导读：本文由德国电子系统技术及图像处理研究所Rainer Drath撰写，主要从数字孪生体角度再认识工业4.0，体现了与时共进的态度。工业4.0研究院翻译全文，供大家参考。工业4.0，下一次工业革命已经到来——将互联网技术投入生产环境，并引入应用程序、软件驱动的价值创造和网络经济的精神和思维方式。随着这种新精神的出现，出现了大量的新术语，如数字孪生体、资产管理壳、工业4.0组件等等。

有趣的是，在这些新术语当中，有些概念在工业4.0的提出之前就已经存在了，而且在工业4.0的新阶段中正被悄无声息地重新定义，从而引起了误解和混乱。

但是，不统一的术语会阻碍创新，例如“数字孪生体”一词，目前有三种不同的解释，这就突出了反映这个术语的含义已经演变的事实，而且实际上仍在发展。

2010年，美国国家航空航天局首次将数字孪生体（德语digitaler Zwiling）定义为一种模拟飞行器或系统的模型，该模型使用了现有物理模型来映射其飞行孪生体的寿命。其意义在于建立一个高度详细的航天器或飞机的仿真模型，试图在虚拟世界中尽可能地再现其物理行为。

随着时间的推移，“数字孪生体”俨然成为一个热门的营销术语，用于各种机器或工厂的仿真工具。

由西门子公司发起的一场强有力的营销运动，为这个词语提供了另一种解释——动态3D模型，例如生产单元、机器或汽车，包括虚拟仿真。新的焦点是虚拟仿真及可见的3D模型。

这一解释代表了目前最先进的技术水平，并拥有广泛的工业领域受众，从供应商到用户。但实际上从技术实现的角度看，这仍然是工业3.0技术，虽然对很多用例都有效果，但它还不是工业4.0。

演进仍在进行中。“数字孪生体”这一术语又一次慢慢地改变其含义。在数字化的未来，我们将需要把数字孪生体作为每个物理资产（例如：一个组件、产品或系统）综合的物理和功能模型。

数字孪生体将逐步涵盖相关资产整个生命周期中从构思到工程、物流、操作、维护、循环利用和销毁的全部有用信息。

未来的数字孪生体可能包括一个仿真模型，也可能包含三维模型、数百个属性、历史数据、多个手册、安装指南、专有功能块、联动装置、状态模型、警报装置和事件定义等等。

听到第一种或第二种解释的朋友们可能会感到惊讶，因为这当中甚至根本没有仿真模型，例如静态资产。

它将存储在未来的工业4.0基础设施中，可搜索、可浏览、可关联，甚至有时会连接到与它对应的物理孪生体。它不会隐藏在专有的仿真工具中。

销售工具、仿真工具、工程工具、认证工具、维护工具等都可以连接到数字孪生体，用于销售、施工、认证、维护、模拟或优化，有时客户甚至会在购买实物资产之前很长时间就先行订购其数字孪生体。此后只要有需要时，就可以将交付的真实设备与它们各自的数字孪生体关联起来。

因此，数字孪生体将成为一种具有接口的强大电子数据对象：它将保存或引用所有的有用数据，一些数据将在语义上进行标准化（如属性、几何结构、拓扑结构），其他数据将具有专有性质（例如ABB功能块）。

在内部，数字孪生体将通过专有接口与物理资产进行通信。然而，在外部，它将通过定义明确的I4.0接口进行通信。

未来的数字孪生体将结合数据和接口，类似于软件驱动程序——但远不止如此。它将是实物资产的多功能数字化对应体，嵌入在工业4.0生态系统中；它将是新一代应用程序和算法的接入点，也是未来工业4.0服务与现实世界之间的中介。

什么是资产管理壳？

根据2017年在IEEE工厂自动化新兴技术会议（ETFA 2017）上发布的《工业4.0资产管理壳和数字孪生设备在工厂生命周期中的作用》，它包含了资产的信息和I4.0接口。

这听起来很像数字孪生体，该报告所提出的：AAS在其未来的完全增强版本中，将成为数字孪生体的同义词。一旦数字孪生体的意义最终转变为第三种解释，它与AAS之间的差异就会消失。

什么是工业4.0组件？

工业4.0组件即物理资产及其资产管理壳/数字孪生体。它是一个支持工业4.0的设备，可以在I4.0网络中注册，并通过工业4.0接口进行识别、浏览和处理。

最后，“数字孪生体”一词的演变为即将到来的第四次工业革命提供了强有力的例证。未来的数字孪生体，将与云技术、应用程序和算法相结合，具有颠覆产业的潜力，因为它涉及到各行各业的方方面面。

未来一切皆有可能，而数字孪生体只是一个开始。