數(shù)字孿生（Digital Twin），簡(jiǎn)稱DT，自從概念誕生以來(lái)，如何準(zhǔn)確地翻譯這個(gè)詞匯，成為了業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)內(nèi)容之一。往小處說(shuō)，這是一個(gè)技術(shù)術(shù)語(yǔ)翻譯的“信達(dá)雅”問(wèn)題，往大處說(shuō)，這是一個(gè)如何理解智能制造的實(shí)現(xiàn)機(jī)理之一的問(wèn)題。筆者希望能借助此文，將個(gè)人思考的一些心得分享給讀者。
一、數(shù)字孿生的起源
數(shù)字孿生到底是怎么發(fā)展出來(lái)的？尚無(wú)人給出詳細(xì)的梳理。根據(jù)筆者30多年的制造業(yè)信息化經(jīng)驗(yàn)和長(zhǎng)期的觀察與思考，大致認(rèn)為數(shù)字孿生與計(jì)算機(jī)輔助（CAX）軟件尤其是仿真軟件的發(fā)展關(guān)系十分密切（詳見(jiàn)筆者文章“數(shù)字虛體：推動(dòng)軟件定義世界”）。
在工業(yè)界，人們用軟件來(lái)模仿和增強(qiáng)人的行為方式，例如，繪圖軟件最早模仿的就是人在紙面上作畫(huà)的行為。發(fā)展到人機(jī)交互技術(shù)比較成熟的階段后，人們開(kāi)始用CAD軟件模仿產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與外觀，CAE軟件模仿產(chǎn)品在各種物理場(chǎng)情況下的力學(xué)性能，CAM軟件模仿零部件和夾具在加工過(guò)程中的刀軌情況，CAPP軟件模仿工藝過(guò)程，CAT軟件模仿產(chǎn)品的測(cè)量/測(cè)試過(guò)程，等等。
在信息界，最早的模仿是模擬人腦的思考模式。馮•諾依曼的體系結(jié)構(gòu)是把運(yùn)算、存儲(chǔ)與控制分開(kāi)來(lái)進(jìn)行，而人的大腦結(jié)構(gòu)是運(yùn)算、存儲(chǔ)和控制一體化的，因此軟件界人士不得不花費(fèi)較多的時(shí)間和精力，用知識(shí)上更優(yōu)化的算法和硬件上更快的芯片，來(lái)克服這種體系上的先天不足。這種對(duì)人腦思維的模擬導(dǎo)致了信息界人工智能學(xué)科分支的誕生。近些年新出現(xiàn)的神經(jīng)突觸芯片已經(jīng)開(kāi)始突破硬件結(jié)構(gòu)限制問(wèn)題。
軟件仿真的結(jié)果，最初是在數(shù)字虛體空間產(chǎn)生一些并沒(méi)有與物理實(shí)體空間中的實(shí)體事物建立任何信息關(guān)聯(lián)、但是畫(huà)得比較像的二維圖形，繼而是經(jīng)過(guò)精心渲染的、“長(zhǎng)得非常像”某些實(shí)體事物的三維圖形。
近些年，當(dāng)人們提出了希望數(shù)字虛體空間中的虛擬事物與物理實(shí)體空間中的實(shí)體事物之間具有可以聯(lián)接通道、可以相互傳輸數(shù)據(jù)和指令的交互關(guān)系之后，數(shù)字孿生的概念就成形了。伴隨著軟件定義機(jī)器概念的落地，數(shù)字孿生作為智能制造中的一個(gè)基本要素，逐漸走進(jìn)了人們的視野。
二、“Digital Twin”原文出處
Digital Twin這個(gè)英文術(shù)語(yǔ)的重點(diǎn)和難點(diǎn)在于對(duì)“Twin”的理解。
根據(jù)目前所看到的資料，Digital Twin一詞由美國(guó)密歇根大學(xué)的Michael Grieves教授，于2003年在他所講授的PLM（產(chǎn)品生命周期管理）課程上引入，并且于2014年在其所撰寫(xiě)的“Digital Twin: Manufacturing Excellencethrough Virtual Factory Replication”白皮書(shū)中進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。
美國(guó)國(guó)防部、PTC公司、西門(mén)子公司、達(dá)索公司等都在2014年接受了“Digital Twin”這個(gè)術(shù)語(yǔ)，并開(kāi)始在市場(chǎng)宣傳中使用。需要指出的是，他們都是使用的“Digital Twin”，而不是“Digital Twins”。
如果查詞典，英文Twin的意思有如下選項(xiàng)：
n.孿生兒之一，雙胞胎之一；兩個(gè)相像的人或物之一； 孿晶；雙人床
vt.使結(jié)成姊妹城市；使（兩人或兩事物）緊密結(jié)合；使偶合；使相連
adj.成對(duì)的；成雙的；雙重的；雙聯(lián)的
n.人名；(英)特溫
英文Twins的意思則是“雙生子、雙胞胎（twin的復(fù)數(shù)）”的意思。
當(dāng)然，英文的原意需要作為翻譯為中文的參考，但是在翻譯一個(gè)英文詞匯時(shí)，對(duì)其所附加的前綴詞、后綴詞、應(yīng)用場(chǎng)景、特殊用途、言外之意、拓展意思等，都應(yīng)該加以統(tǒng)籌考慮。
三、DT翻譯結(jié)果的討論
任何一個(gè)重要的英文術(shù)語(yǔ)，在翻譯成為中文的時(shí)候，都需要慎重考慮。不僅要翻譯出來(lái)其準(zhǔn)確的原意，更要考證其形成和應(yīng)用的場(chǎng)景，這樣才算是一個(gè)比較負(fù)責(zé)任的翻譯結(jié)果。如果實(shí)在翻譯不出來(lái)原文，就應(yīng)該采用音譯的方式暫時(shí)替代�，F(xiàn)在翻譯得比較失敗的例子是“CPS（信息物理系統(tǒng)）”這個(gè)術(shù)語(yǔ)，因?yàn)镃PS中的Cyber（賽博）并不是信息的意思，所以“信息物理系統(tǒng)”是一個(gè)不準(zhǔn)確的翻譯結(jié)果。筆者希望在DT的翻譯上不要再重復(fù)CPS的翻譯水平。
現(xiàn)在對(duì)DT的翻譯結(jié)果有很多，這些中文術(shù)語(yǔ)在含義上高度類似但是互有細(xì)微差別，個(gè)別翻譯甚至差異較大。筆者逐一列出進(jìn)行分析解讀。
數(shù)字鏡像——幾何鏡像：在二維空間里，一個(gè)物體（或二維圖形）在某平面鏡中反射出來(lái)的虛像。鏡像與原實(shí)物同樣大小，但不盡相同。磁盤(pán)鏡像：在數(shù)據(jù)管理中指保留數(shù)據(jù)完整特征的復(fù)制品。如果將二者的意思結(jié)合起來(lái)，是可以大致說(shuō)明DT內(nèi)涵的，但是有一點(diǎn)值得注意：鏡像是左右或上下相反的對(duì)應(yīng)關(guān)系。而DT并不完全是鏡像的意思。
數(shù)字映射——作為動(dòng)詞，映射一詞既有照射的含義，也指“形成對(duì)應(yīng)關(guān)系”的動(dòng)作。作為名詞，在數(shù)學(xué)上，映射指兩個(gè)元素集之間具有元素相互“對(duì)應(yīng)”的關(guān)系。PTC中國(guó)區(qū)技術(shù)總監(jiān)紀(jì)豐偉博士說(shuō)：“我們翻譯Digital Twin的時(shí)候，感覺(jué)和照鏡子類似，但也考慮到不可能完全一樣。DT是要把關(guān)鍵的行為和形態(tài)映射出來(lái)，所以用了映射。”取其“形成對(duì)應(yīng)關(guān)系”的“行為和形態(tài)”的意思，這個(gè)翻譯結(jié)果是可用的。
數(shù)字雙胞胎——這是一個(gè)來(lái)自英文“Twins”的翻譯結(jié)果。其實(shí)，無(wú)論是DT的創(chuàng)始人Michael Grieves 教授，還是三大工業(yè)軟件公司，都是使用了“Digital Twin”而不是“Digital Twins”。從英文原意來(lái)看，似乎不應(yīng)該把“Digital Twin”翻譯成“數(shù)字雙胞胎”。“雙胞胎”是指同一母親一胞所生的兩個(gè)孩子，無(wú)論其相同或相像，都是指兩個(gè)實(shí)體之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。顯然，DT并非是兩個(gè)實(shí)體之間的比較，而是虛/實(shí)之間所具有的相像、相通與互動(dòng)關(guān)系。
數(shù)字孿生體——意思基本正確，數(shù)字孿生體就是物理實(shí)體在數(shù)字虛體中的精確映射結(jié)果。但如多一個(gè)“體”字，一是在翻譯上略顯不精簡(jiǎn)，二是有可能把人們最關(guān)注的虛實(shí)映射關(guān)系引導(dǎo)到了這個(gè)數(shù)字孿生體上，容易弱化虛實(shí)對(duì)應(yīng)的關(guān)系。
數(shù)字雙生——基本意思類同“數(shù)字孿生”，較少使用。但是孿生與雙生，畢竟有所不同。雙生就具化到只有“兩個(gè)”了。而孿生，則語(yǔ)義上更寬泛，未必是兩個(gè)（例如一個(gè)實(shí)體事物對(duì)應(yīng)兩個(gè)或更多的虛擬事物）。這樣為以后的詞義拓展留下了空間。
數(shù)字孿生——目前看來(lái)比較恰當(dāng)?shù)姆g結(jié)果。取Twin的“兩個(gè)相像的人或物之一”以及“使耦合”的含義，本意就是在數(shù)字虛體空間中所構(gòu)建的虛擬事物，與物理實(shí)體空間中的實(shí)體事物所對(duì)應(yīng)的、在形態(tài)和舉止上都相像的虛實(shí)精確映射關(guān)系。但需要指出的是，相像歸相像，甚至虛擬事物看著就像真的實(shí)體事物一樣，但是一實(shí)一虛，彼此在本質(zhì)上不是一回事。這是理解該術(shù)語(yǔ)的關(guān)鍵點(diǎn)。
由此，數(shù)字孿生、數(shù)字映射、數(shù)字孿生體、數(shù)字雙生這四個(gè)翻譯意思相近，都是可以接受的翻譯結(jié)果。數(shù)字孿生和數(shù)字映射更為常用一些。數(shù)字鏡像稍微有一點(diǎn)遜色。數(shù)字雙胞胎則在原意上偏差大了一些。
四、對(duì)DT術(shù)語(yǔ)的延伸理解
為了準(zhǔn)確理解DT這個(gè)術(shù)語(yǔ)，筆者與很多專家做過(guò)研討，并經(jīng)過(guò)了近一年的思考，在對(duì)DT的理解上延伸到了這個(gè)術(shù)語(yǔ)更為廣泛的“知識(shí)場(chǎng)景”上。
任何一個(gè)術(shù)語(yǔ)，在一個(gè)明確的字面意思的背后，其實(shí)都有其潛在的、不易見(jiàn)的、甚至是只能意會(huì)不可言傳的知識(shí)場(chǎng)景。例如“創(chuàng)新”一詞，不僅在定義上有20多個(gè)，人們對(duì)其的理解與解讀，也是形形色色，千奇百怪。寫(xiě)一個(gè)術(shù)語(yǔ)容易，建立對(duì)該術(shù)語(yǔ)的共識(shí)（“共同的知識(shí)場(chǎng)景”）則很難。對(duì)DT的理解，也會(huì)大致如此。
關(guān)于Twin所具有的“兩個(gè)相像的人或物之一”的譯意，其實(shí)還有一些可以輔助理解的詞匯，例如復(fù)制、克隆、贗品、山寨等。
如果使用“復(fù)制”這個(gè)詞來(lái)對(duì)比Twin，顯然有時(shí)序上的問(wèn)題，Twin具有“同時(shí)生成”的意思，而復(fù)制是在看到一個(gè)物體并且了解了其各方面的特征數(shù)據(jù)后，以合法或非法的方式，重新制作了一個(gè)。像與不像，要看復(fù)制的“手藝”了，彼此并非雙胞胎的關(guān)系。
如果使用“克隆”這個(gè)詞來(lái)對(duì)比Twin，也有時(shí)序上的先后。盡管克隆是一種生物復(fù)制技術(shù)，可以通過(guò)母體干細(xì)胞而培育一個(gè)與母體一模一樣的生物體。但彼此不可能是雙胞胎的關(guān)系。
如果使用“山寨”和“贗品”來(lái)對(duì)比Twin，不僅有時(shí)序上的問(wèn)題，還有法律上的著作權(quán)或?qū)＠麢?quán)的問(wèn)題。如前所述，在物理實(shí)體空間，如果復(fù)制一個(gè)物理實(shí)體，有做得像不像的“手藝”問(wèn)題；在數(shù)字虛體空間，并無(wú)“手藝”限制，數(shù)字化的特性決定了人們可以隨時(shí)隨地來(lái)百分之百地復(fù)制一個(gè)數(shù)字虛擬事物（如三維設(shè)計(jì)模型、微信文章等），但是如果未經(jīng)許可，則構(gòu)成偷竊或抄襲。
另外一個(gè)必須要考慮的問(wèn)題，是物理實(shí)體和數(shù)字虛體的生命周期的問(wèn)題。物理實(shí)體往往都是有年限的，有生命周期的，可以在本體上消亡的，因此，如果一定要使用實(shí)體化的“雙胞胎”的概念，就難以避免這樣的尷尬，雙胞胎實(shí)體之一死了，另一個(gè)也就活不了多久了，因?yàn)檎l(shuí)都知道一對(duì)雙胞胎彼此的壽命是差不多的。而數(shù)字化的虛擬事物，則可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越它所對(duì)應(yīng)的、具有數(shù)字孿生關(guān)系的物理事物，在數(shù)字虛體中實(shí)現(xiàn)永生——因?yàn)橐坏┌褦?shù)據(jù)寫(xiě)入數(shù)字虛體（例如把數(shù)據(jù)發(fā)布或泄露到互聯(lián)網(wǎng)上），基本上就是無(wú)法刪除、長(zhǎng)久存在的，更何況被人類作為智力資產(chǎn)而精心維護(hù)的所有的數(shù)字化虛擬事物（如數(shù)字化產(chǎn)品、管理數(shù)據(jù)等）。
虛擬事物與實(shí)體事物之間的數(shù)字孿生關(guān)系如圖1所示。
圖1 數(shù)字孿生示意圖
從圖1可以清晰看出，“數(shù)”對(duì)“物”（虛體事物與實(shí)體事物）是數(shù)字孿生關(guān)系，“物”對(duì)“物”是物理復(fù)制或山寨關(guān)系，而“數(shù)”對(duì)“數(shù)”是數(shù)字鏡像或拷貝關(guān)系。
五、小結(jié)
數(shù)字孿生所對(duì)應(yīng)的英文是“Digital Twin”，而不是“Digital Twins”。“Digital Twin”應(yīng)該譯作數(shù)字孿生或數(shù)字映射更為貼切。
數(shù)字孿生不是指在數(shù)字虛體空間中的兩個(gè)一模一樣的虛擬事物，那是數(shù)字拷貝或鏡像。數(shù)字孿生是指在數(shù)字虛體空間中所構(gòu)建的虛擬事物，與物理實(shí)體空間中的實(shí)體事物所對(duì)應(yīng)的、在形態(tài)和舉止上都相像的虛實(shí)精確映射關(guān)系。但需要指出的是，相像歸相像，甚至虛擬事物看著就像真的實(shí)體事物一樣，但是一實(shí)一虛，彼此在本質(zhì)上不是一回事。這是理解該術(shù)語(yǔ)的關(guān)鍵點(diǎn)。
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本文標(biāo)題：智能制造：數(shù)字孿生之我見(jiàn)
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