译者序

2050年5月9日（星期一），又是一个阳光明媚的清晨，你从香甜的睡梦中醒来，身边的手机声音适时地响起，提示你当前的心率和体温等健康指标。等等！你的手机为什么能如此准确地知道你已经醒来？那是因为你此前服用过一枚胶囊，这枚胶囊中包含了纳米机器人，这些机器人通过血液循环进入并驻留在你的身体的各个部位，扫描你的身体信息，将数据以无线方式传输到相应的手机应用程序中。手机应用程序在接收到这些信息之后，就可以通过数据分析生成一个数字化的你，术语称为“数字孪生体”。纳米机器人的数据传输是实时的，所以你的数字孪生体第一时间就知道你这个“物理本体”已经醒了。

数字孪生体的功能无疑是强大的，它不但可以扫描你身体的各个部位，实时监控血压、心率和体温等状态，还可以通过数据分析及时发现病灶，报告异常信号，进行疏通血管等“日常维护工作”，甚至还可以根据你的需要，轻松帮助你减肥，为你定制健康食谱，针对你体内可能出问题的器官进行“预测性维护”等。

当然，目前人体的数字孪生体实现仍停留在初级阶段（如心脏起搏器的数字孪生体实验），因为这可能涉及物化人类之类的伦理问题和数据隐私之类的法律问题，但是工业设备或系统的数字孪生体却已经是振翅欲飞的新兴技术了。简单来说，数字孪生体就是在某个设备或系统的基础上，创造出一个数字版的孪生体，因此它也被称为数字映射或数字镜像。相比于设计图纸，数字孪生体最大的特点在于：它是对物理实体的动态模拟。也就是说，它不但有来自物理实体的设计模型，还有物理实体上传感器反馈的数据，以及实体运行的历史数据。换言之，物理实体的实时状态和外界环境条件等都会反映到数字孪生体上。

数字孪生体还有一项很大的优势，那就是如果需要做出系统设计之类的修改，或者想要知道系统在特殊外部条件下的反应，则可以在数字孪生体上进行“实验”。这样既避免了对物理实体的影响，又可以提高效率、节约成本。

由此可见，“数字孪生体”虽然是一项新兴技术，但它在概念上却并不新鲜。它主要涉及数据采集和接口、数据处理和分析、机器学习、数据可视化等技术，而这些技术在近年来可谓相当成熟了，这也为数字孪生体的实现打下了坚实的基础。

本书不但详细阐释了数字孪生体的概念，还介绍了它可能带来的经济和社会价值、预期的业务成果和实现数字孪生体的技术需求等。从实用性出发，本书演示了如何创建你的第一个数字孪生体，包括具体的项目规划阶段、敏捷开发方式、数字孪生体开发的业务流程、评估和筛选数字平台、配置云服务、使用数字孪生体定义语言编写数据接口和模型、创建应用程序以更新数字孪生体原型、试点运行和部署数字孪生体等。虽然本书提供的数字孪生体原型（风力涡轮机）未必是你所熟悉的领域，但是它对于你创建自己的数字孪生体原型仍然有很好的启示意义。

在翻译本书的过程中，为了更好地帮助读者理解和学习，本书以中英文对照的形式保留了大量的术语，这样的安排不但方便读者理解书中的代码，而且也有助于读者通过网络查找和利用相关资源。

本书由黄刚翻译，马宏华、黄进青、熊爱华等也参与了部分内容的翻译工作。由于译者水平有限，错漏之处在所难免，在此诚挚欢迎读者提出任何意见和建议。

黄刚