原標題：數字孿生技術在建築行業的應用詳情分析

世界知名分析機構Gartner公佈的2019年十大戰略性技術發展趨勢，這些發展趨勢並非概念技術，而是已經有了關鍵性的突破，將發展成更廣泛的應用，其高度波動性在未來五年內將達到臨界點。

這些發展趨勢中包含人工智能、數字孿生、邊緣計算、量子計算、沉浸式技術、區塊鏈、智能空間等，同時這些技術之間的關聯愈來愈密切。由此可見數字孿生是當前的熱門概念，在建築領域，BIM是創建和運用“數字孿生”的工具。

想象一個場景，一個全數字化的建築樣品，裏邊的每一個房間結構全部都是用戶定製的，每根管線的銜接都堪稱完美，每一個構件都精確到毫米以下……依照樣品數據預製構件，再工業化組裝，然後誕生出一模一樣的實體建築，裝滿了傳感器，自動採光、自動溫控、自動調節燈光。

一、什麼是數字孿生

數字孿生的概念最初是由密西根大學的MichaelGneves教授在其2002年發表的一篇文章中提出的。當前，針對數字孿生的通用定義爲：充分運用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數據，集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真全過程，在虛擬空間中實現映射，進而反映相對應的實體裝備的生命週期全過程。

具體來說我們可以用投影的方式來闡述：數字孿生比喻爲“投影­­­­”，它根據仿真技術採集現實世界中物理模型的各類數據，根據這些數據在顯示屏上映射出一個和該物品一模一樣的數字體。不但如此，我們還能根據這“投影”實時觀測數字實體的運行狀況，監控等各類運行參數，並根據大量的數據累積結合人工智能對虛擬世界進行更深一層的模擬預演，預演結果最終對現實世界反饋，這就是該技術的價值所在。

二、數字孿生建築的特徵

世界知名的未來學家ThomasFrey預測分析，到2022年，85％的物聯網平臺將運用某種數字孿生技術進行監控，少數城市將率先運用數字孿生技術進行智慧城市的管理。數字孿生建築具備四大特性：精準映射、虛實交互、軟件定義、智能干預。

1、精準映射

數字孿生建築根據各層面的傳感器佈設，實現對建築的全方位數字化模型，以及對建築運行狀態的充分感知、動態監測，形成虛擬建築在信息維度上對實體建築的精準信息表達和映射。

2、虛實交互

未來數字孿生建築中，在建築實體空間可觀測各類痕跡，在建築虛擬空間可搜索各類信息，建築規劃、建設以及民衆的各類活動，不僅在實體空間，而且在虛擬空間得到極大擴充，虛實融合、虛實協同將定義建築未來發展新模式。

3、軟件定義

數字孿生建築針對物理建築創建相對應的虛擬模型，並以軟件的方式模擬建築人、事、物在真實環境下的行爲，通過雲端和邊緣計算，軟性指引和操控建築的電熱能源調度等。

4、智能干預

通過在“數字孿生建築”上設計規劃、模擬仿真等，將建築可能會發生的不良影響、矛盾衝突、潛在危險進行智能預警，並出示合理有效的對策建議，以未來視角智能干預建築原有的發展軌跡和運行，進而指引和優化實體建築的規劃、管理，改善服務。

三、數字孿生面對的困境

整體來說，數字孿生技術還處於初期階段，數字孿生技術需要進行全域感知、運行監測，並融合歷史積累數據進行運算，還要做到快速及時地輸出信息，首先是高度依賴傳感器所採集的數據和信息。

在數據的感知方面，在當前的技術水平來看，在工廠中對機器的精準的全域感知仍然有難度，更不要說其他領域了。物理實體的數據不夠詳細，因此數字副本也會有一定的缺失，這就會導致數字副本得到的預測和判斷有偏差，這個問題的解決需要芯片、傳感器、物聯網等技術進步。

其次軟件上，需要更爲先進的算法，各類軟件的融合，比如說運用人工智能、邊緣計算等技術，對數據進行更爲快速的分析處理，進行可視化呈現。

當前數字孿生技術的瓶頸來源於各個方面，還難以大規模普及運用，但它能夠爲工業製造、未來生活帶來無限的可能。伴隨着其他技術的發展，數字孿生將有更多的想象空間。

四、當前建築行業的數字孿生

數字孿生建築對建築產業將產生不容忽視的衝擊力，是整個建築行業轉型升級的核心引擎，當然了，數字孿生建築的推進絕不是一個企業能夠完成的，這必定是一個行業多方共同構建的平臺，基於數字孿生建築平臺實現整個建築行業的數字化、在線化、智能化，並最終實現未來建築的美好願景。

當前的BIM作爲數字孿生在建築行業的應用，也得到了很大的應用價值。不過還需要很長一段時間的磨合，畢竟像工業這麼標準化的產品，數字孿生都有着重重困難，更何況是每個複雜的建築。不過長遠來說，科技會慢慢改變建築行業，無論是數字孿生，還是BIM，都是未來的大方向。