数字孪生在航空领域也有相应的应用，由于每台航空发动机的飞行履历不同，飞行的环境不同，健康服役的寿命，以及维护历史差别很大，因此，可以对每台航空发动机建立其对应的数字孪生模型实施监控。GE航空对于正在空中运行的航空发动机进行实时监控，一旦出现故障隐患，可以通过对数字孪生模型的分析来预测风险等级，及时进行维修维护，显著提升了飞行安全。GE航空通过数字孪生模型记录了每台航空发动机每个架次的飞行路线、承载量，以及不同飞行员的驾驶习惯和对应的油耗，通过分析和优化，可以延长发动机的服役周期，并改进发动机的设计方案（图3）。
图3 GE航空的数字孪生应用（来源：GE官网）
在数字孪生应用领域，GE与Ansys公司开展了战略合作。通过数字孪生技术的应用，实现产品的健康管理、远程诊断、智能维护和共享服务。通过结合传感器数据和仿真技术，帮助客户分析特定的工作条件并预测故障，从而节约运维成本。GE航空通过汇总设计、制造、运行、完整飞行周期的相关数据，预测航空发动机的性能表现：①将发动机传感器数据与性能模型结合，根据运行环境的变化和物理发动机性能的衰减，构建自适应模型，精准监测航空发动机的部件和整机性能；②将发动机历史维修数据中的故障模式注入三维结构模型和性能模型,构建故障模型，应用于故障诊断和预测；③将航空公司历史飞行数据与性能模型结合并融合数据驱动的方法，构建性能预测模型，预测整机性能和剩余寿命；④将局部线性化模型与飞机运行状态环境模型融合并构建控制优化模型，实现发动机控制性能寻优，使发动机在飞行过程中发挥更好的性能。
西门子将来自智能传感器的温度、加速度、压力和电磁场等信号和数据，以及来自数字孪生模型中的多物理场模型和电磁场仿真和温度场仿真结果传递到Mindspere平台，通过进行对比和评估，来判断产品的可用性、运行绩效和是否需要更换备件（图4）。
图4 西门子的数字孪生应用案例（来源：西门子）
在复杂装备的运维方面，可以通过增强现实技术，基于产品的数字孪生模型生成产品操作、装配或拆卸的三维动画。在实物环境下，透过各种穿戴设备或移动终端进行示教。PTC提供了先进易用的增强现实应用平台。
2）工厂运行状态的实时模拟和远程监控
对于正在运行的工厂，通过其数字孪生模型可以实现工厂运行的可视化。包括生产设备实时的状态、在制订单信息、设备和产线的OEE、产量、质量与能耗等，还可以定位每一台物流装备的位置和状态。对于出现故障的设备，可以显示出具体的故障类型。华龙讯达应用数字孪生技术，在烟草行业进行了工厂运行状态的实时模拟和远程监控实践，中烟集团在北京的机构就可以对分布在各地的工厂实施远程监控。海尔、美的在工厂的数字孪生应用方面也开展了卓有成效的实践。
