虛實(shí)映射是數(shù)字孿生的基本特征，虛實(shí)映射通過(guò)對(duì)物理實(shí)體構(gòu)建數(shù)字孿生模型，實(shí)現(xiàn)物理模型和數(shù)字孿生模型的雙向映射。這對(duì)于改善對(duì)應(yīng)的物理實(shí)體的性能和運(yùn)行績(jī)效具有重要作用。
對(duì)于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能制造、智慧城市、智慧醫(yī)療等未來(lái)的智能領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，虛擬仿真是其必要的環(huán)節(jié)。而數(shù)字孿生虛實(shí)映射的基本特征，為工業(yè)領(lǐng)制造、城市管理、醫(yī)療創(chuàng)新等領(lǐng)域由“重”轉(zhuǎn)“輕”提供了良好路徑。
在新冠肺炎疫情期間，聞名世界的雷神山醫(yī)院便是利用了數(shù)字孿生技術(shù)進(jìn)行建造。中南建筑設(shè)計(jì)院（CSADI）臨危受命，設(shè)計(jì)了武漢第二座“小湯山醫(yī)院”——雷神山醫(yī)院。其采用BIM技術(shù)建立雷神山醫(yī)院的數(shù)字孿生模型，根據(jù)項(xiàng)目需求，利用BIM技術(shù)指導(dǎo)和驗(yàn)證設(shè)計(jì)，為設(shè)計(jì)建造提供了強(qiáng)有力的支撐。
近年的數(shù)字孿生城市的構(gòu)建，更是引發(fā)城市智能化管理和服務(wù)的顛覆性創(chuàng)新。比如，中國(guó)河北的雄安新區(qū)就融合地下給水管、再生水管、熱水管、電力通信纜線(xiàn)等12種市政管線(xiàn)的城市地下綜合管廊數(shù)字孿生體讓人驚艷；江西鷹潭“數(shù)字孿生城市”榮獲巴塞羅那全球智慧城市大會(huì)全球智慧城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型獎(jiǎng)。
此外，由于虛實(shí)映射是對(duì)實(shí)體對(duì)象的動(dòng)態(tài)仿真，也就意味著數(shù)字孿生模型是一個(gè)“不斷生長(zhǎng)、不斷豐富”的過(guò)程：在整個(gè)產(chǎn)品生命周期中，從產(chǎn)品的需求信息、功能信息、材料信息、使用環(huán)境信息、結(jié)構(gòu)信息、裝配信息、工藝信息、測(cè)試信息到維護(hù)信息，不斷擴(kuò)展，不斷豐富，不斷完善。
數(shù)字孿生模型越完整，就越能夠逼近其對(duì)應(yīng)的實(shí)體對(duì)象，從而對(duì)實(shí)體對(duì)象進(jìn)行可視化、分析、優(yōu)化。如果把產(chǎn)品全生命周期各類(lèi)數(shù)字孿生模型比喻為散亂的珍珠，那么將這些珍珠串起來(lái)的鏈子，就是數(shù)字主線(xiàn)（Digital Thread）。數(shù)字主線(xiàn)不僅可以串起各個(gè)階段的數(shù)字孿生模型，也包括產(chǎn)品全生命周期的信息，確保在發(fā)生變更時(shí)，各類(lèi)產(chǎn)品信息的一致性。
以葛蘭素史克疫苗研發(fā)及生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)室為例，通過(guò)“數(shù)字化雙胞胎”的全面建設(shè)，最終使復(fù)雜的疫苗研發(fā)與生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)了完全虛擬的全程“雙胞胎”監(jiān)控。企業(yè)的質(zhì)量控制開(kāi)支減少13%，它的返工和報(bào)廢減少25%，合規(guī)監(jiān)管費(fèi)用也減少了70%。
從虛實(shí)映射到全生命周期管理，數(shù)字孿生展示了對(duì)于各個(gè)行業(yè)的廣泛應(yīng)用場(chǎng)景。微軟作為率先進(jìn)軍“元宇宙”的互聯(lián)網(wǎng)巨頭，在對(duì)“商用元宇宙”應(yīng)用做的詳盡的技術(shù)分層中，最底層就包括了數(shù)字孿生。顯然，基于多重?cái)?shù)字技術(shù)搭建而成的數(shù)字孿生，是目前人們對(duì)元宇宙最具體的認(rèn)知。
而元宇宙所構(gòu)建的虛擬現(xiàn)實(shí)混同社會(huì)形態(tài)，從嚴(yán)格意義上而言更像是數(shù)字孿生與現(xiàn)實(shí)物理空間的混同形態(tài)，我們可以在現(xiàn)實(shí)與虛擬世界中任意穿梭。
