隨著（zhe）信息技（jì）術的發展，製（zhì）造技術的進步，人們的物質生活日益豐富，同時對產（chǎn）品的智能（néng）化、個性化需求也越來越多。如何提高生產（chǎn）效率，縮（suō）短產品上市時間，采取更靈活、柔性的生（shēng）產模式，提高資源和能源利用率，快速響應（yīng）市場（chǎng）智能化、個性（xìng）化、多變的需求是當今全（quán）球工（gōng）業麵臨的主要問題。為了解決這些問題，全球主要工業強國，紛紛（fēn）提出各自的智能（néng）製造戰略願景規劃，像德國提出“工業4.0”，美國提出“製造業複興計劃（huá）”，我國提（tí）出“中國製造2025”戰略。數字孿生技術作為構建元（yuán）宇宙的核心技（jì）術之一，與工業（yè）物聯網、5G通信、大數據，雲計算、人工智能、3D可視化等一係列技術，可以構建出現實世界（jiè）物體的虛（xū）擬鏡像，在幾何形狀、物（wù）理模型、行為狀態等方麵進（jìn）行模擬、仿真、預測和（hé）輔助決策，從而能有效解決上述問題，實現智能製造的願景。

1.互操作性

數字（zì）孿生中（zhōng）的物理對象和數字空間能夠雙向映射、動態交互和實（shí）時連接，因此數字孿生（shēng）具（jù）備以多樣的數（shù）字模型映射物理實體的能（néng）力，具有能夠在不同數字模（mó）型之間轉換、合並（bìng）和（hé）建立“表達”的等同（tóng）。

2.可拓展性

數字孿生技術具備集成、添加和替換數字模型的能力（lì），能夠針對多尺度、多（duō）物理、多層級的模型內容（róng）進行擴展。

3.實時性

數（shù）字孿生技術要求數字化，即以一種計（jì）算機可識別和（hé）處理的方式管理數據以對隨時間軸變（biàn）化的（de）物理實體（tǐ）進行表征。表征的對象包括外（wài）觀、狀態、屬性、內在機理，形成物理實體實（shí）時狀（zhuàng）態的數字虛體映射。

4.高保真性

數字（zì）孿生的保（bǎo）真性指描述數字虛體（tǐ）模型和物理實（shí）體的接近（jìn）性。要求虛體（tǐ）和實體不僅要保持幾何結構的高度仿真，在狀態、相態和時態上也要仿真。值得一提（tí）的是在不同的數字孿生場景下，同一數字虛體的仿真程度可能（néng）不同。例如工況場景中可能隻要求描述虛（xū）體的物理性質，並不需（xū）要關注化學結構細節 。

5.閉環性

數字孿生中的數字虛體，用於描述物理（lǐ）實體的可（kě）視化模型和內在機（jī）理（lǐ），以便於對物理實體的狀態數（shù）據進行監視、分析推理（lǐ）、優化工藝參數和運行參（cān）數，實現決策功能，即賦予數字（zì）虛體和物理實體一個大腦，因此數字孿生具有閉環性 。