原文來(lái)自Engineering.com在2020年的一場(chǎng)行業(yè)調(diào)研。

我們都聽(tīng)說(shuō)過(guò)數(shù)字孿生，即物理世界中物體的逼真虛擬克隆。數(shù)字孿生有潛力為產(chǎn)品和流程的實(shí)際性能提供有價(jià)值的見(jiàn)解。根據(jù)您與誰(shuí)交談，數(shù)字孿生要么是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的下一場(chǎng)革命，要么是永遠(yuǎn)無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)的不可能實(shí)現(xiàn)的抱負(fù)。 我們想了解您的想法。我們對(duì) 250 多名工程師、設(shè)計(jì)師、產(chǎn)品經(jīng)理和高管進(jìn)行了調(diào)查，以了解當(dāng)今是否以及如何使用數(shù)字孿生。在這份 Engineering.com 研究報(bào)告中，我們分享了該調(diào)查的結(jié)果。您將了解不同的組織如何開(kāi)始使用數(shù)字孿生，以及數(shù)字孿生仍無(wú)法解決哪些問(wèn)題。 對(duì)于中小型企業(yè)來(lái)說(shuō)，數(shù)字孿生在開(kāi)發(fā)過(guò)程中似乎是一個(gè)巨大的開(kāi)銷。本調(diào)查旨在了解在企業(yè)從本地軟件遷移到云新功能的時(shí)代，中小型企業(yè)如何看待數(shù)字孿生。您還將了解：

? 不同的公司如何定義數(shù)字孿生。

? 工程師期望從數(shù)字孿生中獲得的好處。

? 采用數(shù)字孿生的主要障礙。

? 和更多。

1. 工程師對(duì)數(shù)字孿生概念的理解如何？

三分之一 (30%) 的受訪者認(rèn)為數(shù)字孿生是一個(gè)完全定義的模型，能夠模擬產(chǎn)品的完整行為。 17% 的受訪者持有的下一個(gè)最常見(jiàn)的觀點(diǎn)是，數(shù)字孿生是一種類似于真實(shí)產(chǎn)品的模型，它從真實(shí)產(chǎn)品上的傳感器接收數(shù)據(jù)。 12% 的受訪者只是將數(shù)字孿生定義為 3D 模型，而另外 10% 的受訪者根本不知道數(shù)字孿生是什么。少數(shù)人 (1%) 認(rèn)為數(shù)字孿生是不可能實(shí)現(xiàn)的理想或營(yíng)銷炒作。

2.不同行業(yè)的定義如何比較？

我們觀察到某些行業(yè)的一些主要觀點(diǎn)。例如，建筑行業(yè) 50% 的受訪者將數(shù)字孿生定義為完全定義的模型，能夠模擬產(chǎn)品的完整行為。 大多數(shù)不知道數(shù)字孿生是什么的人主要分布在石油和天然氣 (19%)、汽車 (14%)、制造業(yè) (14%) 和建筑業(yè) (13%)。那些認(rèn)為數(shù)字孿生是不可能的理想或營(yíng)銷炒作的人從事醫(yī)療設(shè)備/設(shè)備 (9%)、教育 (6%)、制造 (6%) 以及工程設(shè)計(jì)或模擬服務(wù) (4%)。

3. 企業(yè)希望從數(shù)字孿生中獲得哪些好處？

大多數(shù)受訪者希望使用數(shù)字孿生來(lái)改進(jìn)他們的產(chǎn)品和流程。數(shù)字孿生的預(yù)期好處主要是更好的工程設(shè)計(jì) (32%)，而不是節(jié)省成本 (8%) 或獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì) (8%)。 調(diào)查受訪者希望數(shù)字孿生能夠幫助他們更好地了解其產(chǎn)品在現(xiàn)實(shí)世界中的表現(xiàn)（25%）。 25% 的受訪者認(rèn)為，避免潛在問(wèn)題也是一種好處。

4.阻礙數(shù)字孿生實(shí)施的主要障礙是什么？

我們要求調(diào)查者分享他們沒(méi)有更多地使用數(shù)字孿生的主要原因。 17% 的受訪者將缺乏管理支持列為首要問(wèn)題。 盡管管理層的支持是最大的障礙，但重要的是要了解其他障礙如何整合在一起。值得注意的是，近一半的受訪者 (42%) 感到困惑，因?yàn)樗麄円床恢缽哪睦镩_(kāi)始 (14%)，要么缺乏實(shí)施數(shù)字孿生的人員 (11%)，要么不知道如何選擇合適的工具 (8 %) 或不了解數(shù)字孿生的概念或其好處 (9%)。

5.管理層支持是跨行業(yè)使用數(shù)字孿生的最大障礙嗎？

管理層對(duì)某些行業(yè)的支持程度是或多或少？行業(yè)比較表明，管理層尚未批準(zhǔn) 40% 的建筑業(yè)受訪者、31% 的制造業(yè)受訪者和 21% 的汽車行業(yè)受訪者使用數(shù)字孿生。 相比之下，只有 4% 的航空航天行業(yè)和 6% 的教育行業(yè)人士將管理視為障礙。

6. 公司如何將數(shù)字孿生納入其開(kāi)發(fā)流程

6.1 主要產(chǎn)品功能有哪些？

調(diào)查受訪者分享了他們通常添加到產(chǎn)品中的功能。超過(guò)一半 (51%) 的受訪者都采用了動(dòng)態(tài)部件。近三分之一的受訪者擁有需要某種人工操作員 (34%)、流體冷卻系統(tǒng) (32%) 和/或配電系統(tǒng) (31%) 的產(chǎn)品。

6.2 物理原型在什么時(shí)候創(chuàng)建？

無(wú)論項(xiàng)目處于哪個(gè)階段，原型設(shè)計(jì)趨勢(shì)似乎都是相似的。近三分之一 (29%) 的受訪者從未在概念階段創(chuàng)建過(guò)原型，而 22% 的受訪者從未在設(shè)計(jì)階段創(chuàng)建過(guò)原型。 對(duì)于大約三分之一的受訪者來(lái)說(shuō)，物理原型制作的時(shí)間不到一半。

6.3 誰(shuí)通常使用產(chǎn)品模型？

大多數(shù)受訪者 (85%) 指出，他們的設(shè)計(jì)和工程團(tuán)隊(duì)最積極地參與其產(chǎn)品的 3D 模型。不到一半 (41%) 的人表示制造業(yè)是主要用戶。有些與客戶（25%）以及供應(yīng)商和銷售商（23%）分享他們的模型。 只有 4% 的受訪者表示，他們的模型主要由其他數(shù)字孿生訪問(wèn)。

7.公司如何進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和測(cè)試

7.1 是否仍使用正式要求來(lái)指導(dǎo)設(shè)計(jì)？

對(duì)于大多數(shù)參與者（85%）來(lái)說(shuō)，需求仍然是設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵因素。 領(lǐng)先的方法是使用文檔 (56%)，但有些方法將需求嵌入模型中 (18%) 或依賴于特定于需求的軟件 (11%)。 一小部分受訪者 (15%) 沒(méi)有正式指定要求。

7.2 哪些行業(yè)在具體要求方面處于領(lǐng)先地位？

誰(shuí)花時(shí)間定義需求，誰(shuí)完全跳過(guò)正式流程？ 67% 的汽車和教育行業(yè)、64% 的醫(yī)療設(shè)備/器械、58% 的航空航天受訪者以及 56% 的工程設(shè)計(jì)或模擬服務(wù)受訪者使用文檔。緊隨其后的是制造業(yè)（49%）、教育（47%）以及石油和天然氣（47%）。 23% 的制造業(yè)、20% 的建筑業(yè)、20% 的石油和天然氣業(yè)、18% 的教育業(yè)、16% 的工程設(shè)計(jì)或模擬服務(wù)業(yè)、9% 的醫(yī)療設(shè)備/器械行業(yè)和 4% 的航空航天從業(yè)人員沒(méi)有正式明確要求。。

7.3 文檔是否足以將產(chǎn)品功能映射到初始要求？

盡管普遍使用文檔和其他方法來(lái)定義產(chǎn)品需求，但將原始需求鏈接到最終功能的能力仍然是一個(gè)問(wèn)題。與 85% 的人為其產(chǎn)品提出正式要求相比，只有 64% 的人能夠?qū)⑵涔δ茏匪莸剿麄冏畛跆岢龅囊蟆?/p>

7.4 哪些行業(yè)難以根據(jù)要求追蹤產(chǎn)品功能？

超過(guò)一半 (56%) 的建筑業(yè)調(diào)查接受者無(wú)法正式繪制原始需求與產(chǎn)品功能之間的聯(lián)系。近一半 (46%) 的制造業(yè)、45% 的工程設(shè)計(jì)或模擬服務(wù)以及 45% 的醫(yī)療設(shè)備處于同一位置。

7.5 你們的測(cè)試過(guò)程如何？

我們?yōu)檎{(diào)查者提供了一系列用于虛擬測(cè)試其產(chǎn)品設(shè)計(jì)行為的方法。對(duì)于每種方法，我們要求他們分享他們當(dāng)前是否使用該方法、將來(lái)想要使用它還是根本不使用該方法。運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué) (43%) 似乎是用于測(cè)試設(shè)計(jì)行為的最流行方法，其次是熱、流體流動(dòng)過(guò)程行為 (39%) 以及與產(chǎn)品環(huán)境的交互 (34%)。 至于愿望清單，與人類的交互（42%）、機(jī)電一體化（37%）、與產(chǎn)品環(huán)境的交互（37%）以及運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)（36%）位居榜首。從各個(gè)類別來(lái)看，受訪者已經(jīng)使用或希望使用的最流行的方法是運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)（79%）。最不使用的方法（也不在愿望清單上）是電氣行為——目前只有 59% 的人使用或想要使用它。

7.6 幾何尺寸和公差數(shù)據(jù)通常位于哪里？

幾何尺寸和公差 (GD&T) 對(duì)于數(shù)字孿生的開(kāi)發(fā)至關(guān)重要。包含的細(xì)節(jié)越多，最終產(chǎn)品就越真實(shí)。超過(guò)三分之一的受訪者將 GD&T 數(shù)據(jù)直接添加到語(yǔ)法 (23%) 或語(yǔ)義模型 (15%) 中，從而將 GD&T 數(shù)據(jù)合并到他們的 3D 模型中，盡管 GD&T 也用于 2D 語(yǔ)法 (39%)。

8. 數(shù)字孿生觸手可及嗎？

8.1 數(shù)字孿生最常見(jiàn)的用途是什么？

大多數(shù)受訪者已經(jīng)使用或希望使用數(shù)字孿生來(lái)發(fā)現(xiàn)工程錯(cuò)誤 (82%)、優(yōu)化產(chǎn)品 (81%)、實(shí)現(xiàn)逼真的可視化 (78%) 和動(dòng)畫 (77%)。 不到一半 (47%) 使用或希望使用數(shù)字孿生作為獲得投資者支持的手段。

8.2 公司準(zhǔn)備好實(shí)施了嗎？

我們發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)受訪者 (65%) 還沒(méi)有準(zhǔn)備好推出數(shù)字孿生，這意味著他們沒(méi)有制定計(jì)劃或仍處于考慮階段。 20% 的受訪者正在正式制定實(shí)施數(shù)字孿生的計(jì)劃，6% 的受訪者已制定分步計(jì)劃。目前只有 14% 的受訪者正在使用數(shù)字孿生。

9. 人口統(tǒng)計(jì)資料

9.1代表行業(yè)

盡管受訪者從事不同行業(yè)，但最大的行業(yè)是工程設(shè)計(jì)或模擬服務(wù) (21%)、制造 (12%) 和航空航天 (10%)。其中有一些代表來(lái)自教育（7%）、石油和天然氣（6%）、汽車（6%）、建筑（6%）和醫(yī)療設(shè)備/設(shè)備（4%）。 28% 的受訪者分布在各個(gè)其他行業(yè)。其他行業(yè)的受訪者人數(shù)均少于 10 人： ? 消費(fèi)品/電子產(chǎn)品 (3%)。 ? 每個(gè)覆蓋2% 的受訪者：工業(yè)機(jī)床、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)/外圍設(shè)備、重型設(shè)備、化學(xué)品/塑料/橡膠、政府和采礦業(yè)。 ? 每個(gè)覆蓋1% 的受訪者：食品和飲料、通訊。

9.2 所代表的工作角色

本次調(diào)查中的大多數(shù)群體是團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)和高級(jí)工程師 (39%)。管理層及以上人員也有很好的代表性（38%）。近四分之一 (23%) 的受訪者在其組織內(nèi)擔(dān)任個(gè)人貢獻(xiàn)者。

該調(diào)查包括在其組織內(nèi)擔(dān)任工程師 (37%) 和專家 (43%) 的不同受訪者樣本。該調(diào)查還納入了學(xué)生 (8%) 和教師/教員 (10%) 的反饋和印象。

結(jié)束語(yǔ)

我們進(jìn)行這項(xiàng)調(diào)查的目的是為了了解當(dāng)今的公司如何看待數(shù)字孿生。他們熟悉這個(gè)概念嗎？他們看到好處了嗎？他們是否有適當(dāng)?shù)牧鞒毯臀臋n來(lái)支持?jǐn)?shù)字孿生開(kāi)發(fā)？我們發(fā)現(xiàn)大多數(shù)受訪者 (65%) 尚未制定實(shí)施數(shù)字孿生的計(jì)劃。目前只有 14% 的受訪者正在使用數(shù)字孿生。仍然有很多機(jī)會(huì)向用戶介紹數(shù)字孿生及其好處。 在本研究的下一階段，engineering.com 將提供有關(guān)中小企業(yè)如何制定數(shù)字孿生計(jì)劃的專家分析，特別是如何利用云的優(yōu)勢(shì)。調(diào)查的其他主要結(jié)論包括：


? 10% 的受訪者不知道數(shù)字孿生是什么。只有 30% 的人將數(shù)字孿生理解為現(xiàn)實(shí)世界產(chǎn)品或流程的完整虛擬模型。

? 大多數(shù)受訪者希望使用數(shù)字孿生來(lái)改進(jìn)他們的產(chǎn)品和流程。主要預(yù)期收益是實(shí)現(xiàn)更高效的工程設(shè)計(jì)（32%）、更好地了解現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)品（25%）以及避免潛在問(wèn)題（25%）。


? 近一半的受訪者（42%）由于缺乏知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)豐富的人員和工具而不愿使用數(shù)字孿生。

? 建筑行業(yè)在數(shù)字孿生方面處于獨(dú)特地位，該行業(yè)中有 50% 的受訪者（比其他任何行業(yè)都多）將數(shù)字孿生理解為現(xiàn)實(shí)世界產(chǎn)品或流程的完整虛擬模型。

? 盡管如此，建筑業(yè)也報(bào)告稱，管理層對(duì)實(shí)施數(shù)字孿生最缺乏支持（40%）。該行業(yè)可能最有可能從數(shù)字孿生中受益，因?yàn)?56% 的受訪者表示沒(méi)有將特定要求與產(chǎn)品功能聯(lián)系起來(lái)的正式流程。


Engineering.com 衷心感謝本研究的參與者。通過(guò)分享他們的知識(shí)并讓其他人了解他們的比較，他們豐富了整個(gè)工程社區(qū)。

下面這個(gè)圖很有意思

數(shù)字孿生被市場(chǎng)分析巨頭Gartner確定為10年十大戰(zhàn)略技術(shù)趨勢(shì)。因此，數(shù)字孿生進(jìn)入2018年Gartner新興技術(shù)炒作周期也就不足為奇了。

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