在过去十年中，造船业新技术迎来迅猛发展，促进船厂的数字变革。这些技术涵盖船舶生命周期的全部阶段，有望促进船舶复杂系统的开发，从而降低成本、改进造船流程和优化效率。
作为这场数字革命的参与者之一，意大利造船集团芬坎蒂尼（Fincantieri）青睐于数字孪生（Digital Twin）技术。作为船舶生命周期全面数字化的核心，数字孪生是实时反映实体船舶的虚拟对应物，通过释放多种可能性，旨在改进船舶从设计到退役的各个阶段。
Fincantier计划将数字孪生技术应用于未来的新造船项目，成为贯穿其产品生命周期各阶段的“数字主线（Digital Thread）”。最初，Fincantieri将在FCx30中嵌入数字孪生系统，以支持维护流程、培训以及船舶投运期间的其他方面。
- 培养数据驱动的造船工艺
数字孪生系统结合日常运营中收集的实时数据，将数字模型转化为动态实体，从而实现数字工具与船舶数据网络的无缝集成。通过在数字孪生模型上进行“假设”分析并直接反馈给船员，以优化船舶或潜艇的推进、能源和其他关键层面的性能。
Fincantieri旨在利用这些数据创建一套数字孪生服务，从运营可用性评估到预测性维护和情景模拟。此外，通过将基于物理的模型与数据驱动的洞察力相结合，Fincantieri将为船舶运营商提供独特视角以了解船舶的复杂性，并将数据连接到单一的分析源中。
- 为数字孪生奠定基础
Fincantieri数字孪生架构的核心是信息层，来自实体船舶的数据和信息通过各种通信网络传输，然后存储在一个称为“数据湖（Data Lake）”的存储库中，该存储库采用大数据技术，能够处理视频、二进制、文本和音频等不同形式的海量信息。反之，这可以促进应用层中所有连接软件工具的信息检索。这些应用软件可以是传统软件，也可以是在面向服务架构内构建的数字原生软件（digitally native software）。
通过将多个应用程序相结合，决策支持层配备了通过各种工具（包括简单的仪表板和复杂的模拟系统）提供决策帮助的信息，从而能够对维护、运营和优化等各种流程进行复杂的假设分析。
- 构建定制化数字孪生服务套件
尽管为船舶提供完整的数字孪生系统概念极其复杂且宏大，但Fincantieri仍致力于开发“数字孪生船舶服务（Digital Twin ship services）”上。这些服务将由多个数字应用程序或工具组成，针对船舶操纵性、预测性维护和能源管理优化等特定方面。
数字孪生有可能成为长期控制船舶配置管理的解决方案。通过其强大的数字模型，升级平台的大部分设计工作都可以远程完成，这意味着船舶无需停港就能完成基础工作。
此外，数字孪生还有望提高船舶运营效率，提供所有船载系统和结构的实时更新，以便实时评估船舶的运营能力。通过反映船舶的当前状态，数字孪生系统还可以集成到虚拟渲染模拟中，为复杂场景做好准备。
- 培训和技术转让
Fincantieri还指出，数字孪生系统将在改进各种培训活动、船载系统和设备的使用方面发挥重要作用，使船员掌握更多船舶知识。
允许船厂和船舶设计师在开发平台设计时具有前瞻性是Fincantieri数字孪生建模的基本要素之一。运营期间记录的真实数据可用于提取知识，以改进未来的设计方案。
- 识别挑战
虽然数字孪生技术有可能在不久的将来重塑造船业，但Fincantieri也承认该技术具有局限性。
虽然数字孪生模型以数据为中心的特性有利于船舶运营，但数据所有权和处理能力以及从中获取知识仍是一个重大挑战。整合传统工具也是该技术面临的问题之一，由于以前的数字化工作通常是单方面的，因此需要重新考虑如何发展技术并充分利用数字孪生的潜力。
为应对这些挑战，Fincantieri旨在实施更全面的数字船舶架构，使通常习惯于独立工作的不同领域能够相互协作。
Fincantieri表示：数字孪生架构标志着造船业的一大变革。作为管理船舶和从现场提取知识的重要工具，数字孪生将为Fincantieri当前和未来的船舶建造全过程提供物流和设计支持。
