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體，藉此來實現(xiàn)對物理實體的了解、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、運行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學科、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，從而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程。它是一種超越現(xiàn)實的概念，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)字孿生技術的應用也已經(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)字孿生是當前智能制造理念的物化落實的具體體現(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)關系。在產(chǎn)品研發(fā)階段的設計分析的擬實仿真評估、工藝設計階段的工藝系統(tǒng)虛擬驗證、生產(chǎn)制造階段的生產(chǎn)制造運行大數(shù)據(jù)／人工智能決策、制造資源狀態(tài)評估與預防性維護等、試驗測試階段的虛擬試驗測試評估、服役運維階段的裝備性能動態(tài)預測評估等方面，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)的關系
伴隨新一代信息技術與制造業(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”的載體。數(shù)字孿生作為邊緣側(cè)技術，可以有效連接設備層和網(wǎng)絡層，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)絡的連通效用使得各個數(shù)字孿生在設備資產(chǎn)管理，產(chǎn)品生命周期管理和制造流程管理中開始發(fā)生關聯(lián)、互相補充。
（3）數(shù)字孿生與工業(yè)APP的關系
工業(yè)軟件是產(chǎn)品研發(fā)過程中知識經(jīng)驗的軟件物化，是工業(yè)APP所強調(diào)的服務化特點的源頭支撐。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、推進演化／實時過程／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)和歷史運行經(jīng)驗數(shù)據(jù)的分析處理，人工智能所體現(xiàn)的對案例訓練和規(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。數(shù)字孿生技術給出了一個數(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)建中可以廣泛應用大數(shù)據(jù)、人工智能技術，構(gòu)建其核心模型。
（5）數(shù)字孿生與設備健康管理的關系
數(shù)字孿生在資產(chǎn)密集型行業(yè)應用主要是以設備維護為重點的，涉及到以設備健康管理為核心的數(shù)字化移交及運行監(jiān)控。設備性能數(shù)字雙胞胎用于故障預測、健康管理及預測性維護，并反饋運行信息給設計以優(yōu)化設計，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)的建模仿真技術與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能技術的進一步融合,在工業(yè)領域，通過數(shù)字孿生技術的使用，將大幅推動產(chǎn)品在設計、生產(chǎn)、維護及維修等環(huán)節(jié)的變革。
