罗 浩，张剑锋，宁云晖，尤 岳

（海军研究院，北京 100161）

1 数字孪生的概念内涵

数字孪生技术被誉为连接制造物理世界和数字虚拟世界的最佳纽带[1]、有望改变制造业“游戏规则”的顶尖技术[2]，近年来得到各界广泛关注。美国《航空周刊》预测，“到2035年，当航空公司接收一架飞机的时候，将同时验收另外一套数字模型，它就像飞机的一个忠诚的影子，伴随一生，从不消失”[2]。由此，不难预见，未来装备交付，极有可能同步交付对应数字孪生装备。

数字孪生技术的发展与军事应用有着历史渊源。2011年，美空军制定未来30年长期愿景时，采纳了数字孪生的概念，目的是解决飞机运行维护和寿命预测的问题[3]。美国国家航空航天局（NASA）将物理系统与其等效的虚拟系统相结合，研究了基于数字孪生的复杂系统故障预测与消除方法，并应用在飞机、飞行器、运载火箭等飞行系统的健康管理中[4]。美国空军研究实验室与NASA合作构建的F-15战斗机机体数字孪生，用于对在役飞机机体结构开展健康评估和损伤预测，提供预警并给出维修更换指导[3]。目前，有关在潜艇作战系统装备上应用数字孪生技术的文献并不多见，为此本文着重对其应用需求进行了研究和思考。

数字孪生概念的定义有很多，列举3种易于理解的如下：

1）数字孪生是指在整个生命周期中，通过软件定义，在数字虚体空间中所构建的虚拟事物的数字模型，形成与物理实体空间中的现实事物所对应的在形、态、行为和质地上都相像的虚实精确映射关系[5]。……