一、数字化转型与新质生产力

新质生产力：范式转变

近期，国家在各个场合多次谈及新质生产力，新质生产力是相对于旧质生产力的概念。过去30年，劳动力是工人的体力劳动，劳动对象是土地和自然资源，劳动工具是有形的机器设备。比如，房地产业曾经是中国的主导产业。

新质生产力是从新的角度考虑劳动三要素：劳动工具为新一代的数字技术、移动互联网，包括人工智能、大数据、云计算。劳动对象开始关注数字孪生与实体设备之间的交互，即现实世界与虚拟世界之间的互动。随着劳动工具、劳动对象的更新，对劳动力技能的要求也大幅提高，需要工人们充分调动脑力而不仅仅是体力。

因此，新质生产力是三个概念，“新”代表新技术，“质”代表质量，“虚实交互”要求提升管理质量、生产质量，最终目的是提高中国的全要素劳动生产率。根据联合国贸发组织数据，目前我国的劳动生产率只有美国的30%左右，有很大的上升空间。

数字经济的演化路径

从劳动力的三个关键要素角度看，数字经济的演化首先是劳动工具的改变。专业技术和数字技术结合形成了新型劳动工具形态，如工业制造领域的机器人、自动化技术、工业物联网，汽车行业的自动驾驶等。其次，劳动对象也发生了很大变化，以前的生产制造主要依靠工人操作完成，现在则需要把业务、数字孪生和数据智能有机结合起来，大数据与人工智能技术降低了业务生产过程价值链和供应链出错的概率，提升效率并降低成本。最后是劳动者，未来新一代的劳动者需要具备人机交互的能力，这对中国经济形态所带来的影响是长期且具有重大意义的，需要大量战略能力的投入。

根据联合国发布的《全球技术创新报告2023年》，目前全球技术可以分为三类。第一类是工业4.0，也就是数字技术，第二类是绿色能源技术，第三类是其他前沿技术。在专利领域，中国的第一类数字技术和第二类绿色能源技术在全球的占比分别达到49%和56%，这表明中国在数字化技术和新能源技术方面已经走在了世界前列。

数字经济与新质生产力的关系

传统产业向新质生产力的转变是漫长的、艰巨的、需要巨大投入的转型过程。近期，国家提出需要“有耐心的资本”，因为能力的构建需要长期的持续投入，而不是短平快、风口。

转型要采取“先立后破”，即先在新兴领域进行探索，摸着石头过河，在传统产业看到未来曙光后再进行蜕变。新质生产力是科技创新、绿色新能源、数字经济等概念的综合体，代表着未来中国的战略发展方向。

迈向智能制造的核心环节

迈向智能制造的核心环节是数字孪生空间，人工智能技术的应用是有条件的，需要巨大的数字孪生空间。ChatGPT目前的最大优势是掌控了全球的数据和知识。数字孪生空间越大，人工智能施展的空间和价值就越大。

但数字孪生的空间建设过程是漫长的，很多企业从传统的信息管理系统到自动化系统、到工业物联网系统、再到移动互联网，每一步都是走向数字孪生的其中一环。人工智能技术在各个领域的价值实际上取决于数字孪生空间中数据的量、数据的质以及数据之间互联的能力。

通过对50家大型企业进行数字化转型分析，发现最关键的两个环节是业务层的数字化融合及数据层的数据治理利用，这两个最困难的环节也是数字孪生构建的关键。

二、数字孪生的核心概念

数字孪生的提出与发展

最早提出数字孪生概念的是美国的教授Grieves，他基于产品生命周期管理的概念，提出通过打造产品从设计研发到使用的全生命周期数据链形成数字孪生。

2003年，美国航天航空航天局和美国空军将概念用于航天器的健康维护和剩余有效寿命的预测，通过对数据进行采集来甄别它的健康状态，判断在哪些地方有可能出问题，还能用多长时间。

2016年Gartner将数字孪生技术列为十大战略技术趋势之一。2017年洛克希德·马丁公司将数字孪生列为国防和航空航天工业六大顶级技术之首，中国科协与智能制造学术联合体也将数字孪生智能制造装备评选为2017年智能制造十大科技进步之一。

在中国数字化发展进程中，智能制造也是难度最大的环节，数字孪生与智能制造密切相关。比如像博宇科技这种采集天文、水利、空间、气象等数据的公司，数字孪生和这些领域的专业管理能力、预测能力是高度密切相关的。

数字孪生的关联概念

数字孪生还有一些关联概念，也具有非常重要的战略价值。下面的第一张图代表传统IT，即企业信息化。第二张图包括物联网、云计算、大数据等新技术。

第三张图提到了CPS，即Cyber Physics System，翻译为信息物理系统。C代表广域的网络空间，P代表所有的实体对象，S代表连接、管理C和P的系统。CPS和数字孪生是高度相关的，美国将其列为十大信息技术之首。最后一张图指出数字孪生更关注工程概念，即如何把实体空间的对象映射到网络空间。

数字孪生的定义

数字孪生由实体空间、虚拟空间和信息处理三部分组成。

从下图可以看出，实体空间的人、设备、厂房、书籍等都通过数字化转型存储到网络空间，通过算力算法进行模拟运算找到最优解，再把这些最优解反馈给物理空间进行更有效的运行。

实体空间和虚拟空间之间的链接有三个关键词，第一个是保真，强调数字孪生是否能真实地、准确地反映实体空间情况。第二个是实时。第三个是交互，强调数字孪生映射的规模是否全面，能否全生命周期进行动态建模、全流程实施优化。这对企业的数字化管理是非常艰巨的挑战。

数字孪生的特性

数字孪生的特性是实体空间与虚拟空间的关系，主要表现为五点。

第一是映射性。数字孪生是对设备或系统的集成化、多实体、多维度概率模拟的最佳模型，是实时感知的。

第二是同步性。数字孪生搭建的虚拟世界与实体世界是同步运行的。

第三是交互性。现实与虚拟之间是可以交互、不断优化的。

第四是全面性。从规模上来说，映射是在不断延伸拓展的。

第五是智能性。虚拟空间中有算法模型能够持续地对实体空间的设备活动进行优化。