讀後感：連續三年被評為全球十大科技趨勢的「數位孿生」到底是什麼？

1. 為什麼選這篇文章分享?
2. 作者為什麼要寫這篇文章?
3. 內容重點
4. 心得

• 連續三年被評為全球十大科技趨勢的「數位孿生」到底是什麼？(上)
• 連續三年被評為全球十大科技趨勢的「數位孿生」到底是什麼？(下)

為什麼分享這篇文章？

• 真實世界做不到的，未來都可以透過虛擬世界展現
• 虛擬世界的建構與運用，思考未來可能的商業模式

作者想表達甚麼？

• 何謂「數位孿生」(Digital Twin) ？
• 數位孿生為什麼重要？影響力包含哪些？
• 數位孿生的應用與發展

重點內容

• 資訊科技研究機構Gartner評為全球十大科技趨勢之一
• 數位孿生並非一個全新的技術

綜合多項科技與領域，並針對不同產業的痛點所提出的應用

• 透過虛擬世界的「雙胞胎」，顯示現實世界中的物體可能的反應、狀況或是效能等

1. 技術層面涉及較廣泛
2. 重視Domain know-how的情況之下，發展速度不如預期快速

• 隨著IOT、AI、AR、VR等技術的到位，數位孿生是下一波工業4.0發展重點中的重點
• 數位孿生的Know-how可大致分為四個流程

1. 建立虛擬模型
2. 建立虛實感知機制(IOT、AR、VR等)
3. 資料分析並預測(AI)
4. 產生策略(產品面、商業面、執行面等)

• 建立產品本身的數位分身，並非建立數學模型
• 2D或3D的方式詮釋現實世界的物體、元件或是建築物等，提供相關「資訊」說明現實狀況

1. 電腦輔助設計(CAD)軟體
2. 建築資訊模型(BIM)

• 物理模型和虛擬模型間具有連結性
• 連結性是藉由即時的感知器(sensor)回傳資料
• 透過一連串的處理、分析、判斷後，使虛擬模型能產生回饋，進而優化產品並增加價值
• 是推動創新與產品性能的強大主因

最有才華的產品技術師，擁有最先進的監控、分析和預測能力。

• 物聯網(IOT)下一步更直接、明確的應用

1. 物聯網的功能之一為蒐集海量的資料
2. raw data能夠成為進一步分析與預測產品狀況的基礎

• 降低產品開發週期，加速走向客製化、少量化的生產模式

1. 產品能夠在實際製造之前，即進行檢測，減少生產實體模型的成本
2. 壓縮的產品開發週期，也能夠支持客製化的生產模式。

• 掌控產品生命週期，精準製造與測試，可提前預測課題、提早擬定對策，進而延長壽命

透過感知器將實際狀況回傳給虛擬模型，能夠提前預測產品的零件壽命等。

• 改變商業模式

能夠銷售更多服務，而非產品本身。

• 數位孿生最早的應用由NASA開始

1. 航空及太空產業的安全和資本門檻很高
2. 如何蒐集各種飛航數據、建立虛擬模型
3. 藉由AI精準得預測飛機各元件的壽命與狀況，變成非常重要的關鍵。

• 1970年，當阿波羅13號遇難

1. NASA總部，透過「鏡像系統」成功將三位太空人平安帶回地球
2. 新製造的太空設備只有在虛擬環境中經建造、測試、反饋通過後，才有可能真的被打造出來
3. 當新的太空設備完成之後，又會以感知器即時將訊息回傳，建立出另一個數位雙胞胎。
4. 這讓設計、開發及後期的營運維護成本都有明顯的降低
5. 預計在不久的未來，每當新飛機要被驗收時，都還會附上一個數位孿生模型

• 數位孿生讓製造商

1. 在整個生產過程中建立虛擬原型
2. 減少開發時間和成本，因為經模擬分析後提高更多效率。
3. 在新的情境(如材料創新、產品設計創新、流程創新)之下，進行產品實驗
4. 協助檢測替代材料或方案可否達到預期的效果，以優化供應鏈的製造流程

• Tesla每輛車子皆有一個數位雙胞胎

根據車子所蒐集到的數據，定期提供可下載的軟體，來協助車況的修復或更新

• 隨著電腦影像辨識、AI技術以及感測器進步(光達、UAV、影像設備等)

1. 從數據採集、分析到預測都可以應用在AEC產業中
2. 例如利用現場資料，比對與BIM模型之差異，以自動監督進度
3. 可以預測並規劃資源與運輸的分配、監督工人、優化使用設備、質量評估等。

• 達梭系統為新加坡政府打造的「虛擬新加坡」(Virtual Singapore)

1. 共耗資7300萬美元、耗時五年才完成
2. 在虛擬的3D平台上，可以一覽所有城市的建築、道路、公共設施與自然環境的數據
3. 提供了四種主要的功能：虛擬實驗、虛擬試驗台、都市規劃與決策、研究與開發
4. 都市決策者可以事前了解不同政策與專案對都市所造成的影響。
5. 應用面向十分廣泛，包含防災、都市規劃與設計、物流、基礎設施、環境保育、都市微氣候等

個人心得

• 從過去單向的資訊流向，透過感測器&互聯網，變成雙向且能即時更新的資訊
• 不是有了數位孿生模擬就不重要

1. 模擬可以輔助數位孿生
2. 數位孿生可能是建立在模擬之上(受限於過去的技術)
3. 過去的模擬是靜態的，透過現在的技術達到動態即時更新

• 未來發展的車聯網、自駕技術等，數位孿生可提早模擬未來的交通樣貌？
• 物流業：倉儲與路徑規劃，結合即時路況掌握物流情形
• 建廠與生產虛擬規劃：坪數、倉儲、物料、動線、稼動率、品質等參數導入，縮小與實際落差
• 製造業：透過數位孿生掌握瓶頸工程，以及模擬如何改善更有效率