如何让飞行器在制造、维修和飞行过程中更安全可控？除了常规检修还有一个被热议的技术方案——数字孪生。数字孪生技术的应用最早就始于航空航天业，在探索未来的过程中，数字孪生很快被应用到工业、商业、制造业、服务业、城市管理等多个领域。

数字孪生顾名思义就是构建物理实体在虚拟数字世界中的孪生体。我们以一架飞行器的制造为例：在设计阶段，可以使用数字孪生并结合以往的历史数据来设计飞行器的结构和模型，并通过模拟实验来验证相关设计在各种环境下的性能；在生产阶段则可以利用数字孪生技术实时监控各项生产指标，发现问题时可以及时调整生产策略，从而提高生产的效率和质量；当飞行器交付运行后则可以利用它来实时监控飞行器的运行情况，从而帮助运维人员制定更好的运维策略。在镜像飞行器的实际飞行过程中，实时监测载荷、温度及损伤结构，以便进行设备故障预警，从而保障在系统性、维修成本不经济之前，能够避免周期性维护的高成本和响应慢的问题，既能够提升系统的可用性、又可以保证稳定性和经济性。基于ACAS(机载防撞系统)的预防性维修已经在民航业大规模普及，维修效率得到大幅度提升。波音首席执行官就曾明确表示，数字孪生技术让飞行器的质量提升了 40%~50%。

美国《航空周报》曾做出这样的预测：2035年，当航空公司接收一架飞机的时候，将同时收到一套数字飞机。这套数字飞机包含真飞机的每一个部件、每一个结构，并且伴随着真飞机的每一次飞行而老化。这样飞机有任何问题，都可以在数字孪生系统中被预先感知到，从而将航空安全迈向新的台阶。这样每一架交付的飞机都不再是单独存在的，因为它拥有了一个如实反映它的“影子”，且永不消失，这便是数字孪生的本意。

当我们真正拥有某架飞行器的数字孪生之后，我们甚至不需要它飞上天空去开展各种危险的试验，而是在计算机里模拟仿真这架飞行器的飞行，从而排除使用故障和隐患风险，降低飞行事故的发生，提高运营维护的效率，最终降低成本。就像拥有了地图导航软件，在每次开车以前就可以收到拥堵预报、推荐道路、预计到达时间等信息。

但现实真的像我们想象的那么美好么？其实不然，数字孪生高度依赖传感器所采集的数据和信息，然而在目前的技术水平看来，对飞行进行精确的全域感知依然有难度。一方面，飞行器在每次飞行中所受到的气压、气流、温度差异，都在不同程度影响飞行器机械构造，而这种影响是虚拟世界目前难以精细映射出来的。

另一方面，当前的数字孪生技术存在“传感器悖论”，要确定传感器信号的真实有效，一个信号必须由三个传感器来保证2：1的逻辑有效性，但是要确定传感器是否正常工作，又需要更多的传感器去检测，子子孙孙无穷匮也。因此，一个完全1:1高保真的数字孪生系统目前是难以构建的。

如果物理实体的数据不够保真，那么数字孪生体也会有所缺失，这就会导致通过数字孪生体得出的预测和判断有误差。而依靠有误差的数据去判断飞行的真实情况甚至进行决策，则非常有可能将飞行带向真正的危险，正所谓“失之毫厘谬以千里”。

虽然理想中的数字孪生飞行器还难以实现，但很多技术并不一定要等到完全成熟才可以应用。如果我们把它当做一个思路，愿意承认不成熟的数字孪生同样有价值，或许会有意外发现。比如说，依靠互联网+物联网+大数据+AI的数字孪生应用，正在工业、制造业、生物医疗、城市管理等领域展现出巨大的潜力。

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人类对确定性的追求，对不确定性的排斥，实际上来自对未知的恐惧以及对生存的忧虑。而解决这种恐惧和忧虑的最佳方式之一，就是满怀希望。正如《基督山伯爵》书中所言：人类的全部智慧都涵括在这两个词当中——等待和希望。

数字孪生虽然不能带给我们一个确定性的答案，但却可以带给我们希望。

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