文／郭明彰

數位孿生技術是一種先進的模擬技術，透過數位模型來精確地映射與模擬現實世界中的物理對象、系統或過程，能夠將實體世界的物理屬性、行為與運行狀態轉換為數位模型，並且實現現實世界與數位世界之間的同步互動。

基本原理 3大核心



物理實體：現實世界中的物理對象或系統，例如機器設備、建築物或自然環境，都可以作為數位孿生的基礎。這些物理實體通常配備了各種傳感器，用來蒐集即時的運行數據。

數位模型：數位模型是基於物理實體的虛擬表示，這些模型可以是幾何模型、數學模型或其他形式的數字化表示。數位模型不僅僅是物理對象的外觀複製，更重要的是它能夠模擬物理實體的行為與運行狀態。

數據通信：數據通信鏈接了物理實體與數位模型之間的互動。即時數據透過傳感器被蒐集後，經由網絡傳輸到數位模型中。這使得數位孿生能夠根據最新的數據來更新與調整其虛擬環境中的狀態，實現與物理世界的同步。

技術方法 先進繁瑣



數位孿生技術作法如下：

數據蒐集與傳輸：首先，物理實體上的傳感器持續監測並蒐集相關數據，這些數據可能包括溫度、壓力、溼度、速度等運行參數。這些數據會通過物聯網（IoT）設備傳輸到數位孿生系統中。

數位模型的建立：利用蒐集到的數據及現有的物理實體信息，工程師可以建立一個對應的數位模型。這個模型不僅反映物理實體的結構，還包括其運行模式、動態行為及可能的故障模式。

即時數據反饋與模型更新：數位孿生技術的關鍵在於即時性。當物理實體的狀態發生變化時，這些變化會立即通過傳感器反映到數位模型中。系統能夠即時更新模型，進而提供準確的模擬與預測。

分析與優化：透過持續監控與分析數位模型中的數據，可識別出潛在的問題與優化機會。例如，透過分析機器運行的數位孿生模型，可以預測出哪一部分零件可能即將失效，從而進行預防性維護。

實施與反饋循環：數位孿生不僅用來監測與預測，還能提供反饋，幫助改進實體世界中的操作。例如，在製造業中，數位孿生可以用來模擬新的生產流程：先在虛擬環境中進行測試，然後將優化後的流程應用到實際生產中，從而降低風險與成本。

因此，數位孿生技術透過精確模擬與同步實體世界的運作，能夠為各行各業提供強大的支援，不僅提高了運營效率，還能減少風險與成本。在未來，隨著傳感器技術、數據處理能力以及人工智慧的進一步發展，數位孿生技術將在更多的領域中發揮更大的作用。