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随着时代的发展，工业4.0概念以及中国实施制造强国战略个十年的行动纲领《中国制造2025》的出台，工业领域的传统工作模式受到了巨大的挑战，尤其是在确保盈利能力和长期生存能力方面，化工、电力、交通、制造等行业的业主面临着的挑战。

以低成本实现数字孪生智能工厂安全、可持续生产、运营、维护和管理，需要快速获取与工厂实际状态一致的基础数据，建立数字孪生智能工厂是实现这一目标的手段。数字孪生智能工厂是以数据为基础的信息管理平台；是一个以工厂设备基础数据为的数据仓库。

不仅仅是一个数据集成的平台，更是一个信息浏览的端口和项目数据移交的工具，为工厂的日常运营、维护、扩建和检维修项目提供了完整、准确和可信的基础数据。

数字孪生的基本特征是虚实映射。通过对物理实体构建数字孪生模型，实现物理模型和数字孪生模型的双向映射。构建数字孪生模型不是目的，而是手段，需要通过对数字孪生模型的分析与优化，来改善其对应的物理实体的性能和运行绩效。

任何物理实体都可以创建其数字孪生模型，一个零件、一个部件、一个产品、一台设备、一把加工刀具、一条生产线、一个车间、一座工厂、一个建筑、一座城市，乃至一颗心脏、一个人体等。对于不同的物理实体，其数字孪生模型的用途和侧重点差异很大。

例如，达索系统帮助新加坡构建了数字城市，建立了一座城市的数字孪生模型，不仅包括了地理信息的三维模型，各种建筑的三维模型，还包括了各种地下管线的三维模型。该模型作为城市的数字化档案，可以用于优化城市交通，更便于各种公共设施的维护。Biodigital公司创建了生物数字人体模拟演示的在线平台，可以帮助医生和科学家研究人体构造，进行模拟试验。在太空探索的过程中，科学家通过数字孪生模型对远在太空的航天器，例如登陆火星的“好奇号”火星车进行远程监控、与操控。显然，物理实体的结构越复杂，其对应的数字孪生模型也会越复杂，数字孪生，实现数字孪生应用的难度也更大。

数字孪生诱人的地方，是数字模型和物联网的结合，而这种结合的终目的是为了将模型打磨得更加接近真实系统。物联网技术为建模提供了一种新的强有力的手段，而且在对复杂系统机理缺乏足够认识的情况下，还可基于所采集的数据利用人工智能技术对系统进行建模。这是对建模技术的发展和补充。而基于模型的分析、预测、训练等活动，本来就是要做的事。所以数字孪生本质上是新一代信息技术在建模和中的应用。

经过半个多世纪的发展，建模和已经形成了一个相当完善和系统的技术体系。事实上，数字孪生，在领域，利用动态实时数据进行建模和的方法和技术已经研究多年，如动态数据驱动的（Dynamic Data Driven Simulati， DDDS），嵌入式，数字孪生应用，硬件在回路的等。

当然，数字孪生城市，数字孪生作为技术的重要内容，通过与新一代信息技术的融合，将进一步促进建模和技术的发展。