2.2　数字化

关于数字化和数字化转型有很多种解释。e-works数字化企业网总编黄培博士给出的解释是，数字化转型包含以下三个相关概念。

• Digitization：将模拟信息转化为数字信息，例如将照片或纸质文档扫描成电子文件，从而转化为数字信息。
• Digitalization：将数字化技术融入企业，变革业务流程，例如利用物联网、工业互联网、大数据分析、机器设备联网等。
• Digital Transformation：数字化技术的深化应用对企业的商业模式、业务运营、决策方式、组织形态、企业文化等方面带来深远影响，每个企业都应当思考并推进数字化转型战略。

笔者于20年前在美国领先的设计软件公司从事产品设计，仿真软件的开发、验证和应用工作，之后一直在国内大型汽车集团公司从事信息化、数字化工作，亲身经历了信息技术的发展历程，见证了信息化带来的效率提升以及引发的数字化变革。

结合汽车企业的信息化、数字化实践，笔者认为数字化的内涵本身也在不断丰富和演变。计算机设计软件刚出现时，汽车企业就将其应用到汽车产品的设计中，这是对构想中的汽车产品实行Digitalization。数字化三维数模可以作为数字样机进行仿真、运动工况校核等，可以替代试验的工作，是初步的Digital Transformation。数据有多种形式，如数字、图像、音频、视频等。随着新一代信息技术的发展和应用，强大的数据处理能力使人们可以通过数据（而不仅仅是三维数模）来实现Digitalization。为便于理解和区别数字化的两个形态，笔者把前者称为基于三维模型的数字化，后者称为基于数据的数字化。随着物联网广泛而深入的应用，以及数据处理能力的不断提升，越来越多的数字化是既有三维模型的数字化，又有数据的数字化。只要在计算能力的处理范围之内，几乎任何物理世界的事物都可以实现数字化。一个企业、产品或业务从传统方式转变为以数字化方式或模式来开展工作，就是数字化转型（Digital Transformation）。

2.2.1　基于三维模型的数字化

数字化的概念在30年前就有了，那时它主要是指通过计算机技术对物理世界进行计算机三维设计、三维仿真。汽车企业的数字化，如三维设计、三维仿真、三维工艺等基于三维数模的数字化其实早已得到广泛应用（见图2-5）。有一辆实体汽车，就可以设计出一个数字化的汽车三维模型。今天几乎所有的产品都是在计算机中设计出来的，可以说数字化是物理世界的数字表达。这种对物理世界以三维模型进行表达的过程就是基于三维模型的数字化。

不仅是物体，业务也可以通过三维模型来实现数字化。例如汽车的碰撞试验是汽车研发中必不可少的重要手段，是一个业务活动。一个碰撞试验费用可高达100万元人民币，是非常昂贵的。完全可以在计算机中对三维模型进行碰撞试验业务仿真，以替代物理试验。汽车碰撞数字化仿真的费用只需物理试验的1/100或更少。同样，对于物理世界中的汽车工厂及生产过程，也可以在计算机中生成三维数模，再对三维数据进行仿真。工厂的所有活动都可以在数字世界中呈现。

一个新产品的诞生，首先是设计人员构思方案，然后在产品样件做出来之前就在计算机中通过三维模型创建出虚拟产品来，并通过仿真等技术进行各种工况下的校验，进而不断改进和完善产品设计。这个基于三维模型的数字化产品就是虚拟样机。

基于三维模型的数字化是数字孪生的基础。数字孪生指的是通过数据连接产生数据，然后重新呈现一个虚拟的数字孪生世界，从而表达线下业务发生每一个动作的过程。数字孪生是物理产品或系统的数字化表达：它能够实时、动态反映物理产品或系统的运行状态，实时动态仿真、分析优化运行和维护，同时能够洞悉产品质量问题，改善产品设计和制造。数字孪生不同于虚拟样机：数字孪生是先有实际产品，后有对实际产品运行的虚拟复现；而虚拟样机是先有数字产品，用于仿真验证，后有实际产品的生产制造。

2.2.2　基于数据的数字化

现在讲的数字化是基于数据的数字化。在构建虚拟样机时，基于三维数模的物理—数字更形象，更易于理解，而基于数据的物理—数字相对不直观，不易在脑海中形成比较形象的图像和场景。例如，在数字化营销中，用户画像是通过大量数据来实现的，与之相比，汽车的三维数字化模型要直观得多。

这里讲的数据可以是各种形式，如数字、文字、图片、视频、音频、二进制数据等。有了各种形式的数据，就能实现对一切产品、业务、人物画像等的数字化。

在数字化时代，通过使用物联网、移动互联网、AR/VR（增强现实/虚拟现实）、电子商务这些数字化技术和平台，物理世界正在被搬运并重构到数字世界中来（见图2-6）。Google Earth的目标是将整个地球数字化，新加坡政府应用达索三维软件和平台将整个新加坡进行了数字化。利用数字化技术可以将物理世界完全重构、建模到数字世界。人们的大部分协作、沟通、设计、生产，都可以通过数字化技术在数字世界里实现。在数字世界，你是一个实际的存在，一切以数字世界为核心，而物理世界则成了数字世界的辅助和补充，决策指挥信息回到物理世界指挥设备和机器完成操作。

随着家电等日常用品越来越智能化，人们对智能产品有了较广泛的认识和体验。以冰箱为例，一台智能化的冰箱有与之对应的孪生数字冰箱。孪生数字冰箱存在于用户的手机App中。冰箱的全部状态，如制冷温度、储存的食品等都映射在数字冰箱中。用户也可以在手机中对冰箱进行操作和调节，只不过在家中打开实际的冰箱是用手开门，而在手机中打开冰箱是按一个键；在家中调节制冷温度是调节实际冰箱的温度控制器旋钮，而在手机中是在界面上操作。

购物是生活中十分平常的活动。传统的购物在物理世界里完成：你首先来到商场，然后选商品。例如买手机，你在一家店里看中一款手机，但不确定价格是不是最优的，你想再去其他几家店里看看，比比价。逛了一圈以后，你回到价格最优的那家店，付款，带着新买的手机回家。这是传统的方式，这个方式可以大致分成4步：选商品，比价格，付款，回家。这个过程全部可以在电商平台中实现。在电商平台中，选商品、比价格都非常方便，付款通过移动支付实现，然后跟踪物流就可以了。在物理世界里完成这一过程可能需要一个上午，而在数字世界里只需要10分钟。

用户画像是精准营销及个性化服务的基础。这个画像不是对用户长相的素描，而是通过多方面的数据，如用户的个人信息（如年龄、收入、教育程度等）、兴趣爱好（如球类活动、电影、戏曲、摄影、钓鱼等）、消费倾向（高档商品、进口商品、名牌化妆品等），勾勒出用户可能的消费特征和服务偏好。今天通过多源数据、实时数据、历史数据等就能够从多个侧面比较准确地把用户表现出来。

物联网、移动互联网、大数据等技术使得构建基于数据的数字世界成为现实，这个数字世界几乎可包含一切，包括一个产品、一个行业、一项业务、一个人或群体等。基于物理世界构建一个数字世界，在物理世界开展的活动就可以在数字世界中开展。

基于三维模型的数字化更多是在个人电脑上利用三维设计仿真软件完成，不需要连接网络开展协同；而基于数据的数字化是基于网络的，通常情况下由众多参与者协同完成某项业务工作，如数字化营销。正是有了连接，基于数据的数字化才有了可能。连接客户与企业实现数字化营销，连接订单与生产实现数字化管理，连接生产与设备实现智能制造，连接企业与企业实现产业互联，一系列商业模式变革的成功案例相继出现。

基于三维模型的数字化和基于数据的数字化在过去基本是独立发展的。三维数模的应用较少涉及数据分析，而数据分析（如BI）则主要应用数据，较少涉及三维数模。随着业务数字化运营平台不断得到深入应用，基于三维模型的数字化和基于数据的数字化逐渐走向统一。对于智能化产品，通过生成数字孪生，物理实体和数字孪生可以实现实时的动态双向数据交流，通过数字孪生模型就可以对物理实体进行运营监控、故障预警、性能分析、实时仿真、预测性维护等。这些功能的实现既需要三维数模，也需要大数据和人工智能分析能力。物理和数字的融合、数模和数据的融合将是发展的趋势。

数据是数字化的核心要素。很多企业都认识到了数据的重要性，“数据是企业的重要资产”已成为企业的共识。要实现数字化，就必须对数据进行采集、存储、处理、计算、应用，涉及大数据、云计算、物联网、移动互联网等一系列数字化技术（将在第6章详细阐述）。

数字化给传统产业带来前所未有的机遇。数字化为企业业务和管理的创新、社会经济的发展注入了新活力，激发了新动能。对于汽车企业而言，需要将核心能力从传统的机械设计与制造转换到智能设备的软硬件开发上来，与之对应的是企业对自身的研发模式、制造模式、供应链模式、运作模式进行数字化重构。

数字化可能改变现有业务的模式，这是它与信息化最大的不同。