数字化转型 最后更新于2026年11月5日
什么是数字孪生？定义、类型与应用
数字孪生如何运作：从实体资产到业务流程
什么是数字孪生？定义、类型与业务应用
数字孪生是现实资产、系统或流程的虚拟映射，并与反映其运行情况的数据相连。数字孪生有多种形式：资产孪生可能结合CAD模型与物联网传感器数据；流程孪生则利用事件日志，呈现工作如何在案例、活动和资源之间流转。如果您想了解运营工作流，而非实体设备，流程孪生可以帮助您分析当前流程，并通过模拟探索不同假设下的情景。
数字孪生的定义是什么？
数字孪生是对真实事物的虚拟表示，并与其运行情况相关的数据相连接。这一定义适用于实体资产、互联系统和业务流程，但不同类型使用的数据不同，所回答的问题也不同。
资产孪生可以通过工程模型和设备数据来呈现机器或生产线。流程孪生则使用工作过程中记录的事件数据，呈现工作如何在活动、团队和系统之间流转。
与真实世界数据相连接，是数字孪生区别于静态流程图的关键。数据可以持续更新，也可以定期更新。更新频率取决于使用场景和可用数据。
选择方法时，这一区别很重要。资产孪生通常依赖工程模型、传感器和设备遥测数据。流程孪生使用事件日志，即记录活动、时间戳和案例的数据，以呈现工作的实际情况。两者都能支持分析和模拟，但流程孪生不需要实体资产模型或物联网传感器。
数字孪生是如何发展的？
利用实体复制品和模拟为太空任务做准备的想法，至少可以追溯到NASA在1970年执行阿波罗13号任务时。2002年，Michael Grieves博士提出了一个框架，将实体产品与其虚拟对应物贯穿产品生命周期连接起来。NASA工程师John Vickers于2010年创造了“数字孪生”这一术语。
数字孪生如何运作？
数字孪生将真实事物的虚拟表示与其运行数据相连接，让您能够分析当前情况并探索可能的变更。
具体做法因使用场景而异，但基本步骤大致相同：
- **收集相关数据。**资产孪生可能使用传感器读数、设备遥测数据和工程数据；流程孪生可能使用来自ERP、CRM或工作流系统的事件日志。
- **创建虚拟表示。**根据要回答的问题，选择合适的详细程度，为资产、系统或流程建模。流程表示可以包括活动、决策点、资源和时间信息。
- **将虚拟表示与数据连接。**使用真实数据源的更新，让模型保持相关性。数据可以持续更新，也可以定期更新。
- **分析运行情况。**比较预期表现与实际表现，调查流程变体，或通过模拟探索可能的结果。
- **利用分析结果辅助决策。**数字孪生可以帮助您在实施变更前进行评估，但不会代您执行运营变更。
对于流程孪生，事件数据能够证明实际发生了什么。流程挖掘根据这些数据还原实际流程。之后，您可以借助流程模型和模拟来研究可能的变更，例如调整产能或修改路由规则。
数字孪生有哪些类型？
数字孪生可以呈现组件、资产、互联系统、业务流程或组织。合适的类型取决于您要回答的问题及其范围。
| 类型 | 表示对象 | 常见数据 |
|---|---|---|
| 资产孪生 | 实体资产，例如机器、车辆或建筑 | CAD或工程数据、物联网传感器数据和设备遥测数据 |
| 系统孪生 | 互联资产或组件，例如生产线或公用事业网络 | 构成更大系统的资产和系统数据 |
| 流程孪生 | 工作在业务流程中的流转方式，例如订单到收款或采购流程 | 包含案例标识、活动、时间戳和资源信息的事件日志 |
| 组织孪生 | 组织在流程、资源和关系方面的运营方式 | 流程和组织信息的组合 |
组件孪生关注单个元素，例如阀门或机器部件。它可以成为更大范围的资产孪生或系统孪生的一部分。这些类别可能有所重叠：生产线可以包含各台机器的资产孪生，也可以包含整条生产线的系统孪生。
如果您关注的是人员、系统和工作之间的互动，流程孪生就是合适的类型。它使用流程数据，而非详细的实体模型。
什么是组织数字孪生？
**组织数字孪生（DTO）**将这一理念从单个流程扩展到整个组织，涵盖组织的流程、资源、结构及其相互关系。它的范围和起点都不同，因此本文聚焦于流程孪生，组织层面的内容另文介绍。请阅读组织数字孪生指南，了解构建过程中的各个层级、如何保持模型持续更新，以及应从哪个流程开始建模。
对许多企业而言，数字孪生是最终目标。问题在于试图一步到位。首先记录流程，并将其整合为完整的架构；然后添加数据，以便衡量流程；最后，让这一视图持续更新并保持实时。
数字孪生技术如何应用于业务流程？
流程孪生使用事件数据，呈现工作在业务活动和系统中的实际流转方式。
工作在系统中流转时，业务流程会生成数字记录。事件日志可以记录案例标识、活动、时间戳，有时还会记录相关资源或系统的信息。流程挖掘利用这些记录还原流程的实际运行情况。
流程孪生可以呈现案例经过的路径、活动和交接所需的时间，以及案例延误或重复处理的位置。它不同于仅依据访谈创建的流程图，而是以实际观测到的事件数据为基础。流程模型补充结构和上下文，模拟则可用于探索不同情景。
流程孪生不同于资产孪生。它不对机器的实体状态建模，也不需要传感器数据，而是呈现工作在业务活动和系统中的流转方式。
为什么业务流程数字孪生很重要？
流程孪生利用您自己的流程证据，帮助您分析运营问题。
- **了解实际流程。**将事件数据中的路径与预期流程进行比较。
- **发现延误和返工。**找出案例等待、重复执行活动或改走其他路径的位置。
- **探索可能的变更。**通过模拟评估调整产能或路由等情景。
- **跟踪流程表现。**利用KPI和更新后的数据，了解流程随时间发生的变化。
数字孪生无法保证提议的变更在实际中一定有效。它能帮助您系统地分析数据、检验假设，再决定采取什么行动。
如何构建流程数字孪生？
您可以使用现有系统中的事件数据构建流程孪生；分析业务流程不需要物联网传感器。以下七个步骤将为单个流程构建孪生。将其扩展为覆盖整个组织的孪生，需要采用不同的构建顺序，详见组织数字孪生指南。
- **选择一个流程。**从对团队有意义且有可用事件数据的流程入手，例如订单到收款、采购或客户支持。
- **准备事件日志。**确认其中包含案例标识符、活动名称和时间戳。根据分析问题，资源名称、成本或其他属性也可能有用。请参阅创建流程挖掘事件日志指南。
- **发现实际流程路径。**使用流程挖掘重建案例经过的路径，并分析耗时、差异和返工情况。
- **建立流程模型。**使用流程模型，让流程更易于理解，并呈现您要分析的结构。BPMN可用于描述活动、网关和决策点。
- **设置情景。**提出明确的假设问题，例如调整产能或流程规则后可能会发生什么。清楚记录各项假设。
- **运行模拟并检查结果。**在数据和模型支持的范围内，使用周期时间、吞吐量或等待时间等指标，将假设情景与当前流程进行比较。
- **确定要在实际工作中测试的方案。**将结果作为决策依据。变更后，检查新的流程数据，了解实际情况。
ProcessMind整合了流程挖掘、流程映射、仪表板、KPI和流程模拟。您可以使用自己的流程数据试用ProcessMind。
选择平台时应关注哪些功能？
构建流程数字孪生时，应选择能够将事件数据转化为易理解的流程视图，并帮助您评估潜在变更的功能。
| 功能 | 用途 |
|---|---|
| 流程挖掘 | 根据事件数据还原实际流程 |
| 流程映射和BPMN | 记录流程结构，让流程更易讨论 |
| 流程模拟 | 根据模型及其假设探索假设场景 |
| 仪表板和KPI | 跟踪流程表现并传达分析结果 |
| 数据准备 | 整理业务系统中的事件数据，以供分析 |
| 协作 | 与相关人员共享流程视图和分析结果 |
评估工具时，请确认其功能适合您的数据和待解决的问题。流程分析工具不能替代用于构建详细资产数字孪生的工程软件。
您可以了解假设分析的运作方式，也可以了解流程模拟。
数字孪生有哪些实际应用？
数字孪生应用于各行各业，但具体模型和数据会因研究对象是实体资产、互联系统还是业务流程而异。
制造业
资产或系统数字孪生可以呈现设备或生产线。团队可利用工程和设备数据分析其表现，或模拟生产线可能发生的变化。
流程数字孪生关注的是另一个问题：工单、检查或生产案例如何在组织的流程中流转。这两种视图可以互为补充，但并非同一个模型。
供应链与物流
系统数字孪生可以呈现互联的设施、运输或库存流转。流程数字孪生则可展示订单、采购或履约案例如何在业务系统和团队之间流转。
事件数据有助于您发现这些工作流中的延迟和差异。
医疗健康
流程数字孪生可用于分析患者接诊、排期或账单处理等行政和运营流程，帮助您发现案例在哪些环节等待，或为何走上不同路径。
针对个体患者的临床数字孪生属于另一类应用，可能需要不同的数据、模型和防护措施。
城市与公用事业
城市和公用事业领域的资产或系统数字孪生可利用工程数据和传感器读数呈现基础设施与网络。流程数字孪生则可补充这些视图，展示服务请求或维护案例等相关运营工作如何在团队和系统之间流转。
能源
能源企业可用资产数字孪生呈现涡轮机等设备，用系统数字孪生分析互联的基础设施。如果有事件数据，流程挖掘还能从另一个角度分析维护规划或服务运营等业务流程。
数字孪生与模拟有什么区别？
数字孪生将某个现实对象的模型与相关数据连接起来；模拟则运行模型，探索可能的结果。
模拟可以比较不同场景，例如不同的人员配置或流程规则。即使不连接当前运营数据，您也可以运行模型。
数字孪生是与现实世界中的资产、系统或流程数据相连接的虚拟呈现。它可以包含模拟，但模拟本身并不等于数字孪生。
对于流程数字孪生，事件数据有助于描述实际流程。流程模型呈现其结构，模拟则可帮助您比较不同的潜在变更。结果取决于您提供的模型、输入数据和假设，只是场景估算，并不能保证实际结果。
如果您想评估流程变更，请了解如何进行假设分析。
ProcessMind适用于哪些场景？
ProcessMind帮助您分析和改进业务流程，但不会根据CAD模型或物联网传感器数据构建资产数字孪生。
您可以使用ProcessMind分析事件数据、映射流程、跟踪KPI、识别瓶颈并模拟假设场景。流程数字孪生工作流将这些功能整合起来：
- 发现实际工作如何根据事件数据流转。
- 映射流程，帮助团队理解和讨论。
- 分析流程表现，并通过仪表板和KPI跟踪。
- 模拟潜在变更并比较不同场景。
从一个流程和现有事件数据开始。如需了解模拟功能的范围，请了解流程模拟。
为一个流程构建数字孪生
从您熟悉的流程事件数据入手，了解当前工作如何流转，再通过模拟探索变更可能带来的影响。
下一步，您可以了解假设分析的运作方式，或了解流程模拟。
