数字虚体与物理实体之间的孪生关系，其实早就有之，只不过此前没有使用严格定义的术语来表达。 数字孪生的应用场景和对应模式是多种多样的。 虚体测试 实体创新： 1.从重要性上看，没有物理实体，就无法执行工业必需的物理过程，无法保障国计民生；没有数字虚体，就无法实现对物理实体的赋值、赋能和赋智，就失去了工业转型升级的技术途径。虚实必须融合，二者均不可缺。但是较终体现的，是转型升级之后的“新工业实体”，是有了数字虚体作为大脑、神经特别是灵魂的全新机器和设备。 2.从创新性上看，虚实融合，相互放大价值。而且，在产品研制上，先做物理实体还是先做数字虚体，人们有了更多的选择，无论是谁先谁后，或是同时生成，都可产生诸多创新，智能制造中的很多新技术、新模式、新业态也就此产生。数字孪生能够根据物理实体运行的实时反馈信息对物理实体的运行状态进行监控。上海能源数字孪生应用
数字孪生的进展： 实现的许多关键技术都已经开发出来，比如多物理尺度和多物理量建模、结构化的健康管理、高性能计算等，但实现需要集成和融合这些跨领域、跨专业的多项技术，从而对装备的健康状况进行有效评估，这与单个技术发展的愿景有着明显的区别。因此，可以设想这样一个极具颠覆的概念，在未来可以预见的时间内很难取得足够的成熟度，建立中间过程的里程碑目标就显得尤为必要。 GE将其作为工业互联网的一个重要概念，力图通过大数据的分析，可以完整地查看物理世界机器实际运行的情况。突然赋予了设计师们以全新的梦想。它正在引导人们穿越那虚实界墙，在物理与数字模型之间自由交互与行走。上海能源数字孪生应用数字孪生用来支撑物理产品生命周期各项活动的决策。
数字孪生的研究现状： 2003年提出了“物理产品的数字表达”的概念，并指出物理产品的数字表达应能够抽象的表达物理产品，能够基于数字表达对物理产品进行真实条件或模拟条件下的测试。这个概念虽然没有被称作数字孪生，但是它具备数字孪生所具有的组成和功能，即创建物理实体的等价虚拟体，虚拟体能够对物理实体进行仿真分析和测试，可以被看做是数字孪生在产品设计过程中的应用。 2012 提出了 MBD（基于模型的定义）和 MBE（基于模型的企业）的概念，其关键思想是要创建企业和产品的数字模型，数字模型的仿真分析要贯穿产品设计、产品设计仿真、加工工艺仿真、生产过程仿真、产品的维修维护等整个产品的寿命周期。MBE 和 MBD 的概念将数字孪生的内涵扩展到了整个产品的制造过程。
数字孪生的基本组成： 数字孪生的三个组成部分：物理空间的实体产品、虚拟空间的虚拟产品、物理空间和虚拟空间之间的数据和信息交互接口。 数字孪生的组成包括：产品数字化双胞胎、生产工艺流程数字化双胞胎、设备数字化双胞胎，数字孪生完整真实地再现了整个企业。 从产品的视角给出了数字孪生的主要组成，包括：产品的设计数据、产品工艺数据、产品制造数据、产品服务数据、以及产品退役和报废数据等。 有人提出，数字孪生的组成应该包括：产品设计、过程规划、生产布局、过程仿真、产量优化等。该数字孪生的组成不只包括了产品的设计数据，也包括了生产品的生产过程和仿真分析，更加完整，更加符合智能工厂的要求。Digital Twin描述的是通过Digital Thread连接的各具体环节的模型。
工业领域数字孪生技术的应用方向有哪些？ （1） 生产看板工步指引 通过工位上的生产看板可直观查看当前工步的操作方式，实现生产作业指示的功能，通过可加入外设，对当前工步进行上一步、下一步、暂停等功能的手势控制。 （2） 混合现实工步指引 通过混合现实眼镜，由现场操作人员配到后，会自动识别当前模型及工步，从而在眼镜中提示下一步的操作方式。 （3） 车间生产数据展示 识别出厂房重点设备时，可根据设定展示对应的设备当前的生产数据、设备故障情况、设备关键备件库存情况等数据。 （4） 车间设备智能巡检 可根据当前的巡检任务，对巡检路线进行指引，靠近巡检设备时，可弹出当前设备所需的关键巡检项以及巡检结果输入框，巡检人员可根据指引完成巡检流程。数字孪生思想一开始命名为“信息镜像模型”，而后演变为“数字孪生”的术语。黑龙江变电站数字孪生技术
数字孪生是在 MBD 基础上深入发展起来的。上海能源数字孪生应用
在智能制造领域较先使用数字孪生概念的是美国的航空航天局（NASA）在项目中，美国国家航空航天局使用空间飞行器的数字孪生对飞行中的空间飞行器进行仿真分析，监测和预测空间飞行器的飞行状态，辅助地面控制人员作出正确的决策。从美国国家航空航天局对数字孪生的应用来看，数字孪生主要是要创建和物理实体等价的虚拟体或数字模型，虚拟体能够对物理实体进行仿真分析，能够根据物理实体运行的实时反馈信息对物理实体的运行状态进行监控，能够依据采集的物理实体的运行数据完善虚拟体的仿真分析算法，从而对物理实体的后续运行和改进提供更加精确的决策。上海能源数字孪生应用
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