数字孪生的概念及应用
数字孪生是指具有数据连接的特定物理实体或过程的数字化表达，该数据连接可以保证物理状态和虚拟状态之间的同速率收敛，并提供物理实体或流程过程的整个生命周期的集成视图，有助于优化整体性能。数字孪生技术可以模拟、验证、预测和控制物理实体全生命周期过程，具有以多样的数字模型映射物理实体的能力，能够在不同数字模型之间转换、合并和建立“表达”的等同性。
数字孪生技术具有以下几个典型特点：
1. 互操作性：数字孪生中的物理对象和数字空间能够双向映射、动态交互和实时连接。
2. 可扩展性：数字孪生技术具备集成、添加和替换数字模型的能力，能够针对多尺度、多物理、多层级的模型内容进行扩展。
3. 实时性：数字孪生技术要求数字化，即以一种计算机可识别和处理的方式管理数据以对随时间轴变化的物理实体进行表征。
4. 保真性：数字孪生的保真性指描述数字虚体模型和物理实体的接近性。
5. 闭环性：数字孪生中的数字虚体，用于描述物理实体的可视模型和内在机理，以便于对物理实体的状态数据进行监视、分析推理、优化工艺参数和运行参数，实现决策功能。
数字孪生生态系统由基础支撑层、数据互动层、模型构建与仿真分析层、共性应用层和行业应用层组成。数字孪生生命周期过程包括虚拟实体的生命周期和物理实体的生命周期，两者之间存在持续的相互作用。
数字孪生功能视角可以看到数字孪生应用需要在基础设施的支撑下实现。物理世界中产品、服务或过程数据也会同步至虚拟世界中，虚拟世界中的模型和数据会和过程应用进行交互。向过程应用输入激励和物理世界信息，可以得到包括优化、预测、仿真、监控、分析等功能的输出。
数字孪生应用发展综述可以看到数字孪生技术在促进数字经济与实体经济融合、贯通工业生产信息孤岛、统筹协调系统内外部变化等方面发挥着重要作用。数字孪生技术可以应用于工业产品设计、工业产品生产、智能制造、智慧城市等多方面领域，是未来数字化企业发展的关键技术。
