پیشرفت فناوری و ظهور نوآوری ها، مرزهای علم و دانش را پویا کرده است. همگرایی در علوم و فناوری‌ها خارج از پیش‌بینی‌ها شدت یافته است. تمایز بخشی بین فناوری‌های همگرآ به عنوان یک فناوری یا شناسایی بعنوان یک محصول فناوری دشوار شده و علوم بین رشته‌ای نیازمند روش‌های آموزش متناسب با تربیت دانشمندان همه چیزدان (Polymath) است. پس دهه‌های آتی شاهد بازگشت همه چیزدانان خواهیم بود. شبیه‌سازی‌های فیزیکی و مدلسازی‌های ریاضیاتی با مدلسازی با شبکه‌های عصبی مصنوعی و مدلسازی مبتنی بر داده همگرا شده‌اند. آینده مهندسی مدلسازی و شبیه‌سازی و رشته نوپدید "مهندسی مجازی"، همچنین "مهندسی دیجیتال" به توسعه هوش مصنوعی و مفهوم جدید و بین رشته‌ای دوقلوی دیجیتال گره خورده است. اگر هوش مصنوعی را قلب پردازشی و پردازنده (CPU) بدانیم آنگاه دوقلوی دیجیتال می‌تواند مادربرد یا کل رایانه باشد. هنگامی که این رایانه به دنیای اطرافش یا دیگر دوقلوها متصل شود محیطی ایجاد می‌شود که جهان‌های مجازی مانند متاورس را رقم می زند. اگرچه در این لحظه هر یک می‌تواند بدون نیاز به دیگری و فارغ از تعامل با دیگری، ایجاد شود اما در توسعه و مسیر بلوغ همگرا شده و دیگر بصورت ماهیتی فارغ از یکدیگر کارکرد لازم را نخواهند داشت.

سخنی با خواننده گرامی 21

پیشگفتار 23

چکیده 25

پیش زمینه ظهور اقتصاد پلتفرمی: خدمات در جامعه فراصنعتی 26

مقدمه: دوقلوی دیجیتال مبتنی بر شبیه‌سازی هیبریدی 29

فصل اول: پیشینه و تعریف 33

1-1 مقدمه 33

2-1 تعریف 33

1-2-1 تعریف ریاضیاتی 39

2-2-1  تعریف ماهیتی مبتنی بر همگرایی بین رشته ای 40

3-2-1 تعریف تجاری-صنعتی: 41

4-2-1 تعریف علمی دوقلوی دیجیتال 44

5-2-1 تعریف گارتنر 45

6-2-1 تعریف در مهندسی 47

7-2-1 تعریف در کاربردهای علوم انسانی 53

8-2-1 تعریف به عنوان همزاد دیجیتالی 55

3-1 دوقلوی دیجیتال به مثابه سیستم تعبیه شده 57

4-1 دوقلوی دیجیتال (DT) به عنوان یک سیستم فیزیکی- سایبری (CPS) 60

5-1 دسته بندی کارکردی 61

6-1 دوقلوی دیجیتال سازمانی مقدمه متاورس سازمانی 61

1-7 دوقلوی دیجیتال شناختی 64

8-1 حل پیچیدگی با دوقلوی دیجیتال 67

1-8 هستی شناسی دوقلوی دیجیتال 67

10-1 ویژگی های دوقلوی دیجیتال 69

9-1 دوقلوی دیجیتال در ترند فناوری و نوآوری 70

10-1 سطح بندی دوقلوی دیجیتال 72

11-1 تفاوت دوقلوی دیجیتال با شبیه‌سازی 78

12-1 تفاوت با اینترنت اشیاء، محاسبات لبه‌ای و طراحی به کمک رایانه 85

13-1 دوقلوی دیجیتال یا دوقلوی مجازی 86

فهرست منابع فصل اول 91

فصل دوم: نسبت دوقلوی دیجیتال با هوش مصنوعی 94

1-2 مقدمه 94

2-2 پیشینه 96

3-2 چیستی هوش مصنوعی 98

4-2 نسل بندی دوقلوی دیجیتال در نسبت با هوش مصنوعی 107

نسل اول: دوقلوی دیجیتال 1.0 108

نسل دوم: دوقلوی دیجیتال2.0 108

نسل سوم: دوقلوی دیجیتال3.0 109

5-2 دوقلوی دیجیتال و سیستم‌های خودمختار 114

فهرست منابع فصل دوم 118

فصل سوم: کاربردهای دو قلوی دیجیتال 119

مقدمه 119

1-3 دوقلوی دیجیتال پزشکی و سلامت (DTH) 119

1-1-3 پزشکی شخصی شده و ژنومیک 120

2-1-3 نگرش پیشگیری بجای درمان محوری و پزشکی P4 122

3-1-3 پزشکی سیلیکو (تراشه ای-رایانهای)/ پزشکی محاسباتی 124

4-1-3 دستیار هوشمند پشتیبان تصمیم پزشکان 134

5-1-3 مراقبت‌های بهداشتی سالمندان 135

2-3 شهرهای هوشمند 138

3-3 صنعت ساخت و تولید 141

4-3 خودرو 142

5-3 خرده فروشی 144

6-3 اینترنت اشیاء صنعتی 145

7-3  برنامه‌ریزی استراتژیک 145

8-3 انسان دیجیتال و انسان مجازی 145

9-3 دوقلوی دیجیتال شخصی از هر فرد 163

1-9-3 دوقلوی دیجیتال انسان بیمار برای تست‌های پزشکی 164

2-9-3 جمعیت مجازی 166

10-3 صنایع هوافضا 169

11-3 دوقلوی دیجیتال زنجیره تامین 170

12-3 دوقلوی دیجیتال بنادر 170

13-3 دوقلوی دیجیتال زمین 172

14-3 دوقلوی دیجیتال هیدرولوژی 175

15-3 دوقلوی دیجیتال جنگل 175

16-3 دوقلوی دیجیتال اقیانوس 176

17-3 دوقلوی دیجیتال تغییر اقلیم 177

18-3 دوقلوهای دیجیتال در صنعت مخابرات 177

19-3 صنایع نفت، گاز و پتروشیمی 177

20-3 دوقلوی دیجیتال صنعت ساخت و ساز- ساختمان 179

21-3 مهندسی کنترل هوشمند (SCE) 182

فهرست منابع فصل سوم 184

فصل چهارم: آینده دوقلوی دیجیتال در بازار 187

1-4 مقدمه 187

2-4 پیش‌بینی بازار 187

3-4 پویایی بازار 191

3-4 چالش عدم آگاهی در مورد هزینه-فایده پذیرش دوقلوهای دیجیتال 194

4-4 جغرافیای توسعه دوقلوهای دیجیتالی 196

5-4 بازیگران کلیدی بازار 198

6-4  دوقلوی دیجیتال و آینده کار 199

فهرست منابع فصل چهارم 205

فصل پنجم: فناوری‌های بلادرنگ -شبیه‌سازی هیبریدی و تجزیه و تحلیل در لحظه 207

1-5 مقدمه 207

2-5 تجزیه و تحلیل پیشرفته 207

3-5 افول کلان داده و ظهور داده گسترده 217

4-5 فناوری بلادرنگ 220

فهرست منابع فصل پنجم 228

فصل ششم: دوقلوهای دیجیتال در حوزه سلامت 230

1-6 مقدمه 230

2-6 مزایای دوقلوی دیجیتال در حوزه سلامت و مراقبت‌های بهداشتی 232

3-6 مطالعه موردی نمونه دوقلوهای دیجیتال حوزه سلامت 237

5-3-6 دوقلوی دیجیتال قلب و ریه داسو سیستمز 265

6-3-6 دوقلوی دیجیتال آلزایمر آنلرن 269

4-6 بررسی استارتآپ‌های برتر حوزه دوقلوی دیجیتال سلامت 270

استارتآپ نوریا 272

فهرست منابع فصل ششم 282

فصل هفتم: دوقلوهای دیجیتال مبتنی بر شبیه‌سازی فیزیکی 284

1-7 مقدمه 284

2-7 مدلسازی و شبیه‌سازی 284

3-7 دینامیک سیالات محاسباتی بلادرنگ 291

7-4 مهندسی مجازی (VE) 302

5-7 شبیه‌سازی با انیمیشن‌های مبتنی بر فیزیک 317

فهرست منابع فصل هفتم 320

فصل هشتم: دوقلوهای دیجیتال شهری و محیطی 323

8-1 مقدمه 323

2-8 کاربردهای دوقلوی دیجیتال در شهر از زبان هوش مصنوعی 325

3-8 دوقلوی دیجیتال شهر هوشمند 327

4-8  نمونه دوقلوهای دیجیتال محیطی در جهان 334

5-8 انواع دوقلوی دیجیتال شهری 335

6-8 تصمیم گیری در بخش عمومی با دوقلوی دیجیتال شهر 339

7-8 مطالعه موردی دوقلوهای دیجیتال شهری در جهان 340

8-8 دوقلوی دیجیتال نقاط مثبت انرژی 375

9-8  دوقلوی دیجیتال فرودگاه ها 377

10-8 دوقلوی دیجیتال اجتماعی 388

11-8 دوقلوی دیجیتال مدیریت بحران 390

8-11-1 ایجاد امکان مدیریت راهبردی مخاطرات و حکمرانی منابع آبی 392

2-11-8 شبیه‌سازی در لحظه تغییرات ژئومورفولوژی در اثر عوامل آنتروپیک 393

3-11-8 شبیه‌سازی در لحظه تاثیرات رودخانه‌های اتمسفری 395

4-11-8 پیشینه سیل در ایران 396

6-11-8 خسارات ده هزار میلیاردی سیل و ارزش سرمایه گذاری در دوقلوی دیجیتال 400

8-11-7 دستاوردهای بهره برداری از دوقلوی دیجیتال در مدیریت بحران منابع آب سیلابی 402

8-11-8 تحلیل بودجه‌ای در لزوم اتخاذ رویکرد پیشگیرانه نسبت به رویکرد جبران خسارت 403

فهرست منابع فصل هشتم 407

فصل نهم: دوقلوی دیجیتال خط مقدم انقلاب صنعتی چهارم 408

1-9 مقدمه 408

2-9 دوقلوی دیجیتال در صنعت 4.0 408

3-9 دوقلوهای دیجیتال در انقلاب صنعتی چهارم 412

فهرست منابع فصل نهم 420

فصل دهم: دنیاهای موازی و مجازی متاورس 421

10-1 مقدمه 421

2-10 چیستی متاورس 422

3-10 سیتیورس 426

4-10 ایکس ورس 427

5-10 وب فضایی، وب 3.0 428

6-10 ارتباط وب 4.0  و انقلاب صنعتی پنجم با متاورس 432

7-10 متاورس ایرانی "ایران پارالل" 435

8-10 متاورس در تحول سلامت 438

9-10 پلتفرم‌های ایجاد متاورس 439

10-10 پلتفرم های بازیسازی برای متاورس 443

فهرست منابع فصل دهم 445

فصل یازدهم: طراحی یک کسب و کار مبتنی بر دوقلوی دیجیتال 447

1-11 مقدمه 447

2-11 طراحی حداقل محصول قابل قبول 447

3-11  طراحی کسب و کار مبتنی بر محصولی بنام دوقلوی دیجیتال 450

4-11 مدل کسب و کار پلتفرمی 451

5-11 رویکرد مدیریتی در طراحی و توسعه محصول دیجیتالی 454

6-11 تفاوت پیچ دک با طرح نامه تجاری 459

7-11  نقش و وظیفه سرطراح 466

8-11 روش‌های توسعه دوقلوی دیجیتال 468

1-8-11 مدل V 470

11-8-2 مدل W 476

فهرست منابع فصل یازدهم 478

فصل دوازدهم: روش اجرایی نگارش طرح نامه تجاری تا طراحی کسب و کار پلتفرمی 480

1-12 مقدمه 480

2-12 قبل از هر کار بررسی کنید بازار مریض نباشد! 481

3-12 محصول طراحی می‌کنید یا کسب و کار؟ 482

4-12 برنامه 5 گام طراحی کسب و کار پلتفرمی 486

1-4-12 اصول اصلی روش طراحی کسب و کار پلتفرمی 489

2-4-12 گام اول: 2 ماه/ماه اول – طراحی مفهومی کسب و کار 491

3-4-12 گام دوم: 2 ماه/ماه دوم- طراحی با جزئیات 508

4-4-12 گام سوم: 2 ماه(و بیشتر بستگی به بخش فنی دارد)/ماه سوم- طراحی محصول و برنامه رشد و بازاریابی 509

5-4-12 گام چهارم: 2 ماه (و بیشتر بستگی به بخش فنی دارد)/ ماه چهارم- اصلاح براساس بازار و توسعه بازار 509

6-4-12گام پنجم: 3 ماه/2 ماه پایانی برنامه 510

فهرست منابع فصل دوازدهم: 511

فصل سیزدهم: دوقلوی دیجیتال در اقتصاد توکنومیک 513

13-1 مقدمه 513

2-13 توکِنومیک 518

3-13 دوقلوی دیجیتال بدن بعنوان دارایی دیجیتال 523

4-13 امور مالی غیر متمرکز برای دارایی‌های دیجیتالی 527

فهرست منابع فصل سیزدهم: 529

فصل چهاردهم: طراحی منطق چیرگی خدمات دوقلوی دیجیتال 531

1-14 مقدمه 531

2-14 تفکر چیرگی خدمات چیست؟ 532

3-14 طراحی دوقلوی دیجیتال با ارزش "در استفاده" 533

فهرست منابع فصل چهاردهم: 537

فصل پانزدهم: مدیریت داده‌ها در دوقلوی دیجیتال 539

1-15 مقدمه 539

2-15 اهمیت نقش داده‌ها در دوقلوهای دیجیتال 539

3-15 مدیریت داده‌ها در دوقلوی دیجیتال 547

4-15 یکپارچه سازی سیستم کسب و کار و تجمیع داده ها 551

5-15 بازنمایی محاسباتی 556

6-15 مدل‌سازی داده‌ها در سیستم‌های دوقلوی دیجیتال 561

7-15 زبان مدل‌سازی دادهها 564

8-15 پارادایم مدل‌سازی دادهها 574

9-15 زبان مدلسازی شبیه‌سازی 575

10-15 مدل 575

11-15 استاندارد پوسته مدیریت دارایی (AAS) 576

فهرست منابع فصل پانزدهم: 584

فصل شانزدهم: چالش ها 586

1-16 یک تجربه اشتباه: فناوری‌های خود کمّی 586

2-16 ضعف فرهنگ کسب و کار و سرمایه گذاری 591

فصل هفدهم: اخلاق و دوقلوی دیجیتال 602

1-17 مقدمه 602

2-17 چالش حریم خصوصی 605

3-17 ناشناس بودن در برخی فرآیندها 606

1-3-17 اثرات منفی پیش‌بینی شده بر حفاظت از داده‌ها پروفایل عمیق تر 606

2-3-17 نظارت مستمر بر داده‌های کاربران 606

3-3-17 تداخل دسته‌های خاص داده‌ها 607

4-3-17 چالش تکنو پیشرفت گرایی در دوقلوی دیجتال زیستی 607

5-17 عدم تدقیق رابطه تعاملی انسان ها با دوقلوهای دیجیتالی 609

4-17 نگرانی از بابت تجمیع ردپای دیجیتالی 610

5-17 دوقلوی دیجیتال به مثابه فناوری متقاعدسازی 612

فهرست منابع فصل هفدهم 614

فصل هجدهم: پیشنهاد ایجاد زیست بوم ملی دوقلوهای دیجیتال 615

1-18 پیشنهاد ایجاد پلتفرم ملی دوقلوی دیجیتال ایرانی 615

ضمیمه الف: اهم واژگان و عبارات تخصصی 619