數(shù)字孿生是個普遍適應(yīng)的理論技術(shù)體系，可以在眾多領(lǐng)域應(yīng)用，目前在產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品制造、醫(yī)學(xué)分析、工程建設(shè)等領(lǐng)域應(yīng)用較多。目前在國內(nèi)應(yīng)用最深入的是工程建設(shè)領(lǐng)域，關(guān)注度最高、研究最熱的是智能制造領(lǐng)域。
基本組成
2011年，Michael Grieves教授在《幾乎完美：通過PLM驅(qū)動創(chuàng)新和精益產(chǎn)品》給出了數(shù)字孿生的三個組成部分：物理空間的實體產(chǎn)品、虛擬空間的虛擬產(chǎn)品、物理空間和虛擬空間之間的數(shù)據(jù)和信息交互接口。
本質(zhì)
數(shù)字孿生，就是利用我們的“建筑業(yè)的BIM、制造業(yè)CAE等仿真軟件、大數(shù)據(jù)、人工智能等…..把一個客觀世界的“物理屬性、環(huán)境特征、管理流程、運(yùn)行規(guī)律等進(jìn)行精確映射，雙向互動、仿真、模擬和數(shù)字化建模”，封裝在一個“軟件和XX平臺上”。起到模擬展示、虛擬測試等基礎(chǔ)作用外，還包括：基于軟件或平臺對物理實體的控制、指導(dǎo)，同時通通過各種IOT傳感技術(shù)的數(shù)據(jù)采集回來重新優(yōu)化數(shù)字模型，再對物理實體作用的雙向閉環(huán)。
本質(zhì)上，數(shù)字孿生是一種計算機(jī)程序，它將有關(guān)物理對象或系統(tǒng)的真實數(shù)據(jù)作為輸入，并將生成的數(shù)據(jù)作為輸出，預(yù)測或模擬物理對象或系統(tǒng)將如何受到這些輸入的影響。并對物理對象或系統(tǒng)進(jìn)行控制、決策、調(diào)動，形成相互映射，并不斷積累數(shù)字資產(chǎn)、優(yōu)化數(shù)字模型的雙向閉環(huán)。
關(guān)鍵詞：
1、仿真——單要素、單原子；物理實體的物理屬性和運(yùn)行規(guī)律；有機(jī)體的生命特征和運(yùn)行規(guī)律；小系統(tǒng)及大系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)；與環(huán)境的關(guān)系等各種的仿真模擬；
2、雙向互動/映射——數(shù)字化展示、數(shù)字控制實體、數(shù)字管理實體；采集實體數(shù)據(jù)—優(yōu)化數(shù)字模型
3、封裝/裝載：封裝成軟件、裝載在平臺
意義
Digital twin最為重要的啟發(fā)意義在于，它實現(xiàn)了現(xiàn)實物理系統(tǒng)向賽博空間數(shù)字化模型的反饋。這是一次工業(yè)領(lǐng)域中，逆向思維的壯舉。人們試圖將物理世界發(fā)生的一切，塞回到數(shù)字空間中。只有帶有回路反饋的全生命跟蹤，才是真正的全生命周期概念。這樣，就可以真正在全生命周期范圍內(nèi)，保證數(shù)字與物理世界的協(xié)調(diào)一致。各種基于數(shù)字化模型進(jìn)行的各類仿真、分析、數(shù)據(jù)積累、挖掘，甚至人工智能的應(yīng)用，都能確保它與現(xiàn)實物理系統(tǒng)的適用性。這就是Digital twin對智能制造的意義所在。
智能系統(tǒng)的智能首先要感知、建模，然后才是分析推理。如果沒有Digital twin對現(xiàn)實生產(chǎn)體系的準(zhǔn)確模型化描述，所謂的智能制造系統(tǒng)就是無源之水，無法落實。
