1970年4月11日，阿波罗13号从肯尼迪航天中心发射两天后，机组人员听到一声“相当大的爆炸声”。随之而来的是那句不朽的话语：“休斯顿，我们这里出了问题”。氧气罐内裸露电线引发的点火和爆炸，预示着远在33万公里外休斯顿的任务控制中心将展开一场戏剧性的救援行动。随后为期四天的航天飞机返程之旅，完美诠释了“但凡可能出错，必定出错”这句话。正如关于那次任务所说的那样：“在离家如此遥远的地方，从未有人陷入过这么大的麻烦。”
在如此复杂的救援任务中有许多英雄。其中之一无疑是一个“数字孪生”。15台模拟器连接到计算机，能够复制对无数技术排列组合的响应，这些响应将指导航天器绕月后返回地球。航天飞机及其机组人员于4月17日安全降落在太平洋。
如今，谷歌搜索“数字孪生”的结果超过3亿条！简而言之，它是物理系统实时的虚拟表示（如果你愿意，可以称之为化身）。其理念是数字孪生存在于物理资产中并展现其现实。
虽然技术在进步，但其使用取决于文化和人。在快节奏、不断变化的数字时代，毫不奇怪，数字孪生如今已渗透到许多行业和私人生活的方方面面。工业4.0中的概念在工厂运营中使用数字孪生来监控机器性能并发现问题。有医院、医疗设备甚至人体器官的数字孪生。一级方程式赛车中，数字孪生占据主导地位，在超高速比赛中预测问题、纠正困难并优化赛车。每辆赛车配备一百多个传感器，数十亿数据（轮胎压力、温度、阻力、加速度、重心变化、驾驶舱条件）通过遥测传输到远程指挥中心。
建筑环境行业也并非不受数字孪生影响、不会见证其塑造和改变未来的最后堡垒。数字孪生将跟随任何受大数据影响的行业。事实上，早在建筑环境实践从传统的二维图纸和物理模型普遍转向工作流全程三维“活”模型之前，这些孪生信息存在的深远价值就已经为人所知。
2019年4月，12世纪的法国巴黎圣母院被一场毁灭性的大火严重损毁。瓦萨学院教授、已故的安德鲁·塔隆和他的数字孪生的英勇工作，使得将大教堂修复至其原始设计成为一个现实的目标。五年前的2015年，塔隆教授使用激光创建了大教堂内外立面（包括滴水兽和尖塔）的点云数据。这正是今天用于修复这座历史建筑的3D数字渲染的基础。
孪生在很多方面都是三胞胎。其中之一是它们的“DNA”依赖于复杂的软件代码、数据吸收能力和模式识别（通过机器学习或人工智能）。也有评论者将孪生描述为网络、物理和社会的三胞胎，因为它们的属性在这三个领域中都有体现。无论如何看待，推动数字孪生的是与推动许多其他革命相同的技术：更快的处理速度、近乎无限的数据吸纳能力、廉价的传感器超集成网络、通信速率和带宽、数据存储、先进的分析工具，以及允许物理世界和数字世界融合的新可视化技术。
思考数字孪生价值的一种方式，是它能够通过概念、设计、开发、项目管理、施工和管理服务，参与整个建筑环境行业资产的全生命周期。以虚拟新加坡平台为例。媒体对新加坡建模和模拟一个充满活力的城市脉搏的愿景赞誉有加。该平台充斥着关于这个城市国家的地理空间数据。它计划在完成后提供一个数字空间和实验公共空间，用于制定政策和设计决策、测试关于城市系统及其相互依赖性的假设、模拟环境随时间的景观影响，以及研究城镇及其周边社区的社区参与。这是一个雄心勃勃的数字孪生项目，只有能够利用其价值的组织和人才能使其成功。
凭借盛裕集团在建筑环境领域的专业能力，我们在交通、防洪、工程、总体规划、设计和资产管理等多个领域生成了3D模型、大规模模拟和高维度建筑信息模型（BIM）系统。并且凭借我们整合数据吸纳的能力，也创建了数字孪生。例如，盛裕的VR City平台（见图1a、1b和1c）是一种测试基础设施及其设计以响应连接和邻近依赖关系的解决方案。在其上，可以通过多种方式进行更改，并通过更好的信息得出候选解决方案，从而获得更优结果。其愿景是模拟一个智能、有意识的城市，持续监测环境条件、交通、事故、紧急情况、通勤者和行人模式等因素。然后信息被传输到集成运营中心，并将适当的响应传达给相关人员或机构。
图1 – 盛裕VR City可以整合多种数据源，是城市规划者可视化和研究环境的便捷平台
图1a – 洪水模拟分析 – 使用集成到3D模型中的雨水管理模型，识别易受洪水侵袭的脆弱区域。
图1b – 在全市范围内的电梯或关键机电资产监控中，用户将获得资产状态和状况的概览图，并可深入查看单个资产以查询或触发后续行动。
图1c – 结合视频分析的交通监控，允许用户放大查看道路状况或问题区域，以建议分流路线缓解拥堵或协助警方追踪违规车辆。
我们正在利用BIM、物联网、人工智能、集成数字交付、传感器网络和新时代可视化工具的力量，为我们由摩西·萨夫迪设计的SJ园区创建数字孪生（见图2a和2b）。为了在众多复杂因素中实现平衡，该园区展示了从概念到施工再到长期维护的集成孪生应用。其目标是创造一个光与影、冷却与辐射反射、以及卓越空气流通和质量的平衡热带生态。该园区将成为一个生机勃勃、脉动的实验室，响应内外环境因素，始终保持感知能力。
图2a和2b – 利用BIM、物联网、人工智能、集成数字交付、传感器网络和新时代可视化工具的力量，为莫瑟·萨夫迪摩西·萨夫迪设计的盛裕园区创建数字孪生。
图2a
图2b
城市和园区的组成部分是物理资产——其中一些是关键资产，如电梯、机场或医院——其属性由其孪生体体现。如果这些组成部分（每个作为数字孪生）相互连接，就创建了一条数字主线。这让我们得以一窥未来，连接的孪生可以相互协作、共享信息，并以优化群体或网络属性的方式做出响应。因此，在盛裕，我们采用多尺度、多功能、多学科的策略来开发数字孪生及其相关技术。这样，我们的创意、创造力和协作文化就不会受到技术或学科专业化的限制。
当然，数字孪生的吸引力不应掩盖其困难。一个抑制因素是创建和维护数字孪生资产的成本。这为商业模式创新提供了机会，使顾问能够成为客户数字资产的保管人和管理者。提供服务来治理和定期改进数据安全、存储和完整性，增强模型质量，更新技术，并处理管理孪生的其他重要因素。有大量证据表明，一个提供数字孪生开发服务的行业在短时间内迅速蓬勃发展。另一个提供孪生和数字资产管理及质量保证服务的行业肯定很快就会出现，或许类似于另一个数据管理和应用程序托管行业——即云服务提供商。
数字孪生或三胞胎、四胞胎、兄弟姐妹，虚拟化身已从想象领域进入商业现实。最终，正如历史所证明的，那些擅长通过数字孪生等技术创建、使用、创新和改进的公司，将比那些能力较弱的公司拥有明显而强大的优势。