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一、數字化轉型與新質生產力

新質生產力：范式轉變

近期，國家在各個場合多次談及新質生產力，新質生產力是相對于舊質生產力的概念。過去30年，勞動力是工人的體力勞動，勞動對象是土地和自然資源，勞動工具是有形的機器設備。比如，房地產業曾經是中國的主導產業。

新質生產力是從新的角度考慮勞動三要素：勞動工具為新一代的數字技術、移動互聯網，包括人工智能、大數據、云計算。勞動對象開始關注數字孿生與實體設備之間的交互，即現實世界與虛擬世界之間的互動。隨著勞動工具、勞動對象的更新，對勞動力技能的要求也大幅提高，需要工人們充分調動腦力而不僅僅是體力。

因此，新質生產力是三個概念，“新”代表新技術，“質”代表質量，“虛實交互”要求提升管理質量、生產質量，最終目的是提高中國的全要素勞動生產率。根據聯合國貿發組織數據，目前我國的勞動生產率只有美國的30%左右，有很大的上升空間。

數字經濟的演化路徑

從勞動力的三個關鍵要素角度看，數字經濟的演化首先是勞動工具的改變。專業技術和數字技術結合形成了新型勞動工具形態，如工業制造領域的機器人、自動化技術、工業物聯網，汽車行業的自動駕駛等。其次，勞動對象也發生了很大變化，以前的生產制造主要依靠工人操作完成，現在則需要把業務、數字孿生和數據智能有機結合起來，大數據與人工智能技術降低了業務生產過程價值鏈和供應鏈出錯的概率，提升效率并降低成本。最后是勞動者，未來新一代的勞動者需要具備人機交互的能力，這對中國經濟形態所帶來的影響是長期且具有重大意義的，需要大量戰略能力的投入。

根據聯合國發布的《全球技術創新報告2023年》，目前全球技術可以分為三類。第一類是工業4.0，也就是數字技術，第二類是綠色能源技術，第三類是其他前沿技術。在專利領域，中國的第一類數字技術和第二類綠色能源技術在全球的占比分別達到49%和56%，這表明中國在數字化技術和新能源技術方面已經走在了世界前列。

數字經濟與新質生產力的關系

傳統產業向新質生產力的轉變是漫長的、艱巨的、需要巨大投入的轉型過程。近期，國家提出需要“有耐心的資本”，因為能力的構建需要長期的持續投入，而不是短平快、風口。

轉型要采取“先立后破”，即先在新興領域進行探索，摸著石頭過河，在傳統產業看到未來曙光后再進行蛻變。新質生產力是科技創新、綠色新能源、數字經濟等概念的綜合體，代表著未來中國的戰略發展方向。

邁向智能制造的核心環節

邁向智能制造的核心環節是數字孿生空間，人工智能技術的應用是有條件的，需要巨大的數字孿生空間。ChatGPT目前的最大優勢是掌控了全球的數據和知識。數字孿生空間越大，人工智能施展的空間和價值就越大。

但數字孿生的空間建設過程是漫長的，很多企業從傳統的信息管理系統到自動化系統、到工業物聯網系統、再到移動互聯網，每一步都是走向數字孿生的其中一環。人工智能技術在各個領域的價值實際上取決于數字孿生空間中數據的量、數據的質以及數據之間互聯的能力。

通過對50家大型企業進行數字化轉型分析，發現最關鍵的兩個環節是業務層的數字化融合及數據層的數據治理利用，這兩個最困難的環節也是數字孿生構建的關鍵。

二、數字孿生的核心概念

數字孿生的提出與發展

最早提出數字孿生概念的是美國的教授Grieves，他基于產品生命周期管理的概念，提出通過打造產品從設計研發到使用的全生命周期數據鏈形成數字孿生。

2003年，美國航天航空航天局和美國空軍將概念用于航天器的健康維護和剩余有效壽命的預測，通過對數據進行采集來甄別它的健康狀態，判斷在哪些地方有可能出問題，還能用多長時間。

2016年Gartner將數字孿生技術列為十大戰略技術趨勢之一。2017年洛克希德·馬丁公司將數字孿生列為國防和航空航天工業六大頂級技術之首，中國科協與智能制造學術聯合體也將數字孿生智能制造裝備評選為2017年智能制造十大科技進步之一。

在中國數字化發展進程中，智能制造也是難度最大的環節，數字孿生與智能制造密切相關。比如像博宇科技這種采集天文、水利、空間、氣象等數據的公司，數字孿生和這些領域的專業管理能力、預測能力是高度密切相關的。

數字孿生的關聯概念

數字孿生還有一些關聯概念，也具有非常重要的戰略價值。下面的第一張圖代表傳統IT，即企業信息化。第二張圖包括物聯網、云計算、大數據等新技術。

第三張圖提到了CPS，即Cyber Physics System，翻譯為信息物理系統。C代表廣域的網絡空間，P代表所有的實體對象，S代表連接、管理C和P的系統。CPS和數字孿生是高度相關的，美國將其列為十大信息技術之首。最后一張圖指出數字孿生更關注工程概念，即如何把實體空間的對象映射到網絡空間。

數字孿生的定義

數字孿生由實體空間、虛擬空間和信息處理三部分組成。

從下圖可以看出，實體空間的人、設備、廠房、書籍等都通過數字化轉型存儲到網絡空間，通過算力算法進行模擬運算找到最優解，再把這些最優解反饋給物理空間進行更有效的運行。

實體空間和虛擬空間之間的鏈接有三個關鍵詞，第一個是保真，強調數字孿生是否能真實地、準確地反映實體空間情況。第二個是實時。第三個是交互，強調數字孿生映射的規模是否全面，能否全生命周期進行動態建模、全流程實施優化。這對企業的數字化管理是非常艱巨的挑戰。

數字孿生的特性

數字孿生的特性是實體空間與虛擬空間的關系，主要表現為五點。

第一是映射性。數字孿生是對設備或系統的集成化、多實體、多維度概率模擬的最佳模型，是實時感知的。

第二是同步性。數字孿生搭建的虛擬世界與實體世界是同步運行的。

第三是交互性。現實與虛擬之間是可以交互、不斷優化的。

第四是全面性。從規模上來說，映射是在不斷延伸拓展的。

第五是智能性。虛擬空間中有算法模型能夠持續地對實體空間的設備活動進行優化。