Page 106 - 通信技术分析及发展研究

Analysis and Development Research of Communication Technology
通信技术分析及发展研究

实时可靠的数据读取性能，是其应用于数字孪生系统面临的挑战。
第二，多尺度融合建模的挑战。一方面，现实中的复杂系统往往很难建立精
确的数理模型。目前的建模方法大多基于统计学算法将数据转化为物理模型的替
代，模型的可解释性不足，难以深度刻画或表征物理实体的机理。如何将高精度

传感数据与物理实体的运行机理有效深度结合，获得更好的状态评估和系统表征
效果，是构建准确数字孪生模型的关键。另一方面，高层次的数字孪生系统往往
需要对大量不同物理实体进行建模，在将这些不同尺度的模型融合为一个综合的
系统级模型时，增加不同模型间的数据接口及数据翻译器，解决模型参数及其格

式不一致的问题，同样是数字孪生建模过程中的挑战。
第三，高性能计算的挑战。数字孪生系统各项功能的实现非常依赖高性能的
计算能力，对系统所搭载的云计算平台，优化数据结构、算法结构，并配套足够
的算力，对部署在终端的边缘计算平台，综合考量算力和功耗的平衡，均是数字

孪生系统层面需要面临的挑战。而在服务层面，如今用户所需的人工智能基础设
施不足、人工智能应用方案成本过高等也是亟待解决的问题。
第四，虚拟呈现的挑战。如今 VR、AR、MR 技术本身存在很多亟待突破的
瓶颈，而对复杂的数字孪生系统，VR、AR、MR 技术难点有两个：一是需要布

置大量的高精度传感器采集系统的运行数据，为虚拟呈现提供必要的数据来源和
支撑；二是如何将虚拟内容叠加至现实空间并提供沉浸式的虚实交互体验。
第五，系统安全的挑战。数字孪生系统中数字孪生体与物理实体的交互是建
立在网络数据传输的基础上的，数字孪生的应用使得企业原有的封闭系统逐渐转

变为开发系统，因此系统的安全问题随之而来。首先是数据传输与存储的安全，
即在传输及存储的过程中面临数据丢失、数据泄密等风险，其次是数字孪生虚实
交互过程中存在安全漏洞，而导致其易受外界攻击，进而引起系统紊乱，影响数
字孪生体与物理实体之间的数据信息及控制指令的交互效率。

2. 应用方面的挑战
数字孪生在落地应用方面也面临一定的挑战：
第一，多场景应用的挑战。数字孪生涉及的行业有待继续拓展，目前数字孪
生得到实际应用的行业少之又少，主要集中在智慧城市、智能制造等行业。在其

他行业数字孪生仍停留在概念及原型设计的阶段。另外数字孪生大规模应用的场
景也比较有限，即使是在已经投入实际应用的个别行业中，数字孪生更多是为单

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