在過去十年中，造船業新技術迎來迅猛發展，促進船廠的數字變革。這些技術涵蓋船舶生命周期的全部階段，有望促進船舶復雜系統的開發，從而降低成本、改進造船流程和優化效率。
作為這場數字革命的參與者之一，意大利造船集團芬坎蒂尼（Fincantieri）青睞于數字孿生（Digital Twin）技術。作為船舶生命周期全面數字化的核心，數字孿生是實時反映實體船舶的虛擬對應物，通過釋放多種可能性，旨在改進船舶從設計到退役的各個階段。
Fincantier計劃將數字孿生技術應用于未來的新造船項目，成為貫穿其產品生命周期各階段的“數字主線（Digital Thread）”。最初，Fincantieri將在FCx30中嵌入數字孿生系統，以支持維護流程、培訓以及船舶投運期間的其他方面。
- 培養數據驅動的造船工藝
數字孿生系統結合日常運營中收集的實時數據，將數字模型轉化為動態實體，從而實現數字工具與船舶數據網絡的無縫集成。通過在數字孿生模型上進行“假設”分析并直接反饋給船員，以優化船舶或潛艇的推進、能源和其他關鍵層面的性能。
Fincantieri旨在利用這些數據創建一套數字孿生服務，從運營可用性評估到預測性維護和情景模擬。此外，通過將基于物理的模型與數據驅動的洞察力相結合，Fincantieri將為船舶運營商提供獨特視角以了解船舶的復雜性，并將數據連接到單一的分析源中。
- 為數字孿生奠定基礎
Fincantieri數字孿生架構的核心是信息層，來自實體船舶的數據和信息通過各種通信網絡傳輸，然后存儲在一個稱為“數據湖（Data Lake）”的存儲庫中，該存儲庫采用大數據技術，能夠處理視頻、二進制、文本和音頻等不同形式的海量信息。反之，這可以促進應用層中所有連接軟件工具的信息檢索。這些應用軟件可以是傳統軟件，也可以是在面向服務架構內構建的數字原生軟件（digitally native software）。
通過將多個應用程序相結合，決策支持層配備了通過各種工具（包括簡單的儀表板和復雜的模擬系統）提供決策幫助的信息，從而能夠對維護、運營和優化等各種流程進行復雜的假設分析。
- 構建定制化數字孿生服務套件
盡管為船舶提供完整的數字孿生系統概念極其復雜且宏大，但Fincantieri仍致力于開發“數字孿生船舶服務（Digital Twin ship services）”上。這些服務將由多個數字應用程序或工具組成，針對船舶操縱性、預測性維護和能源管理優化等特定方面。
數字孿生有可能成為長期控制船舶配置管理的解決方案。通過其強大的數字模型，升級平臺的大部分設計工作都可以遠程完成，這意味著船舶無需停港就能完成基礎工作。
此外，數字孿生還有望提高船舶運營效率，提供所有船載系統和結構的實時更新，以便實時評估船舶的運營能力。通過反映船舶的當前狀態，數字孿生系統還可以集成到虛擬渲染模擬中，為復雜場景做好準備。
- 培訓和技術轉讓
Fincantieri還指出，數字孿生系統將在改進各種培訓活動、船載系統和設備的使用方面發揮重要作用，使船員掌握更多船舶知識。
允許船廠和船舶設計師在開發平臺設計時具有前瞻性是Fincantieri數字孿生建模的基本要素之一。運營期間記錄的真實數據可用于提取知識，以改進未來的設計方案。
- 識別挑戰
雖然數字孿生技術有可能在不久的將來重塑造船業，但Fincantieri也承認該技術具有局限性。
雖然數字孿生模型以數據為中心的特性有利于船舶運營，但數據所有權和處理能力以及從中獲取知識仍是一個重大挑戰。整合傳統工具也是該技術面臨的問題之一，由于以前的數字化工作通常是單方面的，因此需要重新考慮如何發展技術并充分利用數字孿生的潛力。
為應對這些挑戰，Fincantieri旨在實施更全面的數字船舶架構，使通常習慣于獨立工作的不同領域能夠相互協作。
Fincantieri表示：數字孿生架構標志著造船業的一大變革。作為管理船舶和從現場提取知識的重要工具，數字孿生將為Fincantieri當前和未來的船舶建造全過程提供物流和設計支持。
