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上世紀六十年代，NASA在“阿波羅計劃”中建立了一套完整的物理仿真系統，地面上的“孿生飛行器”可以在仿真技術的幫助下預演登月過程中可能遇到的緊急情況。

到了2010年的時候，NASA首次提出了“數字孿生”的概念，通過虛擬化、仿真技術以及飛行器的實時狀態、歷史維護、健康管理等數據，利用數字技術對各種物理孿生對象進行替代，以適應現階段深空探索的需要。

原本誕生于航天領域的新理念，在科技圈掀起了一股新的浪潮。擅長造勢的Gartner在2017年和2018年連續將“數字孿生”列為十大技術趨勢之一，IoT行業的諸多玩家們迅速嗅到了機會，高達59％的企業在調研中表示已經或正在實施數字孿生。

當數字孿生和智慧城市相遇后，落地應用的火花終于被引爆，數字孿生正式從技術概念演變為一種新的轉型路徑，數字孿生城市被視為智慧城市的升級版和必選項，進一步刷新了人們對于未來城市的想象空間。

特別是海爾·海納云為主的“生態品牌”進場后，數字孿生相繼在橋梁、樓宇、社區等場景中落地，已然從一股思潮演變為智慧城市的新浪潮。

01 城市的“虛擬副本”

數字孿生的概念被智慧城市所吸納，并非是什么偶然現象。

自從IBM在2008年提出“智慧地球”的概念后，全世界范圍內迅速興起了智慧城市的建設浪潮，處于城鎮化轉型節點上的中國城市尤為積極。按照德勤披露的調研報告，中國智慧城市的試點數量已經占到了全球的50％左右。

然而智慧城市的進程也遇到了一些瓶頸，甚至開始偏離智慧化的初衷。

一些是技術上的，由于智慧城市的項目始于各個職能部門或區縣，在項目循序落地的過程中逐漸產生了一個個數據孤島，以至于所謂的創新被迫停于表面，城市的治理水平僅是有限的提升，衍生出了有資源沒調度、有數據沒分析、有人力沒組織、有網絡沒效率等諸多被詬病的缺陷。

一些是思維上的，不同人群對于智慧城市的理解不盡相同，認知上還處于“盲人摸象”的階段，有人摸到了象鼻子，有人摸到了大象腿，然后依照各自的方向去推進。盡管不少業內人士呼吁智慧城市應進行頂層設計，但理解上的差異留下了太多空白地帶，始終缺少統一的治理體系。

數字孿生之所以被智慧城市所推崇，有其歷史必然性。數字孿生就像是城市的“虛擬副本”，在不改變城市物理空間的前提下，可以利用數字孿生技術打造出對應的虛擬數字世界，也可以理解為現實世界的鏡像。

特別是站在城市治理的立場上，數字孿生城市等于是現實世界的“操作系統”，可以遠程對城市的每一個角落進行綜合監測、智慧調度和集中管理，包括街道、社區、商場乃至變電站和排水系統，從而讓治理效率產生質的改變。也就是說，原本不可見的城市隱形秩序一步步被顯性化，城市治理和公共服務都將走出“盲人摸象”的現狀。

數字孿生之于智慧城市的價值，逐漸被越來越多人所認可。

比如中國信息通信研究院曾在有關報告中明確寫道：數字孿生城市具有精準映射、虛實融合、模擬仿真等核心能力，由此衍生出城市風險自動發現、城市運行規律主動洞察、人和物軌跡追蹤回溯、事件精準定位管控、決策分析推演、要素資源高效配置等多種能力，將對構建城市現代化治理體系和治理能力提供強有力的支撐。

同時政策層面也開始向數字孿生城市傾斜。“十四五”規劃綱要中明確提出，要探索數字孿生城市建設；發改委、科技部、工信部、住建部、自然資源部等多個部委紛紛出臺政策文件，將在產業和技術上推動數字孿生城市的建設……數字孿生正在從新興的技術理念，逐步成為智慧城市的“標配”。

02 海爾的“拼圖模式”

之所以給出這樣的判斷，離不開國內各個省市的積極響應。

上海、浙江、海南等省份，貴陽、南京、合肥、福州、成都等城市，均出臺了以數字孿生城市為導向推進新型智慧城市建設的文件。其中海南計劃到2025年底基本建成“數字孿生第一省”，浙江則提出了建設數字孿生社區的行動。

這個過程中陸續打磨出了許多數字孿生的應用樣本，并且不乏一些有價值的參考案例。

以海爾·海納云的BIMCloud數字孿生平臺為例，針對當前數字孿生應用的場景分散、數據孤立、需求各異等落地過程中的實際痛點，BIMCloud數字孿生平臺集成了全域孿生、全域感知、數字模板、實時渲染、快速交付等核心能力，通過自動建模、云渲染、圖形化組件、可復用系統模板等技術，實現了多元異構數據的融合、標準化的開發接口、跨終端的實時渲染和統一框架下的快速交付，可以最大限度地滿足不同用戶的需求。

所以大多數“數字孿生”還停留在概念階段的時候，海爾·海納云BIMCloud數字孿生平臺已經在底層架構的基礎上，衍生出了HIM場景引擎、BIM圖形引擎和CIM數據引擎等服務，面向家庭社區、建筑園區、城市鎮街等不同層級的場景，提供可視化交互系統與增值運營服務。

在智慧社區方面，海爾·海納云在業內首創了HIM（Home information modelling）技術，目前已經在青島的海尚府、波爾多小鎮等項目中落地。通過數字孿生三維建模幫助業主還原了家里的戶型結構，能夠可視化管理水電暖隱蔽管線，遠程控制家里的窗簾、照明、地暖等系統，同時還打通了出行、醫療、教育等社區服務，打破了單體智能化的局限性，智慧社區進入協同智慧化時代。

在智慧建筑方面，海爾·海納云首先對青島海爾路1號的金控大廈進行了1：1數字化復刻，在自動建模、云渲染、可視化交互設計等技術的幫助下，可以實時控制樓內的照明、安防、電梯、停車等服務，并衍生出了疫情防控、高空拋物監測、消防預警等個性化方案。海爾·海納云已經計劃對外輸出樓宇數字孿生的能力，不僅能夠生成適用于不同平臺系統的渲染內容，還可以通過無代碼開發自主定制所需服務。

在智慧城市方面，海爾·海納云在青島打造了智慧橋梁管理平臺，以物聯網、云計算、大數據、BIM／GIS等技術為支撐，建立起了橋梁監測、預警、運維、分析等一體化的管理體系，涵蓋橋梁檔案、巡檢養護管理、結構在線監測、健康狀況評估等應用場景，進一步提升了青島橋梁的管控和養護能力。在海爾·海納云數字孿生技術的深度賦能下，城市正在像生命體一樣進行自我管理、自我修復。

做一個歸納的話，和一些玩家漫無目的打造樣本的策略不同，海爾·海納云在數字孿生領域驗證了“拼圖模式”的可行性：數字孿生平臺就像是一座城市的底層操作系統，從一棟樓、一個小區、一個社區的數字化，到區縣級、地市級乃至省市級的綜合治理，數字孿生城市正在有序生長。

海爾·海納云的示范案例也為我們勾勒了數字孿生的理想畫面，盡管數字孿生還不是革命性的技術，但已經破解了智慧城市早期出現的種種亂象，城市規劃和城市治理逐漸有跡可循，普羅大眾對城市的進化有了新的感知。