數字孿生，顧名思義，是指標對物理世界中的物體，透過數字化的手段來構建一個數字世界中一模一樣的的實體，藉此來實現對物理實體的瞭解、分析和最佳化。

從理論的概念來看，Digital Twin數字孿生：是充分利用物理模型、感測器更新、執行歷史等資料，整合多學科、多物理量、多尺度、多機率的模擬過程，在虛擬空間中完成對映，從而反映相對應的實體裝備的全生命週期過程。它是一種超越現實的概念，可以被視為一個或多個重要的、彼此依賴的裝備系統的數字對映系統。

目前數字孿生技術的應用也已經從傳統的產品孿生向產線、車間、工廠的系統級孿生方向發展，已經從傳統基於三維視覺化模型向直指本質的決策推理模型轉變。數字孿生是當前智慧製造理念的物化落實的具體體現。

（1）數字孿生與產品全生命週期管理

數字孿生與產品研製生產全生命週期階段具有融合的體現關係。在產品研發階段的設計分析的擬實模擬評估、工藝設計階段的工藝系統虛擬驗證、生產製造階段的生產製造執行大資料／人工智慧決策、製造資源狀態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效能動態預測評估等方面，並且能夠有效地與面向全生命週期跨地域／專業的綜合研製整合融合，從而能夠有效地支撐和發展形成製造業新模式。

（2）數字孿生與工業物聯網的關係

伴隨新一代資訊科技與製造業深度融合發展，工業網際網路成為製造業從“顯”到“隱”的抓手，網際網路從“虛”向“實”的載體。數字孿生作為邊緣側技術，可以有效連線裝置層和網路層，成為工業網際網路平臺的知識萃取工具，不斷將工業系統中的碎片化知識傳輸到工業網際網路平臺中，不同成熟度的數字孿生體，將不同顆粒度的工業知識重新組裝，透過工業APP進行呼叫。另外，工業網際網路重塑數字孿生閉環，在工業網際網路概念出現之前，數字孿生的概念還只是停留在軟體環境中，比如幾何建模的CAD系統、產品生命週期管理的PLM等。但隨著工業網際網路的出現，網路的連通效用使得各個數字孿生在裝置資產管理，產品生命週期管理和製造流程管理中開始發生關聯、互相補充。

（3）數字孿生與工業APP的關係

工業軟體是產品研發過程中知識經驗的軟體物化，是工業APP所強調的服務化特點的源頭支撐。數字孿生閉環過程中的數字孿生體是工業軟體的重要體現方式，體現了對物理物件的幾何、物理、行為、規則及約束的多維、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）數字孿生與大資料／人工智慧的關係

數字孿生體是數字孿生的核心，體現了資料分析、推理決策等，大資料所體現對工業物聯／互聯支援下海量狀態資料和歷史執行經驗資料的分析處理，人工智慧所體現的對案例訓練和規則推理，大資料／人工智慧是支撐數字孿生體向智慧化縱深發展的重要技術。數字孿生技術給出了一個數字孿生模型解決問題的框架性建議方案，大資料技術給出的是依據資料解決具體問題的演算法和模型。在數字孿生模型構建中可以廣泛應用大資料、人工智慧技術，構建其核心模型。

（5）數字孿生與裝置健康管理的關係

數字孿生在資產密集型行業應用主要是以裝置維護為重點的，涉及到以裝置健康管理為核心的數字化移交及執行監控。裝置效能數字雙胞胎用於故障預測、健康管理及預測性維護，並反饋執行資訊給設計以最佳化設計，改善產品效能。

數字孿生能夠幫助我們從資料驅動的全新視角，重新審視傳統商業模式存在的潛在缺陷和創新空間。尤其是隨著傳統的建模模擬技術與物聯網、大資料、人工智慧技術的進一步融合,在工業領域，透過數字孿生技術的使用，將大幅推動產品在設計、生產、維護及維修等環節的變革。