隨著物聯網（IoT）、人工智慧（AI）、雲端運算等應用場景逐漸地演進與融合，數位分身（Digital Twin）技術在多個產業中的應用潛力開始受到關注。尤其是自動化工業、高科技製造業，數位分身技術能夠為實體設備創建精確的虛擬環境，藉由模擬運行、分析和預測，提高生產效率、減少維護成本與最佳化營運流程。
根據市調機構Precedence Research的研究報告顯示，預計2024年全球數位分身市場將達到198億美元，並以39%的年複合成長率迅速擴大，至2033年可能達到3836.1億美元。這一強勁的增長趨勢反映出產業對於數位分身技術日益增長的需求。
另一份由日商環球訊息（GII）發布的市場調查報告亦指出，全球數位分身市場規模預計從2022年的103.0億美元，以38.7%的年複合成長率，發展至2030年將達到1,409.3億美元。由此不難看出，數位分身在工業4.0發展趨勢中，扮演舉足輕重的角色。
掌握運營流程以建構虛擬環境
數位分身技術運用數位化手段，模擬現實世界的各種環境和系統，為終端用戶提供一個平台，以便在虛擬環境中驗證決策的有效性。這項技術使得操作設備機械或產線時的判斷更快速、更準確，進而實現營運的最佳化。
洛克威爾自動化（Rockwell Automation）解決方案暨工程服務事業群總監王展帆說明，在現實世界中，操作設備機械或產線時，許多重要的資訊往往不易直接獲得，通常需要花費大量時間進行資料參照和分析。然而，在數位分身的環境中，這些資料可以迅速被分析和處理，甚至還可以透過幾項關鍵的指標來加速決策過程。
數位化場景若要成功實施，須具備三大要件：豐富且精確的資料收集、有效的數據分析能力，以及人因工程的整合，這三者為數位分身的核心架構。王展帆進一步說明，實現數位分身的基礎是擁有足夠多且正確的資料。包括從各種感測器和系統中收集的實時數據，如溫度、壓力、速度等，這些數據必須精確無誤，才能保證模擬環境的真實性和可靠性。此外，資料處理與分析能力也是不可或缺的要件，因為若僅有數據而無法加以適當分析和應用，同樣無法達到預期的模擬效果。
至於人因工程則是橋接虛擬與現實的差異，使得使用者能夠直觀理解模擬環境。這不僅是讓數位分身的虛擬模型環境與營運現場一致，更重要的是要使其功能和操作方式能夠直觀地反映現實情況，讓操作者能夠無縫地進行操作和決策。例如，虛擬化環境中，不需要將每個設備的細節完全呈現，而是突出顯示關鍵部分，這樣既減少了資訊過載，也提升決策的效率。
因此運用數位分身技術搭建的虛擬環境，必須要由熟悉運營流程管理的專家參與設計和實施。這些專家需要深入理解現場操作的每個細節，並能夠與數位工具及工程技術人員緊密合作，才能建構一個既符合技術規範又能滿足操作需求的平台。
模擬運行實現預測性維護
面對全球普遍的勞動力短缺問題，王展帆認為，數位分身技術亦可展現價值，藉由模擬真實世界的營運環境，即使面對人力資源短缺或技能落差的限制，也能有效制定決策和風險管理。
以工廠為例，由於產線工作人員可能無法實時且準確地提供反饋，數位分身便能夠透過預先設定的模擬和算法，自動預測和調整生產過程中可能出現的問題。這使得即使在人力資源短缺的情況下，也能保持產線的高效運作。
對於營運管理者而言，數位分身提供了一個集中化的圖形化介面來呈現統計與分析的數據，不需要親自到現場，就可同時監控並管理多條產線的運行狀態，並基於這些數據做出精確的資源配置調整和決策。此外，數位分身在設備維護和風險管理方面也顯示出其獨特的價值。透過模擬不同的營運情境，例如設備磨損和老化過程，數位分身能夠預測何時設備可能會出現故障，可提前進行維修或更換，避免生產中斷。這種預測性維護不僅節省了成本，也減少了潛在的安全風險。
即時監控現場數據加快決策效率
從數位化應用場域來看，科勝科技產品銷售業務處經理潘安禹認為，目前數位分身技術可協助的領域大致區分為產品設計、製程、設備資產、運行效能，各有其特定的功能和目標。
產品設計方面的數位分身，主要著重在利用PLM（產品生命週期管理）系統來模擬和最佳化產品設計過程。這類應用使設計師能夠在虛擬環境中進行測試和修改，以減少實際製作中可能出現的問題，加速產品開發週期。
製程方面的數位分身應用，則是藉由模擬運行來達到製造過程中各個環節的最佳化。透過高度精確的模擬，企業能夠預見製程中可能出現的瓶頸和障礙，並在問題實際發生前進行調整。
設備資產的數位分身，則專注於設備的維護保養，藉由模擬設備運行，提前預測維修需求，這不僅延長了設備的使用壽命，也大幅減少了意外停機造成的經濟損失。潘安禹說明，市面上典型的應用案例，即為使用擴增實境（AR）、虛擬實境（VR）頭戴式顯示器來展示機台設備的即時數據和維修指引，也是最受到企業青睞的應用場景。過去幾年受到新冠疫情影響，驅動設備維護模擬的發展，讓國內或國外的技術支援團隊無須進入到營運現場，透過數位分身技術以模擬方式即可協助解決問題。至於運行效能方面的數位分身，則專注於最佳化製程的良率和效率，讓管理者透過即時監控生產線的運行數據，快速做出決策，來達到應用目標。
是德科技行銷處資深專案經理郭丁豪觀察，數位分身技術在過去主要被用於電路和元件的模擬中，這些基礎的應用仍然是重要的，但它們已經被進一步擴展到更加複雜的領域。例如，智慧工廠的數位分身不僅模擬單一組件，而且還能夠模擬整個生產線的操作過程。這種模擬讓工程師能夠在無須實際建造設備的情況下，進行廣泛的測試和優化。
郭丁豪以生產線導入新設備舉例，如今多數企業會選擇先在虛擬環境中進行模擬。透過這種方式，操作人員可以在模擬環境中進行各種操作，以確保錯誤率降至最低。當模擬達到幾乎零錯誤時，再將這些操作過程應用到實際設備上，進行現場演練，確認操作的準確性與效率。如此一來，不僅減少了不必要的成本，且極大地提高了生產線的設置速度和安全性。
除了生產線的直接操作模擬外，數位分身技術也被應用於工廠架構的整體規劃中。在完整的數位分身模型中，工程師可以模擬整個生產流程，可提前發現並解決製程中的問題，讓營運流程中各個環節潛在的風險受到控制。