数字孪生技术的掌握与应用,将决定企业能否在市场中保持领先地位。
原文：From silos to synergy: Transforming asset management with digital twins
引言
当今世界正经历着社会、经济和技术的深刻变革，这要求我们必须创新基础设施的规划、融资、开发、运营及重大资本投资方案。然而在资产全生命周期中，各个职能部门往往各自为政，形成信息孤岛，这严重制约了资产管理、资源配置、资金优先级分配等重要决策的制定。同时，企业还面临着气候变化、地缘政治冲突、贸易保护主义、监管政策变化以及ESG要求等诸多挑战。而数字孪生技术的应用，能够通过数据驱动的分析洞察，有效应对这些挑战。
数字孪生技术目前主要用于创建物理资产的虚拟模型，实现对资产流程和数据的虚拟呈现。通过整合和分析来自不同平台、数据库、职能部门的信息，数字孪生可以在项目各个阶段提供深刻的洞察和前瞻性建议，最大化资产价值。它正成为连接资产战略管理、资本规划、项目实施和运营团队的数据枢纽，推动各部门实现数据驱动的协同管理。
数字孪生技术的未来愿景与创新潜力
当前的数字孪生系统大多处于相对独立的状态。通过建立系统间的深度连接，我们可以实现资产全生命周期的数据整合与协同。企业可以将数字孪生技术与人工智能解决方案和ESG数据相结合，释放更大的管理潜能。
通过融合数字孪生与AI来改变资产管理
通过融合人工智能技术,数字孪生的模拟与洞察能力得到显著提升:
- 预测性维护变得更加智能 – 人工智能算法可以及时发现潜在问题，实现主动预防。
- 资源配置更趋合理 – 系统可以实时优化资源分配，最大化资产价值和使用寿命，提升能源利用效率与运营韧性。
- 场景规划更具前瞻 – 人工智能可以模拟现实中难以实现的复杂场景，为决策提供参考。
- 运营效率显著提升 – 基于算法的传感器数据分析，能够准确把握资产运行状态,持续改进性能。
- 应急响应更加敏捷 – 通过模拟训练提高应急处置能力，增强安全保障水平。
数字孪生与ESG数据的深度融合
数字孪生与ESG数据的深度融合,将在以下领域发挥重要作用:
- 优化能源利用 – 识别并采用最具能效的设计和施工方案，减少资源浪费。
- 增强灾害应对 – 提升对自然灾害的预测和应对能力，增强基础设施韧性。
- 推进公平包容 – 为城市和区域规划提供更具包容性的建议,促进社会公平。
数字孪生的潜在优势
数字孪生技术正在引领资产管理领域的重大变革，为基础设施项目的全生命周期管理带来革新性转变。本节将深入探讨这项技术的核心优势，重点阐述其如何提升运营效率、优化决策流程并提高资产整体价值。
1、资产全生命周期的无缝整合
数字孪生技术实现了资产全生命周期各环节的无缝连接,涵盖从资本规划、设计、施工、维护运营,直至改造或退役的完整过程。这种连接在当前的基础设施和资本项目管理中往往缺失。
目前，项目各阶段产生的数据往往难以有效传递和共享。而数字孪生技术则可以打破这一壁垒，建立起生命周期各阶段之间的信息桥梁。这使得资本规划可以充分借鉴施工或运营阶段的经验教训,从而为其他资产的选型和改进提供依据,最终实现投资回报的最大化。
此外,传统模式下，竣工模型难以顺利过渡到运营阶段，往往需要投入额外的人力物力对已建成资产进行重新测绘，以满足资产管理需求。而采用数字孪生技术后，竣工模型可以直接与建筑管理系统(BMS)或企业资产管理系统(EAM)实现集成，大大减少甚至消除了重复测绘的工作。
2、数据驱动的决策优化
随着各行业数字化水平的不断提升，数字孪生技术的投资价值日益凸显。通过整合数据分析和可视化能力。数字孪生可以精准识别实物资产生命周期中的效率瓶颈，发掘优化机会，同时为预测模型的构建提供坚实的数据基础。
在实际应用中，运营人员可以利用热图技术分析公共交通枢纽、体育场馆或大型教育设施等场所的人流动态，准确掌握各个区域如走廊、聚集区、卫生间等的拥堵状况。这些分析结果可以直接指导设计决策，为现有资产的改进和未来项目的规划提供重要参考。
另一个典型应用是，设计和采购团队可以在规划阶段就获取详实的资产性能数据，包括零部件供应情况和交付周期等关键信息。这一功能有助于在建设前做出更优的设备选型决策。通过数字孪生提供的跨部门数据共享平台，团队可以在统一的信息门户快速查阅全部资产组合信息，显著减少传统沟通方式中繁琐的会议、邮件和电话联络时间。
3 资产价值提升与运营成本优化
数字孪生技术在资产全生命周期的应用可以显著提升资产价值。以资产优化为例,通过分析投资组合中各类商业办公空间的布局规划、机电系统配置以及维护需求,可为即将进行的办公空间改造提供科学的重新规划和设计方案。
数字孪生还可以延长资产预期寿命。通过对历史改造项目进行”假设”分析，如将仓储空间改造为现代办公区、将传统零售业态升级为综合体等，只要能够通过升级或改造延长既有建筑物的使用寿命，而非采取拆除重建的方式，就能实现资产的可持续利用。
借助数字孪生技术优化流程，可以大幅降低资产日常管理、维护和运营成本。例如，商业设施管理者可以利用数字孪生技术实时监控暖通空调系统性能，并根据实际使用情况和环境因素优化能源消耗。
通过预测性维护，数字孪生能够在设备发生重大故障前及早发现潜在问题,从而及时进行维修或更换。
这些优化措施通过降低能耗、避免设备故障带来的高额损失、减少被动维修需求、简化决策流程以及提升整体资产效能等方式,实现运营成本的持续降低。
实施与应用面临的挑战
尽管数字孪生概念已有数十年历史,但在基础设施和资本项目中的应用仍较为有限。我们识别出以下五个制约组织实施和采用企业级数字孪生的关键挑战:
1、信任障碍。
普遍存在对数字孪生大规模应用的疑虑。与其他新兴技术类似，组织往往倾向于观望竞争对手先行尝试。另一个问题在于跨功能和系统间的数据质量。整合和分析来自多个系统的低质量数据可能导致决策偏差。
2、组织准备度不足。
许多组织习惯于传统运作模式，这虽然增强了稳定性，但也造成对变革的抵触。利益相关方的认同度以及各部门在实施集成数字孪生方面的参与度往往超出其适应能力。
3、投资回报难以量化。
实施数字孪生需要大量投资以构建完整的资产生命周期模型。与所有重大项目一样,投资回报的计算极具挑战性。由于大型资产的规划、建设和维护周期较长，实现投资回报可能需要相当长的时间。
4、工作量增加。
要充分发挥数字孪生的潜力，需要在资产全生命周期内实现最大程度的数据连接和集成。然而，在规划阶段并非所有数据连接都能被识别。随着新的集成需求不断涌现,可能需要投入更多时间、人力和资金来重组数据并建立新的连接。
5、数据标准化与互操作性。
设计和运行数字孪生需要系统性方法，将技术应用于项目各环节，以评估时间、成本、错误等改进空间。如果组织缺乏统一的高质量数据来评估流程效率,将难以提出有效的优化建议。
克服挑战的必要措施
在实施和推广企业级数字孪生过程中，企业需要采取以下五项关键策略来应对挑战。
1、高层支持与领导
高层管理者需要对数字孪生项目给予全面支持，具体包括:批准实施方案、明确组织愿景、制定关键问题说明和预期目标、确定重要支持者，并为团队指明方向。明确的共同愿景有助于调动利益相关方和员工的积极性，获取必要资源支持，确保与企业其他项目协调一致，从而让项目团队更有信心地推进工作。
2、数字孪生应用场景
项目主要发起人应当基于企业数字孪生战略和路线图，建立业务应用场景采用框架。该框架需要充分考虑业务主管的需求和具体业务情况，以确保形成统一的数字孪生最终目标愿景，有效管理长期成本投入。同时，采用迭代式的应用场景方法，有助于明确资金需求、开发进度和交付依赖关系，逐步实现数字孪生的各项功能。
3、数字孪生功能的优先级排序
建议企业采用迭代式、分步骤的实施方法，合理分配资金用于后续版本更新，不断加强数据集成、分析和建模能力。每个应用场景的成功实施都需要明确所需的业务能力、技术能力和人员能力。
在数字孪生技术实施过程中，不同工具对整体功能的贡献体现在以下方面：
- 首先是数据采集方面，移动解决方案和物联网设备负责收集构建数字孪生所需的基础数据。
- 其次是数据存储与集成技术，通过API和云平台将各类数据组件进行存储和整合，形成完整的数字孪生系统。
- 在数据分析层面，运用人工智能和机器学习技术对数据进行分析，发现可用于优化数字孪生的模式和洞察。
- 在建模方面，采用仿真和离散事件分析工具，创建物理系统的虚拟模型。
- 最后是用户体验技术，通过AR/VR和3D沉浸式环境增强数字孪生的可视化效果和交互体验，使系统更加直观易用。
通过对这些功能进行合理排序，企业可以提前规划资金需求，加强企业范围内的数据集成，并为持续的系统更新提供可持续支持。
4、技能培养与变革管理
利益相关者影响力分析是数字孪生项目成功的关键，这能确保各个部门和职能团队的全面支持与参与。人们往往会对变革产生抗拒心理，主要源于对需要掌握新技能的担忧，以及可能承担超出个人能力范围的额外职责。为化解这种顾虑，组织需要实施系统性的变革管理方案，通过分阶段培训提升相关人员的专业技能。这种方法不仅仅局限于软件操作培训，更着眼于培育持续创新文化，鼓励各方利益相关者通过提升数据质量和分析能力，做出更加精准的决策。
5、把握早期效益，保障持续投入
采取循序渐进实施策略的组织，能够在项目初期就通过追踪成本支出和效益产出获得实质性回报，从而为后续发展争取更多资源支持。在成本节约方面，主要体现为减少服务交付、日常管理、资产维护和数据采集等环节的开支。在价值创造方面，则表现为项目决策质量提升、基础设施规划优化以及数据资产商业化等机遇。
结论
在当今时代，技术创新已从锦上添花演变为企业生存发展的必需品。部署数字孪生技术已成为企业领导者确保市场竞争优势的战略性举措。数字孪生通过整合资产全生命周期管理、强化决策能力和提升运营效率，展现出强大的变革潜力，为组织释放潜在价值开辟了新途径。
