shù)的幫助下，可以實(shí)時(shí)控制樓內(nèi)的照明、安防、電梯、停車(chē)等服務(wù)，并衍生出了疫情防控、高空拋物監(jiān)測(cè)、消防預(yù)警等個(gè)性化方案。海爾·海納云已經(jīng)計(jì)劃對(duì)外輸出樓宇數(shù)字孿生的能力，不僅能夠生成適用于不同平臺(tái)系統(tǒng)的渲染內(nèi)容，還可以通過(guò)無(wú)代碼開(kāi)發(fā)自主定制所需服務(wù)。

在智慧城市方面，海爾·海納云在青島打造了智慧橋梁管理平臺(tái)，以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、BIM／GIS等技術(shù)為支撐，建立起了橋梁監(jiān)測(cè)、預(yù)警、運(yùn)維、分析等一體化的管理體系，涵蓋橋梁檔案、巡檢養(yǎng)護(hù)管理、結(jié)構(gòu)在線監(jiān)測(cè)、健康狀況評(píng)估等應(yīng)用場(chǎng)景，進(jìn)一步提升了青島橋梁的管控和養(yǎng)護(hù)能力。在海爾·海納云數(shù)字孿生技術(shù)的深度賦能下，城市正在像生命體一樣進(jìn)行自我管理、自我修復(fù)。

做一個(gè)歸納的話，和一些玩家漫無(wú)目的打造樣本的策略不同，海爾·海納云在數(shù)字孿生領(lǐng)域驗(yàn)證了“拼圖模式”的可行性：數(shù)字孿生平臺(tái)就像是一座城市的底層操作系統(tǒng)，從一棟樓、一個(gè)小區(qū)、一個(gè)社區(qū)的數(shù)字化，到區(qū)縣級(jí)、地市級(jí)乃至省市級(jí)的綜合治理，數(shù)字孿生城市正在有序生長(zhǎng)。

海爾·海納云的示范案例也為我們勾勒了數(shù)字孿生的理想畫(huà)面，盡管數(shù)字孿生還不是革命性的技術(shù)，但已經(jīng)破解了智慧城市早期出現(xiàn)的種種亂象，城市規(guī)劃和城市治理逐漸有跡可循，普羅大眾對(duì)城市的進(jìn)化有了新的感知。