致力於數字孿生體技術的研究與發展
通過解決方案和工程化應用造福人類
來源：數字孿生體實驗室原創
作者：段海波
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導 讀
咬定青山不放鬆，立根原在破巖中。千磨萬擊還堅勁，任爾東西南北風。
近年來，特別是今年以來，與數字孿生體的大熱（《為什麼需要給數字孿生加上一個「體」字》）和遍在（《新一輪科技產業革命視角下的數字孿生體》）相類似的，有一個英文詞也享受了同樣的待遇，展現出同樣的趨勢。這個詞就是Resilience。
圖1給出了Resilience一詞2004.1.1-2020.9.12期間谷歌檢索的變化趨勢，在今年四月全球疫情爆發時達到了搜索量的最大值，剛剛過去的一周達到了搜索量的第二高峰。圖2 給出了最近150年來resilience-resilient-resiliency三個同根詞在谷歌英文圖書中的詞頻統計，可以看到，以resilience和resilient為主題的圖書，近年來大增。這些都反映了人們面對複雜、動蕩、多變和不確定的未來，力圖找到破局的途徑和抓手。
圖1 最近十七年來Resilience一詞谷歌檢索的趨勢變化
圖2 最近150年來resilience-resilient-resiliency在谷歌英文圖書中的詞頻統計
比其所受關注穩步上升更值得重視的是，這個學術詞彙極其廣泛的應用領域。維基百科給出了Resilience一詞的應用領域（圖3），從生態學到心理學、組織行為到城市規劃、材料性能到網絡安全、系統工程到系統科學，不一而足。更奇葩的是，這個英文術語竟然有十多種中文譯法（表1），即使在某一領域內部，也是如此。
圖3 resilience維基百科
表1 中文圖書論文標題中resilience/resilient的多種譯法
面對彈性、韌性、彈性與韌性、恢復力、抗逆力、彈復力、彈復度、彈復性、回彈力、回彈性、回彈效應、回彈模量、復原力、快速恢復的能力、抗打擊能力、抗（災）性、耐（災）性、順應力、適應力、應變力等等這麼多靠譜、不靠譜的翻譯，給人眼花繚亂、無所適從的感覺。隨著這個術語在城市化、工業化和全球化中的遍在性和重要性愈發凸顯，有必要正本清源做該術語中文譯法的統一工作，特別是在自然科學和工程領域。
這麼多譯法中，首先要淘汰掉不好的、甚至是壞的翻譯，實際上也是目前應用最廣的兩種翻譯，即彈性和韌性。把Resilience翻譯成彈性或韌性，最大的問題是又會出現像「安全」這個中文詞對應兩個英文術語safety和security非常難受的情況。而且在工程上。safety和security是兩個獨立的學科，各自都有成熟的國際標準和國家標準；但在中國，各自國家標準都叫安全。雙方碰面或者來到系統工程領域，只能「一個安全各自表述」或給某一方另起名字。這是工程領域的迫不得已。所以，Resilience的翻譯，千萬別去人為製造這種迫不得已。Resilience Engineering是個新領域，既然英文能造出或使用不同的詞彙來表達這個概念，那中文就沒必要使用現有詞彙（已表達了其他領域的成熟概念）去表達這個新概念，人為造成工程領域的一詞多義。
在工程領域，韌性對應的是toughness和tenacity。無論是工程領域還是經濟學等其他領域，彈性對應的都是elasticity，都是指一個變量相對於另一個變量發生的一定比例的改變的屬性。在材料領域，彈性還可以指材料的彈性變形、彈性模量或材料變形的彈性階段。即無論韌性還是彈性，這兩個中文術語已經被佔上坑了。更關鍵的是，在材料科學和工程領域，材料的（線）彈性變形階段的彈性模量是指應力應變斜線的斜率；resilience或modulus of resilience是指材料彈性變形時吸收的能量, 一旦除去應力則可以釋放相等的能量，即彈性變形斜線下方的面積；而韌性是指材料在塑性變形和破裂過程中吸收能量的能力，即整條曲線下方的面積（圖4）。
圖4 材料的彈性、韌性與彈復性/回彈性
這樣，我們首先從上述譯法中拋棄了彈性和韌性這兩個被廣泛誤用的翻譯。再者，由於resilience的量綱是能量，所以，各種譯法中以「力」為結尾的，都不適合作為其在工程領域的譯法。如果要表達一種能力，則可以考慮以「性」為後綴。最後，考慮resilience的本義，彈復性或回彈性應該是不錯的譯法。而Resilience Engineering作為一門學科，可以譯為彈復性工程。
令很多人意想不到是，Resilience不但有相關的國際標準，而且還有專門的技術委員會——ISO/TC 292 Security and Resilience（安保性與彈復性。為了與safety安全性區分，本文將security譯為安保性）。ISO/TC292下設九個工作組，已頒布35個國際標準，在研標準28個。該技術委員會的使命是制定高質量的標準，以增強和支持國家、社會、行業、組織和一般人民不受危險或威脅的狀態，並使自己感到安全，穩定並擺脫恐懼或焦慮。今年4月24日，ISO/TC 292發布了第一個城市彈復性標準——ISO/TR 22370:2020 Security and resilience - Urban resilience -Framework and principles。在ISO/DIS 22300 Security and resilience – Vocabulary術語標準草案中對resilience定義如下：ability to absorb and adapt in a changing environment。
除了專門的技術委員會，ISO還有若干標準以resilience或resilient命名，涉及城市建築和交通運輸等行業，如ISO/TC 8（Ships and marine technology ）負責的ISO 28002:2011 Security management systems for the supply chain - Development of resilience in the supply chain - Requirements with guidance for use，ISO/TC 59（Buildings and civil engineering works）負責的ISO/TR 22845:2020 Resilience of buildings and civil engineering works，ISO/TC 268（Sustainable cities and communities）負責的ISO 37123:2019 Sustainable cities and communities - Indicators for resilient cities等。
作為系統工程領域的一項專業工程，彈復性工程尋求方法來增強組織創建既穩健又靈活的流程，監視和修改風險模型以及在持續的生產和經濟壓力下主動瞄準資源的能力。第一屆彈復性工程國際研討會於2005年在斯德哥爾摩舉行，第二屆研討會於2006年11月在坎城舉行。INCOSE於2006年底成立了彈復性系統工作組（RSWG），旨在為這項系統工程的新領域建立概念和方法。RSWG給出的resilience的定義是：在逆境中提供所需性能的能力（the ability to provide required capability in the face of adversity）。實現彈復性的方法包括避免、承受、從逆境中恢復以及演化並適應逆境。
彈復性工程和系統彈復性的對象是engineered systems。這個詞容易讓人望文生義，翻譯成「工程系統」。Engineered是過去分詞，而engineer做動詞時，是策劃、謀劃的意思。所以，engineered systems就是人工系統，由人設計、為人服務的系統，不一定是技術系統，很可能是社會-技術系統。進而，美軍方於2010年提出的Engineered Resilient Systems計劃（圖5），更準確的譯法是「工程化彈復性系統」計劃。
圖5 「工程化彈復性系統」計劃的目標
圖6 系統彈復性在數字孿生體應用場景參考框架中的位置
彈復性作為一種高層級的系統特性，為數字孿生體技術的應用開闢了新的場景，使之成為各種不利、逆境或災害條件下智能製造、智慧城市、智能交通、智慧能源等系統彈復性的決策支持工具（圖6）；同時彈復性作為一項需求指標，為各領域各行業的數字孿生系統建設提出了新的要求。
安世亞太公司諮詢總工程師，數字孿生體實驗室北美分部主任，數字孿生體聯盟標準工作組組長；INCOSE CSEP（2017），MATRIZ三級（2005）；ISO/TC184/SC4、SAC/TC159/SC4 和TC28/SC7委員，IEEE智能製造標準委員會委員。
2019年12月27日，數字孿生體實驗室與安世亞太聯合正式發布了《數字孿生體技術白皮書（2019）》。
希望本白皮書能為業內同行提供參考，對數字孿生體技術在中國的發展和應用具有推動作用。
-獲取方式-
(DigiTwinLab)
2）回復公眾號：2019白皮書
即可獲取共150頁的完整版白皮書