隨著信（xìn）息技（jì）術的發展，製造技（jì）術的進步，人（rén）們的物（wù）質生活日益豐富，同時對（duì）產品的智（zhì）能化、個（gè）性化需求也越來越多。如何提高（gāo）生產效率，縮短產品上市時間（jiān），采取（qǔ）更靈活、柔性的生產模式，提高資源（yuán）和能源利用率（lǜ），快速響應市場智能化、個性化、多變的需求是當今全球工業麵臨的主要問題。為了解決這些問題，全球主要工業強國，紛紛提（tí）出各自的智能製造戰略（luè）願景規劃，像德國提出“工（gōng）業4.0”，美國提出“製造業複興計劃”，我國提出“中（zhōng）國製造2025”戰略。數字孿生（shēng）技術作為構建元宇宙的核心技術之一，與工業物聯網、5G通（tōng）信、大數據，雲計（jì）算、人工智能、3D可（kě）視化等一係（xì）列技術，可以（yǐ）構建出現實世界物體的虛擬鏡像，在幾何形狀、物理模型、行為狀態等方麵進行模擬、仿真、預測和輔助決策，從而能有效（xiào）解決上述問題，實現（xiàn）智能製造（zào）的願景。

1.互操作（zuò）性

數字（zì）孿生中的物理對象和數字空間能夠雙向映射、動態交互和實時連（lián）接，因此數字孿生具備以多樣的數字模型映射物理實體的能力，具有能夠在不同數字模型（xíng）之間轉換、合（hé）並和建立“表達”的等同。

2.可拓（tuò）展性

數字（zì）孿生技術具備集成、添加和替換數字（zì）模型的能（néng）力，能夠針對多尺度、多物理、多層級的模型內容進行擴展。

3.實時性

數字孿生技術要求數（shù）字化（huà），即以（yǐ）一種計（jì）算機可識別和處理的方式管理數據以對隨時間軸變化（huà）的物理實體進行表征。表征的對象包括外觀、狀態、屬（shǔ）性、內在機理（lǐ），形成物理實體實時狀態的數字虛體映射。

4.高保真性

數字孿生的（de）保真性指描述數字虛體（tǐ）模型和物理實體的接近性。要求虛體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。值得一提的是（shì）在不同的數字孿生場景下，同一數（shù）字虛體的仿真程度可能（néng）不（bú）同。例如工況場景中可能隻要求描述虛體（tǐ）的物理性質，並不需要關注化學結構細節 。

5.閉環（huán）性

數字孿生中的數字虛體，用於描述（shù）物理實體的可視化模型和內在機理，以（yǐ）便於對物理實體的狀態（tài）數據進行監視、分析推理、優化工藝參數和運（yùn）行參數（shù），實現決策功能，即賦予數字虛體和物理實體一個大腦，因此（cǐ）數字孿生（shēng）具有閉環性 。