1.1.2　数字孪生的定义

数字孪生是通过虚拟信息空间构建的一个虚拟仿真系统，用这个虚拟仿真系统来实时反映现实物理实体，这个虚拟仿真系统和现实物理实体之间的关系并不是单向流动或者静态不动的，它们之间是相互映射、相互作用的，而且与整个产品的生命周期息息相关，如图1-3所示。

图1-3　数字世界与物理世界的交互（图片来自德勤关于数字孪生的架构）

随着数字孪生概念的提出，美国国防部很快发现了其对航空航天飞行器维护与保障工作的助力作用，于是迅速将该技术投入生产实验中。随着科技的快速发展以及人工智能需求的提升，数字孪生技术逐渐被越来越多的人所研究和使用，德国的西门子、美国的PTC、法国的达索等知名工业软件公司都在其对外宣传中引用了“Digital Twin”的话术，而且也在概念、内涵、构建、技术等领域对数字孪生进行了大量的研究和扩展。到目前为止，数字孪生暂时还没有业界公认的相关定义，数字孪生概念以及相关技术还在探索、发展和演变中。下面列出当前从不同角度、不同方向对数字孪生概念的定义。

1．官方定义

数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生是一种超越现实的概念，是可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统。

2．标准化组织中的定义

数字孪生是具有数据连接的特定物理实体或过程的数字化表达，该数据连接可以保证物理状态和虚拟状态之间的同速率收敛，并提供物理实体或流程过程的整个生命周期的集成视图，有助于优化整体性能。

3．学术界的定义

数字孪生是以数字化方式创建物理实体的虚拟实体，借助历史数据、实时数据以及算法模型等模拟、验证、预测、控制物理实体全生命周期过程的技术手段。

4．企业的定义

数字孪生是资产和流程的软件标识，用于理解、预测和优化绩效以实现企业业务成果的改善。

通过对数字孪生的多角度定义可以发现数字孪生的几个关键词：“数据”“实时”“传输”“模拟”“生命周期”“双向”。通俗地讲，数字孪生就是创建一个物理实体的数字版“克隆体”，这个“克隆体”可以称为“数字孪生体”。不但在外在形态上和物理实体保持一致，而且在内在机理上和物理实体相对应。它最大的特点就是能实时接收物理实体的相关数据，也可以通过一定的计算、模拟、分析反向控制实体对象的动作。