數(shù)字孿生，顧名思義，是指針對物理世界中的物體，通過數(shù)字化的手段來構(gòu)建一個數(shù)字世界中一模一樣的的實(shí)體，藉此來實(shí)現(xiàn)對物理實(shí)體的了解、分析和優(yōu)化。
從理論的概念來看，Digital Twin數(shù)字孿生：是充分利用物理模型、傳感器更新、運(yùn)行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應(yīng)的實(shí)體裝備的全生命周期過程。它是一種超越現(xiàn)實(shí)的概念，可以被視為一個或多個重要的、彼此依賴的裝備系統(tǒng)的數(shù)字映射系統(tǒng)。
目前數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用也已經(jīng)從傳統(tǒng)的產(chǎn)品孿生向產(chǎn)線、車間、工廠的系統(tǒng)級孿生方向發(fā)展，已經(jīng)從傳統(tǒng)基于三維可視化模型向直指本質(zhì)的決策推理模型轉(zhuǎn)變。數(shù)字孿生是當(dāng)前智能制造理念的物化落實(shí)的具體體現(xiàn)。
（1）數(shù)字孿生與產(chǎn)品全生命周期管理
數(shù)字孿生與產(chǎn)品研制生產(chǎn)全生命周期階段具有融合的體現(xiàn)關(guān)系。在產(chǎn)品研發(fā)階段的設(shè)計(jì)分析的擬實(shí)仿真評估、工藝設(shè)計(jì)階段的工藝系統(tǒng)虛擬驗(yàn)證、生產(chǎn)制造階段的生產(chǎn)制造運(yùn)行大數(shù)據(jù)／人工智能決策、制造資源狀態(tài)評估與預(yù)防性維護(hù)等、試驗(yàn)測試階段的虛擬試驗(yàn)測試評估、服役運(yùn)維階段的裝備性能動態(tài)預(yù)測評估等方面，并且能夠有效地與面向全生命周期跨地域／專業(yè)的綜合研制集成融合，從而能夠有效地支撐和發(fā)展形成制造業(yè)新模式。
（2）數(shù)字孿生與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系
伴隨新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合發(fā)展，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)成為制造業(yè)從“顯”到“隱”的抓手，互聯(lián)網(wǎng)從“虛”向“實(shí)”的載體。數(shù)字孿生作為邊緣側(cè)技術(shù)，可以有效連接設(shè)備層和網(wǎng)絡(luò)層，成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的知識萃取工具，不斷將工業(yè)系統(tǒng)中的碎片化知識傳輸?shù)焦I(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺中，不同成熟度的數(shù)字孿生體，將不同顆粒度的工業(yè)知識重新組裝，通過工業(yè)APP進(jìn)行調(diào)用。另外，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)重塑數(shù)字孿生閉環(huán)，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念出現(xiàn)之前，數(shù)字孿生的概念還只是停留在軟件環(huán)境中，比如幾何建模的CAD系統(tǒng)、產(chǎn)品生命周期管理的PLM等。但隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)的連通效用使得各個數(shù)字孿生在設(shè)備資產(chǎn)管理，產(chǎn)品生命周期管理和制造流程管理中開始發(fā)生關(guān)聯(lián)、互相補(bǔ)充。
（3）數(shù)字孿生與工業(yè)APP的關(guān)系
工業(yè)軟件是產(chǎn)品研發(fā)過程中知識經(jīng)驗(yàn)的軟件物化，是工業(yè)APP所強(qiáng)調(diào)的服務(wù)化特點(diǎn)的源頭支撐。數(shù)字孿生閉環(huán)過程中的數(shù)字孿生體是工業(yè)軟件的重要體現(xiàn)方式，體現(xiàn)了對物理對象的幾何、物理、行為、規(guī)則及約束的多維、不同粒度的多空間、推進(jìn)演化／實(shí)時過程／外部干擾的多時間等尺度的綜合。
（4）數(shù)字孿生與大數(shù)據(jù)／人工智能的關(guān)系
數(shù)字孿生體是數(shù)字孿生的核心，體現(xiàn)了數(shù)據(jù)分析、推理決策等，大數(shù)據(jù)所體現(xiàn)對工業(yè)物聯(lián)／互聯(lián)支持下海量狀態(tài)數(shù)據(jù)和歷史運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理，人工智能所體現(xiàn)的對案例訓(xùn)練和規(guī)則推理，大數(shù)據(jù)／人工智能是支撐數(shù)字孿生體向智能化縱深發(fā)展的重要技術(shù)。數(shù)字孿生技術(shù)給出了一個數(shù)字孿生模型解決問題的框架性建議方案，大數(shù)據(jù)技術(shù)給出的是依據(jù)數(shù)據(jù)解決具體問題的算法和模型。在數(shù)字孿生模型構(gòu)建中可以廣泛應(yīng)用大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)，構(gòu)建其核心模型。
（5）數(shù)字孿生與設(shè)備健康管理的關(guān)系
數(shù)字孿生在資產(chǎn)密集型行業(yè)應(yīng)用主要是以設(shè)備維護(hù)為重點(diǎn)的，涉及到以設(shè)備健康管理為核心的數(shù)字化移交及運(yùn)行監(jiān)控。設(shè)備性能數(shù)字雙胞胎用于故障預(yù)測、健康管理及預(yù)測性維護(hù)，并反饋運(yùn)行信息給設(shè)計(jì)以優(yōu)化設(shè)計(jì)，改善產(chǎn)品性能。
數(shù)字孿生能夠幫助我們從數(shù)據(jù)驅(qū)動的全新視角，重新審視傳統(tǒng)商業(yè)模式存在的潛在缺陷和創(chuàng)新空間。尤其是隨著傳統(tǒng)的建模仿真技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)的進(jìn)一步融合,在工業(yè)領(lǐng)域，通過數(shù)字孿生技術(shù)的使用，將大幅推動產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、維護(hù)及維修等環(huán)節(jié)的變革。
