數位分身(Digital twin)是什麼?分析Digital twin應用與3D模擬技術

根據產品生命週期管理 (PLM) 的先驅學者 Michael Grieves 的詮釋，數位孿生 Digital Twin (也常譯作「數位雙生」、「數位分身」) 是一個虛擬圖像，它擁有一個實體產品的所有資訊、並能將這些資訊如實反映在整個產品生命週期上。

簡單來說，就是在實體與數位世界之間搭建橋梁，並透過數據無縫傳輸，使一件物品、甚至生物，同步存在於實體與虛擬世界。

我們現在不只能映射數據，更能透過分析並應用於模擬，協助我們了解實物的相應部分如何作動 ─ Michael Grieves

若要簡單地總結數位孿生的目標，那便是─降低成本、提升效率。

承上所述，我們知道「數位孿生」與「產品生命週期管理 (PLM)」脫離不了關係，我想藉 PLM 的目標來了解數位孿生會更加清楚，因此我將從研發、製造、上市、服務等面向，進行數位孿生目標的介紹：

透過數位孿生，我們得以在虛擬世界進行模擬，減少實物測試 (原型製作Prototyping）的次數，進而在品質保持的同時，降低成本、縮短開發時間，更有助於少量多樣的生產模式。

成功生產實物後，我們可以透過資料回傳，建立新的數位孿生，使用者得以在虛擬環境下即時監測實物，進而降低維護成本；廠商也能透過數位孿生，蒐集使用者的使用問題，提升售後服務的品質。

當我們將數位孿生應用於整條產品生命週期上，我們便能讓這些數據具有連續性，串連研發至服務的資料，因而能從各方面提升產品的品質與價值，例如：讓研發與製造部門更了解彼此狀況，解決理想與實務之間的問題；研發部門能取得實際使用數據，挖掘使用者使用需求，進而提升產品價值等等。

隨著蒐集資料、運算模擬的技術越發進步─透過物聯網、機聯網蒐集大量數據，雲端運算、5G 加快數據傳輸速度，大數據分析和機器學習預測和反應未來，數位雙生的效益與價值更得以實現與強化。

「Digital Twin」一詞 2011 年於美國航空太空總署 (NASA) 之論文中首次被提及，他們希望透過數位孿生模擬飛機與太空船的運作，並達到主要三個目的：提高任務成功率、延長使用壽命和降低維護成本。

其概念與過去美國空軍的機身結構管理計畫 (ASIP) 不謀而合，他們希望透過搜集每架飛機的實際狀態，進行可用壽限管理，而非單純以飛機服役年數判斷。

目前歐美航空都已紛紛投入此技術。

(1) 電動車大廠 特斯拉 (Tesla) 特斯拉每賣出一輛汽車，便會在其系統建立一數位孿生。透過搜集各車主、車輛的使用問題，他們能夠隨時調整更新車輛系統，除了能提供車主更好的體驗，更能將搜集到的使用需求與習慣，應用於新車輛的研發上。

(2) 工業機器人集團 ABB 「可望利用「數位雙生」技術，藉數位化讓廠內自動化設備、工業機器人和人類共享資訊協作，取得所有動態流程的即時真實數據回饋，以防止意外停機，確保環境安全。」

2014年，新加坡政府與達梭系統 (Dassault Systèmes) 合作開發新加坡的數位孿生「虛擬新加坡」(Virtual Singapore)，讓用戶得以 3D 的方式檢視整個城市隨著人口成長、新建設和其他主要活動的發展與成長。新加坡的政府與企業也能透過這個數位孿生，針對各項建設與專案，去實驗、研發、規劃與決策。

透過 360 度全方位捕捉以及演算法，我們得以在數位世界創造自己的分身。

目前這項技術已應用於多項產業，其中時尚業藉數位孿生創造了「數位走秀」。設計師得透過模特兒的數位分身，在剪裁出衣服前，預先在虛擬環境裡模擬衣服穿在模特兒身上、在伸展台展示的模樣。以知名名模 Christine Marzano 為例，他雖已全心投入自己的數位模特兒事業，其數位分身Christine 2.0 仍受時尚品牌雇用，試穿時尚衣服，以她的台步在伸展台上走秀。