《Systems》：Digital Twin-Enabled Business Innovation Within and Beyond the Firm: A Systematic Literature Review and Innovation Typology
Neil G. Jacobson,
Irina Saur-Amaral,
Ciro Martins and
Delfim F. M. Torres
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为厘清数字孪生（Digital Twin, DT）如何驱动不同类型的商业创新，以及跨组织创新与企业内部创新有何区别，研究人员对60篇文献进行了系统性综述，并通过对25个商业创新案例的分析，构建了数字孪生创新类型学。研究发现，过程创新是普遍基础，而范式创新与超越企业的跨组织创新紧密关联。该研究为理解和规划DT驱动的商业创新提供了系统的分析框架，尤其对需多组织协同的领域（如智慧城市、医疗保健）具有重要实践意义。
数字孪生（Digital Twin, DT）正席卷全球，从智能制造到智慧城市，从精准医疗到可持续能源，这项能将物理实体映射到虚拟空间并进行实时交互的技术，被誉为产业变革的新引擎。商业报告热情洋溢地将DT描述为新商业模式的催化剂，描绘着其催生全新价值蓝图的潜力。然而，与这股热潮形成对比的是，学术研究领域对DT如何具体驱动不同类型的商业创新，仍缺乏系统、统一的认识。特别是，当创新不再局限于单一企业的围墙之内，而是需要跨越组织边界，在复杂的生态系统中协同共创时，DT扮演的角色又有何独特之处？这片认知的空白，不仅限制了理论发展，也为企业，特别是资源有限的中小企业，在实践中规划和评估DT投资带来了困惑。
为了填补这一空白，由Neil G. Jacobson, Irina Saur-Amaral, Ciro Martins 和 Delfim F. M. Torres组成的研究团队在《Systems》期刊上发表了一项系统性文献综述。他们旨在回答两个核心问题：第一，数字孪生能促成哪些类型的商业创新？第二，跨组织的DT创新与企业内部的DT创新有何本质区别？通过系统性地梳理和分析现有文献，他们不仅描绘了DT创新的全景图，更构建了一个扩展的“数字孪生创新类型学”，为理解和设计DT驱动的商业价值提供了有力的分析工具。
为开展这项研究，研究人员采用了系统性文献综述与主题分析相结合的方法。首先，他们基于Tranfield等人提出的证据为基础的方法，制定了透明的综述协议，并在Web of Science核心合集中进行了系统的文献检索，最终筛选出60篇相关文章进行深入分析。其次，他们构建了一个创新的编码框架。该框架以《奥斯陆手册》和Bessant与Tidd的“4P”创新类型（产品、过程、范式、定位）为基础，并创造性地增加了“超越企业”这一类别，用以专门分析那些需要多个组织协调才能实现的创新。研究人员运用此框架，对最终样本中的25个明确涉及商业创新的案例进行了细致的主题编码和模式分析。
3.1. 描述性统计
通过对60篇文献的分析，研究发现，探讨DT与商业创新的出版物数量在2018年至2025年间逐年增加，尤其在2023至2024年出现显著增长，表明学术兴趣日益浓厚。文章发表在46种不同的期刊上，显示出跨学科的特点，主要研究领域涵盖商业、工程、医疗保健、计算机科学和可持续发展等。在264位作者中，合作网络较为有限，仅形成了三个小的合著集群。关键词共现分析识别出七个主题集群，如“数字创新”、“智慧城市”、“医疗保健”和“可持续发展”等，并显示出近期研究向“创新过程”和“可持续性”等术语转移的趋势。在编码分类中，仅有25篇文章（不到样本一半）明确将DT与商业创新成果联系起来，凸显了当前研究在此交叉领域的探索仍不充分。
3.2. 主题结果
对25个商业创新案例的分析揭示了DT驱动创新的不同模式。这些案例横跨多个行业，但创新类型的组合呈现出规律性。
3.3. 过程创新
过程创新出现在25个案例中的24个，这证实了DT作为运营技术的基础性角色。其范围涵盖从操作端（如基于物联网的楼宇能源优化与自动化维护调度）到战略端（支持管理层进行数据驱动的持续决策调整）的广泛活动。这表明，运营改进是DT投资的基本价值主张。
3.4. 产品创新
产品创新出现在12个案例中，并呈现出两种模式。第一种是“孪生体即产品”，即DT本身成为可在市场上交易的新经济商品，例如作为个性化治疗工具的“患者孪生”或创造新旅游体验的虚拟环境。第二种是“孪生体赋能产品”，即DT能力催生了新产品或服务，但其本身并非直接售卖物，例如提供产品全生命周期可验证数据的溯源平台，或支持新型售后服务的“供应商孪生”。
3.5. 范式创新
范式创新出现在13个案例中，其表现形式高度依赖于具体情境。主要包括三种形式：1. 业务模式转型：例如平台生态系统通过DT重构价值创造与捕获逻辑；2. 治理机制：例如为实现净零目标，在供应链间建立数据驱动的协作与治理新结构；3. 组织重组：例如从分散的特定应用城市模型转向统一的、支持多前端应用的城市数字孪生。值得注意的是，范式创新与“超越企业”创新存在极强的共现关系。
3.6. 定位创新
定位创新仅出现在2个案例中，均涉及专门的客户界面机制。其低频率表明，在DT应用中，客户参与更常导致产品、过程或范式的改变，而非单纯的沟通与定位方式创新。
3.7. 超越企业创新
“超越企业”创新出现在9个案例中，并集中出现在医疗保健、智慧城市、可持续转型和能源系统等制度分散、需要多组织协调的领域。与单一企业内部创新案例相比，“超越企业”案例展现出两个显著特征：首先，它们几乎总是与范式创新同时发生，表明跨组织协调离不开相应的组织架构或治理模式变革。其次，它们表现出更高的创新类型多样性，意味着跨越组织边界会同时在多个创新维度上引入复杂性。所有“超越企业”案例都涉及三到五种创新类型，而单一企业案例多集中于一至两种类型。
本研究通过系统性文献综述，构建了数字孪生创新类型学，对DT驱动的商业创新提供了清晰的理论阐释和实践指引。针对第一个研究问题，研究证实DT能够促成所有四种传统的企业级创新类型，但各有特点：过程创新近乎普遍，体现了其技术架构的核心能力；产品创新遵循“孪生体即产品”和“孪生体赋能产品”两种不同逻辑；范式创新则呈现高度情境化的形式。针对第二个研究问题，研究揭示了“超越企业”创新是一种在结构上 distinct 的创新形式。它集中于制度分散的领域，与范式创新紧密耦合，且表现出比单一企业内部创新更高的创新类型多样性。这标志着跨组织创新并非简单地将企业内部创新模式扩展到外部，而是一种需要全新协调机制和组织变革的、质的不同。
该研究的理论贡献主要体现在三个方面：首先是提出了数字孪生创新类型学，在经典的“4P”框架基础上增加了“超越企业”这一类别，为分析跨组织价值共创提供了专门工具。其次是发展了一套包含六个代码（技术创新及五种商业创新）的分析框架及明确的编码边界规则，增强了研究的可操作性与可重复性。最后是厘清了产品创新内部“DT-as-product”与“DT-enables-product”的区分，为理解不同的价值创造逻辑提供了更精细的视角。
在实践意义上，研究为管理者提供了重要启示：过程改进是DT投资的“基线回报”，而非差异化的竞争优势；真正的差异化源于产品、范式或跨组织创新。在医疗、智慧城市等碎片化领域，企业必须认识到单一组织的DT方法存在结构局限性，需要提前投资于协调机制与多利益相关方治理模式的建设。此外，“超越企业”创新往往伴随范式变革，这意味着追求跨组织协作的组织应准备好进行相应的组织重组，而非仅仅对现有安排进行微调。
当然，本研究也存在一定局限，如其结论基于文献分析而非一手实证数据，编码过程存在主观解释空间，且样本多集中于大型组织场景，在中小企业等环境中的普适性有待验证。未来研究可在实证检验该类型学、关注中小企业的DT创新实践以及开展跨行业比较研究等方面深入探索。无论如何，这项研究为正在探索数字孪生价值的企业和学者提供了一份宝贵的“创新地图”，指明了从内部效率提升到跨生态系统价值共创的可能路径与关键挑战。
