王锐

上海邮电设计咨询研究院有限公司 上海 200092

1 数字孪生简介

目前，数字孪生尚未形成统一的定义，但其作为观察与认识物理世界、研究与改造物理世界的新型方法论与重要手段，备受发达国家与高速发展中国家学术界、工业界与政府部门的关注。

1.1 数字孪生的认知

美国密歇根大学教授Michael Grieves在2002年提出了产品生命周期管理理想状态——“通过物理设备的数据，在虚拟空间构建1个可以表征该物理设备的虚拟实体和子系统；并且这种联系不是单向和静态的，而是在整个产品的生命周期中都联系在一起的”，这是数字孪生概念首次被科学家提及。我国陶飞教授认为，数字孪生是以数字化的方式建立物理实体的多维、多时空尺度、多学科、多物理量的动态虚拟模型来仿真和刻画物理实体在真实环境中的属性、行为、规则等。目前科学界各方对数字孪生的说法不一，但对数字孪生的核心要素基本达到一致共识，即其内容包括物理实体、虚拟模型、数据、连接技术、交互应用软件[1]。

1.2 数字孪生的现状

根据目前对世界各国数字孪生的发展调研，已有较多世界知名企业将数字孪生视为数字业务发展和企业拓展的新方向，美国将数字孪生列为其工业互联网落地发展的核心关键技术，德国将数字孪生列为其工业4.0发展中的重要技术内容。2016-2018年，美国Gartner公司连续3年将数字孪生列为年度十大战略科技发展趋势，Gartner公司认为2019年数字孪生处于期望膨胀期顶峰，将在未来5年产生爆发性创新。……