好問題比答案更重要。一個(gè)月前，中科院沈陽自動(dòng)化所彭慧研究員在數(shù)字化企業(yè)公號(hào)上發(fā)表了《理解數(shù)字孿生：你應(yīng)該回答的33個(gè)問題》一文。受彭老師啟發(fā)式提問方式和提問背后真知灼見的鼓舞，筆者對彭老師的33問以繼續(xù)提問的方式做了補(bǔ)充解讀，參見下圖1（可以通過上下滑動(dòng)看全圖）。除了改正原表中的錯(cuò)別字和為排版進(jìn)行的個(gè)別字詞調(diào)整外，圖中標(biāo)紅的地方對筆者與彭老師分享的那一版表達(dá)不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡胤阶隽诵拚?，對若干問題補(bǔ)充了幾個(gè)提問。限于彭老師33問的框架，那一版對數(shù)字孿生另外一些具有根本性的關(guān)鍵問題沒有提出或展開。本文站在技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展全局的角度，試圖對數(shù)字孿生的問題空間做一系統(tǒng)分析和梳理，敬請業(yè)界同仁指正。

從2002年MichaelGrieves博士提出數(shù)字孿生的概念模型，到2010年前后美國空軍和NASA確認(rèn)數(shù)字孿生的名稱，再到2021年數(shù)字孿生的首個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)即將發(fā)布，數(shù)字孿生正好走完了20年的發(fā)展歷程。而且隨著近年來數(shù)字孿生在國內(nèi)外各個(gè)領(lǐng)域都受到了越來越多的廣泛關(guān)注，也出現(xiàn)了各種各樣的聲音。筆者在《為什么需要給數(shù)字孿生加上一個(gè)“體”字？》中提到，未來的趨勢在共識(shí)中，當(dāng)下的行動(dòng)在系統(tǒng)中。在當(dāng)前這個(gè)承上啟下的關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)，我們更需要運(yùn)用系統(tǒng)思維，理解問題（空間），凝聚共識(shí)，輕裝前進(jìn)。本文在彭老師33問和筆者補(bǔ)充提問（圖1）的基礎(chǔ)上，梳理了以下六類問題及其若干子問題，歡迎業(yè)界同仁繼續(xù)就數(shù)字孿生問題空間的類別和子問題擴(kuò)展及其答案和解決方案，提出意見，補(bǔ)充完善。

1. 如何理解“physical”？?
2. 如何理解digital？
3. 如何理解信息？?
4. 如何理解信息化？
5. 如何理解數(shù)字孿生系統(tǒng)中的數(shù)字孿生體？?
6. 關(guān)于數(shù)字孿生系統(tǒng)與賽博物理系統(tǒng)？?

如何理解“physical”？

這個(gè)問題背后的根本問題是，數(shù)字孿生（化）的對象究竟有哪些？或者說，哪些東西或事物可以被數(shù)字孿生（化）？這個(gè)問題只討論可行性，暫時(shí)不考慮必要性、經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。

很多數(shù)字孿生的定義和論述都提到了physical一詞，物理空間（physical space/world）、物理實(shí)體（physical entity）、物理對象（physical object）、物理孿生體（physical twin）等。如果說，二十年前、十年前，人們還可以用physical一詞作為數(shù)字孿生化對象的定語為數(shù)字孿生下定義，這還有情可原；那么，處在從應(yīng)用探索期向領(lǐng)先應(yīng)用期（數(shù)字孿生技術(shù)發(fā)展階段的劃分參見《數(shù)字孿生體標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展年度回顧》）轉(zhuǎn)換的當(dāng)下，我們需要更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亩x為這一技術(shù)體系能成功跨越鴻溝保駕護(hù)航。

如果堅(jiān)持使用“物理實(shí)體“作為數(shù)字孿生化對象的外延，那么要想打破或證偽這一全稱判斷，找到一個(gè)反例即可。為此，讓我們考慮以下子問題：

子問題1.1：以下事物哪些不屬于物理實(shí)體：網(wǎng)絡(luò)（包括但不限于通信網(wǎng)絡(luò)、能源網(wǎng)絡(luò)、社會(huì)網(wǎng)絡(luò)（如社交網(wǎng)絡(luò)）、物聯(lián)網(wǎng)等等）、處于運(yùn)行狀態(tài)未聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)軟件、云服務(wù)、虛擬現(xiàn)實(shí)、CPS、人工智能系統(tǒng)（如機(jī)器人）、腦機(jī)接口系統(tǒng)、人類和某些動(dòng)物的夢境和幻覺？

子問題1.2：如果對子問題1.1回答是非空集合，那么在這一非空集合中，哪個(gè)或哪些事物不可有對應(yīng)的數(shù)字孿生體（digital twin entity）？或者說，哪個(gè)或哪些事物不可能被數(shù)字孿生化（digital twinned）？

子問題1.3：更極端的問法，一個(gè)數(shù)字實(shí)體（如正在運(yùn)行的軟件）、甚至一個(gè)數(shù)字孿生體本身，可以有對應(yīng)的數(shù)字孿生體嗎？即數(shù)字孿生體或數(shù)字孿生化（digital twinning）可以嵌套嗎？

子問題1.4：如果物理實(shí)體不足以界定數(shù)字孿生化對象的范圍，如何找到或提出簡潔有效的概念術(shù)語組合，解決這一問題？

子問題1.5：物理實(shí)體、虛擬實(shí)體、數(shù)字實(shí)體、抽象實(shí)體、具體實(shí)體之間是什么關(guān)系？虛擬實(shí)體等于數(shù)字實(shí)體嗎？子問題1.1中列舉的事物如何歸類到這些實(shí)體種類中？

如何理解digital？

這個(gè)問題背后的根本問題是，數(shù)字孿生化和數(shù)字化，“化”的內(nèi)容是什么？即數(shù)字孿生化對象和數(shù)字化對象中的哪些屬性和內(nèi)容可以被數(shù)字孿生化或數(shù)字化？

這個(gè)之所以能成為數(shù)字孿生問題空間的一類基本問題，是因?yàn)楣P者最近看到的幾篇演講、講座和文章，把數(shù)字化和數(shù)據(jù)要素（如數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)治理等）進(jìn)行了強(qiáng)因果關(guān)聯(lián)，例如，一提數(shù)字化，不及其余，只強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)的重要性；又例如，認(rèn)為數(shù)字孿生化對象（物理孿生體）和數(shù)字孿生體之間只有數(shù)據(jù)的連接，而無其他。毫無疑問，這些觀點(diǎn)和認(rèn)識(shí)都是片面、有失偏頗的。為此，讓我們考慮以下子問題：

子問題2.1：數(shù)字孿生化（digital twinning）與數(shù)字化（digitalization）是什么關(guān)系？如果是隸屬關(guān)系，除了數(shù)字孿生化，還有哪些數(shù)字化方法和手段？如果是并列的互不隸屬關(guān)系，兩者的本質(zhì)區(qū)別是什么？

子問題2.2：數(shù)字化（digitalization）和數(shù)字化轉(zhuǎn)型（digital transformation）是什么關(guān)系？如果是隸屬或目的手段關(guān)系，除了數(shù)字化，還有哪些數(shù)字化轉(zhuǎn)型方法和手段？如果是近義詞，它們有哪些細(xì)微區(qū)別？使用場合有何不同？

子問題2.3：數(shù)字孿生化對象和數(shù)字化對象中的哪些屬性和內(nèi)容可以被數(shù)字孿生化或數(shù)字化？或者說，數(shù)字實(shí)體（digital entity）中的比特，表征（represent）了數(shù)字孿生化對象或數(shù)字化對象中的哪些屬性和內(nèi)容？

子問題2.4：對數(shù)字實(shí)體（digital entity）中的比特，有哪些解讀（interpretation）方式？數(shù)字實(shí)體中的比特，只是數(shù)據(jù)嗎？

子問題2.5：作為信息度量單位的比特，除了數(shù)字實(shí)體，還有哪些存在形式？

如何理解信息？

這個(gè)問題背后的根本問題是，信息在數(shù)字孿生技術(shù)體系中有著怎樣的重要地位和作用？這是一類龐大深?yuàn)W燒腦的問題，已延伸到技術(shù)哲學(xué)乃至科學(xué)哲學(xué)層面，跨越從哲學(xué)到科學(xué)、技術(shù)、工程的所有層次。

筆者在《新一輪科技產(chǎn)業(yè)革命視角下的數(shù)字孿生體》一文中提出，第四次工業(yè)革命將包含造物革命、能源革命和信息革命，正如眾多物理學(xué)家相信，“信息”的概念也許會(huì)成為物理學(xué)新進(jìn)展的關(guān)鍵，筆者也相信，信息將是第四次工業(yè)革命的重要推手。筆者進(jìn)一步在《信息化的東風(fēng)vs.數(shù)字化的西風(fēng)：壓倒or融合》一文中指出，為什么是信息化、而不是數(shù)字化成為《十四五規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)？人類文明進(jìn)程不但需要工業(yè)化、城市化、全球化與信息化三個(gè)“兩化融合”的“節(jié)流”，還需要以量子理論、新信息革命和造物革命為代表的“開源”。這些都需要抓住信息這個(gè)牛鼻子。為此，讓我們考慮以下子問題：

子問題3.1：信息的本質(zhì)是什么？鐘義信教授關(guān)于信息的認(rèn)識(shí)論定義和本體論定義（參見鐘義信著《信息科學(xué)原理》北京郵電大學(xué)出版社2013），與楊學(xué)山部長關(guān)于信息的三態(tài)（自在態(tài)、自有態(tài)和記錄態(tài)）（參見楊學(xué)山著《論信息》電子工業(yè)出版社2016），有何區(qū)別？是否等價(jià)？“物質(zhì)、能量、信息”中的信息和DIKW層次結(jié)構(gòu)中的信息是否共享相同的定義？

子問題3.2：智能的本質(zhì)是什么？鐘義信教授關(guān)于智能的定義（參見鐘義信著《高等人工智能原理：觀念·方法·模型·理論》科學(xué)出版社2013和《機(jī)器知行學(xué)原理：人工智能的統(tǒng)一理論》北京郵電大學(xué)出版社2014），與楊學(xué)山部長關(guān)于智能的定義（參見楊學(xué)山著《智能原理》電子工業(yè)出版社2018），有何區(qū)別？是否等價(jià)？DIKW作為智能體的認(rèn)知框架是否完備？智能可以作為新的一層加入DIKW層次結(jié)構(gòu)嗎？或者智能遍在于DIKW所有層次

子問題3.3：數(shù)字孿生技術(shù)體系的核心技術(shù)——建模，以及數(shù)字孿生體的核心——模型，與信息以及DIKW層次結(jié)構(gòu)是什么關(guān)系？模型作為名詞的數(shù)據(jù)模型、信息模型、知識(shí)模型之間有何區(qū)別和聯(lián)系？模型作為定語的模型數(shù)據(jù)、模型信息、模型知識(shí)有何區(qū)別和聯(lián)系？

子問題3.4：信息是什么時(shí)候起源的？是與物質(zhì)、能量在我們當(dāng)前這個(gè)宇宙初始的大爆炸時(shí)同時(shí)起源的？還是晚于物質(zhì)和能量的起源，例如，是1948年香農(nóng)在《通信的數(shù)學(xué)理論》一文中提出用比特作為信息的度量單位才有了信息？還是地球上有了人類才有了信息？或者有了地球生命就有了信息？亦或這個(gè)宇宙有了地外生命起源就有了信息？信息是泛宇宙的自然現(xiàn)象、還是屬人的人工建構(gòu)產(chǎn)物？

子問題3.5：我們經(jīng)常掛在嘴邊的物質(zhì)、能量、信息是在怎樣的意義上相提并論的？三者或其中的某兩個(gè)有統(tǒng)一的可能嗎？信息是等同于物質(zhì)、還是有別于物質(zhì)的？信息是物質(zhì)所固有的或內(nèi)在既成的東西、還是在主客體的相互作用中涌現(xiàn)生成的東西？信息是一個(gè)本體論范疇、還是一個(gè)認(rèn)識(shí)論范疇？信息有可能既是本體論范疇、又是認(rèn)識(shí)論范疇嗎？

如何理解信息化？

筆者在《為什么需要給數(shù)字孿生加上一個(gè)體字》一文中指出，數(shù)字孿生的本質(zhì)是，通過數(shù)字化和模型化，以更少的能量，以信息換能量的方式來消除不確定性。認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)，可以有多種角度。但對像數(shù)字孿生、人工智能這樣的復(fù)雜技術(shù)體系，最合適的角度就是技術(shù)演化的角度。這也是為什么筆者對彭老師第一問的補(bǔ)充提問說，數(shù)字孿生的本質(zhì)反映了怎樣的科學(xué)哲學(xué)和技術(shù)演化觀點(diǎn)？這也是為什么筆者認(rèn)為正確理解信息和信息化，對認(rèn)識(shí)數(shù)字孿生的本質(zhì)以及正確引導(dǎo)其技術(shù)體系的發(fā)展至關(guān)重要。

子問題4.1：信息和信息化是什么關(guān)系？信息化的本質(zhì)是什么？目前我們對信息化的理解，有哪些脫離了信息這個(gè)詞根和本源？有哪些尚未觸及信息和信息化的本質(zhì)？

子問題4.2：圖1中筆者對彭老師第16問的補(bǔ)充提問：在大家心目中，下列概念有怎樣的時(shí)間尺度：信息化、數(shù)字化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型、數(shù)字孿生、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、萬物互聯(lián)、5G？

補(bǔ)充一些信息。中國的國家機(jī)關(guān)和政府部門，除了大家熟知的工信部，名稱中有信息化外，還有一個(gè)重要的部門，規(guī)格比工信部高，名字中也有信息化，即中央網(wǎng)信辦（2018年正式成立，其前身可追溯到2011年成立的國家網(wǎng)信辦）中的“信”字。而且中央網(wǎng)信辦下設(shè)的十多個(gè)局中，其中一個(gè)名為“信息化發(fā)展局”。要知道，2018年的當(dāng)口，國內(nèi)外數(shù)字化浪潮和數(shù)字化轉(zhuǎn)型已經(jīng)興起，而在國內(nèi)，企業(yè)信息化的叫法已見式微。

子問題4.3：工信部和中央網(wǎng)信辦名稱中的信息化，有何含義？是同義詞嗎？《十四五規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》為什么要把信息化、而不是數(shù)字化作為2035年的遠(yuǎn)景目標(biāo)？國家層面理解的信息化與國內(nèi)產(chǎn)業(yè)界理解的（企業(yè)）信息化有何差異？如果信息是新一輪科技產(chǎn)業(yè)革命的重要抓手，信息革命是新一輪科技產(chǎn)業(yè)革命的重要推手，我們是否需要對信息化的內(nèi)涵外延進(jìn)行與時(shí)俱進(jìn)的更新？

可以預(yù)見，2035年之前，不但工信部不會(huì)改名，而且由于內(nèi)外挑戰(zhàn)的增加，中央網(wǎng)信辦及其信息化發(fā)展局也沒必要改名。讓我們假設(shè)一個(gè)問題：

子問題4.4：設(shè)想2032-2034年期間在準(zhǔn)備《十七五規(guī)劃和2050年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》時(shí)，國家層面會(huì)如何評(píng)價(jià)信息化目標(biāo)的完成情況并制定新目標(biāo)，那時(shí)有必要對上面三個(gè)政府部門和國家機(jī)關(guān)的名稱改掉其中的信息化字眼嗎？

關(guān)于信息化與數(shù)字化的關(guān)系，正如筆者在《信息化的東風(fēng)vs.數(shù)字化的西風(fēng)：壓倒or融合》一文中所指出的，信息化和數(shù)字化并非鐵路警察各管一段的接力關(guān)系，而是不同維度、不同時(shí)間尺度的事情，是站位角度不同的目的手段關(guān)系，有各自的業(yè)務(wù)場景和歷史使命。無論是本世紀(jì)完成國家中興，還是未來共同建設(shè)人類命運(yùn)共同體、促進(jìn)人類文明進(jìn)程的角度，都需要我們更新對信息化的認(rèn)識(shí)。

為了解決古希臘的馬拉松傳信和中國古代以及羅馬帝國驛道驛站傳書的低效率問題，從中國古代烽火臺(tái)只能傳遞幾種信號(hào)，再到1780年代第四次英荷戰(zhàn)爭英國皇家海軍完善旗語用11種信號(hào)旗組合傳遞45種信號(hào)，再到19世紀(jì)上半葉法國建造的可傳遞196種信號(hào)的信號(hào)塔網(wǎng)絡(luò)（556個(gè)信號(hào)塔貫穿法國全境，網(wǎng)絡(luò)線路長達(dá)4800公里），再到1836年莫爾斯解決了用電信號(hào)對英文字母編碼問題，再到現(xiàn)代工業(yè)軟件領(lǐng)域的PDM系統(tǒng)和數(shù)字線程概念，再到未來的量子計(jì)算，所有這些都是信息化上的努力，都是信息化的歷史進(jìn)程，都反映了信息化的的目標(biāo)——把正確的信息、在正確的時(shí)間、以正確的方式、傳遞給正確的人，都反映了信息化的本質(zhì)——充分挖掘DIKW四個(gè)層次相互作用的涌現(xiàn)效應(yīng)，以信息換能量的方式來消除不確定性，服務(wù)于人類認(rèn)識(shí)世界、改造世界，推進(jìn)人類文明發(fā)展進(jìn)程（參見《信息化的東風(fēng)vs.數(shù)字化的西風(fēng)：壓倒or融合》圖6和圖7）。

在時(shí)間尺度上，5G技術(shù)的商用周期，由于美歐的打壓，估計(jì)只有十年左右；數(shù)字化和數(shù)字化轉(zhuǎn)型浪潮的生命周期，大約二三十年到半個(gè)世紀(jì)；而信息化的尺度，則幾百年、上千年?？梢宰鲞@樣的類比，信息化與數(shù)字化的關(guān)系，類似于***和社會(huì)主義初級(jí)階段的關(guān)系。中國和人類需要在不斷探索實(shí)踐的過程中不斷豐富和發(fā)展對信息化的認(rèn)識(shí)，雖然我們現(xiàn)在處于數(shù)字化轉(zhuǎn)型的初級(jí)階段，不成天念叨信息化，并不代表我們忘記了信息化的初心和更高級(jí)更艱難的使命，我們不會(huì)用信息化的空想否定和取代現(xiàn)階段數(shù)字化轉(zhuǎn)型的實(shí)踐，也不會(huì)用現(xiàn)階段數(shù)字化轉(zhuǎn)型的實(shí)踐去否定信息化早期的青蔥歲月和未來的星辰大海。

在空間尺度上，數(shù)字化轉(zhuǎn)型只是第四次工業(yè)革命的開胃菜；而以量子計(jì)算和通信為基礎(chǔ)的新信息革命和信息化將縱貫新一輪科學(xué)革命、技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命（參見《新一輪科技產(chǎn)業(yè)革命視角下的數(shù)字孿生體》文中表1歷次工業(yè)革命的技術(shù)系統(tǒng)分析）。這也是為什么筆者對彭老師33問的補(bǔ)充提問中提到：數(shù)字孿生是一種科學(xué)理論嗎？它能解決科學(xué)問題嗎？數(shù)字孿生在錢學(xué)森（哲學(xué)-科學(xué)-技術(shù)-工程）三維知識(shí)體系中的位置是怎樣的？

子問題4.5：新一輪科技產(chǎn)業(yè)革命場景下的信息化會(huì)對數(shù)字孿生技術(shù)體系的發(fā)展產(chǎn)生怎樣的影響？

如何理解數(shù)字孿生系統(tǒng)中的數(shù)字孿生體？

全球第一個(gè)數(shù)字孿生國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 23247的四個(gè)部分于六、七月份先后進(jìn)入最終草案階段，離正式發(fā)布只差臨門一腳。筆者很高興地看到，在最新一版更新中，ISO 23247接納了“digital twin entity（數(shù)字孿生體）”的術(shù)語和概念，其在數(shù)字孿生制造系統(tǒng)參考架構(gòu)中位置和內(nèi)涵于筆者在《數(shù)字孿生體究竟是一種什么東西》和《數(shù)字孿生體標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展年度回顧》兩文中對數(shù)字孿生體的定位一致，即數(shù)字孿生體是數(shù)字孿生系統(tǒng)的核心組件。

為什么筆者一直建議區(qū)分?jǐn)?shù)字孿生系統(tǒng)和數(shù)字孿生體，并將其作為數(shù)字孿生問題空間的一類重要問題？讓我們從系統(tǒng)架構(gòu)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的視角考慮以下子問題：

子問題5.1：數(shù)字孿生體和數(shù)字孿生系統(tǒng)的概念和術(shù)語是否可以擴(kuò)展其適用范圍，從制造領(lǐng)域進(jìn)入工業(yè)化、城市化和全球化的其他領(lǐng)域，如數(shù)字孿生能源、數(shù)字孿生城市、數(shù)字孿生網(wǎng)絡(luò)等，成為數(shù)字孿生技術(shù)體系的基礎(chǔ)術(shù)語？

筆者在《數(shù)字孿生體概念和術(shù)語體系團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施稿》提出了按時(shí)間、空間和目的-手段關(guān)系構(gòu)建的三維分類框架（圖2），并在《對「工業(yè)軟件：無盡的邊疆」的一些看法》一文中將這個(gè)三維分類框架應(yīng)用于工業(yè)軟件的分類。


子問題5.2：給事物進(jìn)行分類，是否存在統(tǒng)一的方法和框架？應(yīng)用圖2的分類框架為數(shù)字孿生系統(tǒng)的參考架構(gòu)的各種視角和視圖進(jìn)行分類是否完備？

子問題5.3：在時(shí)間尺度上，用ISO/IEC/IEEE 24748-1:2018（系統(tǒng)和軟件工程生存周期管理指南）中所關(guān)注系統(tǒng)與使能系統(tǒng)的交互，來展示數(shù)字孿生體與數(shù)字孿生系統(tǒng)的關(guān)系（圖3），并作為數(shù)字孿生系統(tǒng)架構(gòu)生存周期視圖的模板是否合適，是否完備？如何實(shí)例化？


子問題5.4：在空間尺度上，作為數(shù)字孿生通用系統(tǒng)的特例，單個(gè)的數(shù)字孿生系統(tǒng)、數(shù)字孿生系統(tǒng)族（family of systems）和數(shù)字孿生體系（system of systems）的參考架構(gòu)有哪些差異和共性？跨空間尺度的數(shù)字孿生系統(tǒng)統(tǒng)一參考架構(gòu)是否有意義？

圖2三維分類框架中目的手段關(guān)系也可以理解為問題求解的邏輯。MBSE領(lǐng)域的RFLP（需求-功能-邏輯-物理）和企業(yè)架構(gòu)的4A（業(yè)務(wù)-應(yīng)用-信息-技術(shù)）架構(gòu)分類都是系統(tǒng)架構(gòu)在這一維度映射的實(shí)例化。

子問題5.5：在問題求解維度上，用TRIZ理論技術(shù)系統(tǒng)完備性法則來展示數(shù)字孿生體與數(shù)字孿生系統(tǒng)的功能關(guān)系（圖4），并作為數(shù)字孿生系統(tǒng)架構(gòu)功能視圖的模板是否合適，是否完備？如何實(shí)例化？


筆者在《新一輪科技產(chǎn)業(yè)革命視角下的數(shù)字孿生體》一文中認(rèn)為，數(shù)字孿生和人工智能、萬物互聯(lián)一起，都是第四次工業(yè)革命的通用目的技術(shù)（參見該文表1歷次工業(yè)革命的技術(shù)系統(tǒng)分析，通用目的技術(shù)可參考Elhanan Helpman編《General Purpose Technologies and Economic Growth》The MIT Press 1998）?，F(xiàn)在，在國際標(biāo)準(zhǔn)化層面，數(shù)字孿生和物聯(lián)網(wǎng)已成為一家人（ISO/IEC JTC1/SC41改名為物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字孿生，ISO 23247引用了物聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)）。接下來，數(shù)字孿生和人工智能需要怎樣的互動(dòng)？

子問題5.6：除了借鑒ISO/IEC DIS 22989（人工智能概念和術(shù)語國際標(biāo)準(zhǔn)草案）中，區(qū)分智能體和人工智能系統(tǒng)、區(qū)分人工智能系統(tǒng)和人工智能學(xué)科，同樣為數(shù)字孿生構(gòu)建豐富系統(tǒng)化的概念和術(shù)語體系之外，人工智能在技術(shù)演化和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用等方面能為數(shù)字孿生提供哪些經(jīng)驗(yàn)和借鑒，以使數(shù)字孿生更好地承擔(dān)第四次工業(yè)革命通用目的技術(shù)的使命？

關(guān)于數(shù)字孿生系統(tǒng)與賽博物理系統(tǒng)

這個(gè)問題本夠不上數(shù)字孿生問題空間的一個(gè)類別，最多是個(gè)子問題的級(jí)別。但由于一直受到業(yè)界關(guān)注，筆者結(jié)合兩項(xiàng)技術(shù)在標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域的最新進(jìn)展，對它們的關(guān)系做進(jìn)一步闡述和提問。而且，這個(gè)問題通常的提問方式（如圖1第23問，數(shù)字孿生與CPS的聯(lián)系與區(qū)別是什么？）并不準(zhǔn)確；更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶釂柺怯谩跋到y(tǒng)”對“系統(tǒng)”，即數(shù)字孿生系統(tǒng)與賽博（非要叫成信息也可以）物理系統(tǒng)的聯(lián)系和區(qū)別是什么？

筆者在《數(shù)字孿生體標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展年度回顧》文中提供了一個(gè)系統(tǒng)分析和技術(shù)演化的視角，即CPS是通過集成智能傳感器、軟件和執(zhí)行器，增強(qiáng)物場（TRIZ術(shù)語）相互作用，來改善人工物理系統(tǒng)中的控制子系統(tǒng)控制功能的執(zhí)行；而數(shù)字孿生系統(tǒng)是為一個(gè)人工物理系統(tǒng)建立數(shù)字孿生體，利用超系統(tǒng)資源實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)向雙系統(tǒng)躍遷的進(jìn)化趨勢（圖5）。在技術(shù)演化的宏觀層次上，由于數(shù)字孿生系統(tǒng)在提高人工物理系統(tǒng)理想度的全局性貢獻(xiàn)，相比CPS，更具符合新一輪產(chǎn)業(yè)革命通用目的技術(shù)的要求。而且由于人工物理系統(tǒng)完備性的嵌套和遞歸，兩者可以互為使能技術(shù)，但都不構(gòu)成對方的預(yù)先技術(shù)或前提條件。


除了彭老師的第23問和筆者的補(bǔ)充提問，這兩項(xiàng)幾乎同時(shí)誕生的技術(shù)，近年來在國際標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域表現(xiàn)出了極大的、甚至是數(shù)量級(jí)上的差異：在ISO、IEC、ITU三大組織，沒有以CPS為標(biāo)題的標(biāo)準(zhǔn)，沒有以CPS命名的分委會(huì)、咨詢組、特設(shè)組、工作組、研究組等；相反，數(shù)字孿生相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)卻如雨后春筍。

近年來，在ISO體系下，出現(xiàn)了兩個(gè)CPS相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和一個(gè)工作組。一是美國汽車行業(yè)的SAE J3061-2016（Cybersecurity Guidebook for Cyber-Physical Vehicle Systems）升級(jí)為ISO/SAE 21434（Road vehicles — Cybersecurity engineering），本月將正式成為國際標(biāo)準(zhǔn)。另一個(gè)是，ISO/TC 184/SC 1專門為ISO 23704成立了WG 11（Reference model for cyber-physically controlled smart machine tool systems）。ISO 23704標(biāo)準(zhǔn)名稱是General requirements for cyber-physically controlled smart machine tool systems (CPSMT)，目前包括三個(gè)部分，第一部分是概述和基本原理。第二部分是用于減材制造的參考架構(gòu)，第三部分是用于增材制造的參考架構(gòu)。目前前兩個(gè)部分處于國際標(biāo)準(zhǔn)草案階段，第三部分處于委員會(huì)草案階段。筆者認(rèn)為，ISO/TC 184/SC 1/WG 11和ISO 23704名稱中的controlled一詞，不是畫蛇添足，而是畫龍點(diǎn)睛，不但與ISO/DIS 23704-1 給出的cyber-physical system (CPS)定義以及 ISO/DIS 23704-2 給出的cyber-physical system (CPS) unit定義一致，而且與筆者對賽博物理系統(tǒng)的功能定位也相一致。

結(jié)語

一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的問題空間的探究和定義，既需要系統(tǒng)思維，也需要利益相關(guān)方的共識(shí)。本文在彭慧老師數(shù)字孿生33問和筆者補(bǔ)充提問的基礎(chǔ)上，選取了數(shù)字孿生問題空間的五個(gè)基本方面，進(jìn)一步提出了近30個(gè)子問題。歡迎業(yè)界同仁繼續(xù)就數(shù)字孿生問題空間的類別和子問題擴(kuò)展及其答案和解決方案，提出意見，補(bǔ)充完善。