在学术界的研究和GE、西门子等工业巨头的示范效应驱动下，数字孪生技术开始受到广泛关注。2016年6月，在西门子工业软件全球媒体与分析师会议上，西门子应用了数字孪生（digital twin）、数字主线（digital thread）等术语。
从数字孪生技术的发展背景可以看出，数字孪生模型是相对于其物理模型而言的。可以先建立数字孪生模型，应用数字孪生模型来进行虚拟试验，但最终还是要建立物理模型，通过对数字孪生的分析，来优化物理模型的运行。
除了上述技术，工业大数据、人工智能等技术也是数字孪生的关键使能技术。
「 2.数字孪生在制造业的典型应用场景 」
数字孪生技术在各个行业有广泛的应用场景。陶飞教授团队在《计算机集成制造系统》2018年第1期刊登的“数字孪生及其应用探索”一文中，归纳了14种应用场景，而后又在论文中介绍了数字孪生在航空航天、电力、汽车、石油天然气、健康医疗、船舶航运、城市管理、智慧农业、建筑建设、安全急救、环境保护等11个领域，45个细分类的应用（图1）。
图1 数字孪生的工业应用（来源：陶飞教授）
总体而言，数字孪生在制造业的应用前景广阔。其中，产品的数字孪生应用覆盖产品的研发、工艺规划、制造、测试、运维等各个生命周期，可以帮助企业推进数字化营销和自助式服务，有助于企业提升维护服务收入，创新商业模式；工厂数字孪生在工厂设计、建造，生产线调试、安装，工厂运行监控、工业安全等方面都可以对企业带来价值；数字孪生在供应链管理领域也可以应用，例如车间物流调度、运输路径优化等。
数字孪生在制造业的一些典型应用如下：
1）产品的运行监控和智能运维
对于能够实现智能互联的复杂产品，尤其是高端智能装备，将实时采集的装备运行过程中的传感器数据传递到其数字孪生模型进行仿真分析，可以对装备的健康状态和故障征兆进行诊断，并进行故障预测；如果产品运行的工况发生改变，对于拟采取的调整措施，可以先对其数字孪生模型在仿真云平台上进行虚拟验证，如果没有问题，再对实际产品的运行参数进行调整。图2是Ansys的数字孪生技术在风电行业应用的案例。通过应用数字孪生技术，帮助风电企业避免非计划性停机，实现预测性维护和运行控制与优化。
图 2 Ansys在风电行业的数字孪生应用案例
