Digital Twin
從Digital Twin的起源和目前發展來看，其應用主要還是集中在產品設計和運維階段的數字孿生體范疇，但是隨著大數據、物聯網、移動互聯網、云計算等新一代信息與通信技術的快速普及與應用，以及當前各國先進制造戰略如德國工業4.0、美國工業互聯網戰略和中國制造2025等的提出，數字孿生體已經超出了其傳統的產品設計和運維階段的數字孿生體范疇。
Digital Twin的概念模型
2003年，Michael Grieves教授提出了“與物理產品等價的虛擬數字化表達”的概念，其概念模型具備數字孿生體的所有組成要素，即物理空間、虛擬空間以及兩者之間的關聯或接口，因此可以被認為是數字孿生體的雛形。
Digital Twin 與Digital Thread
伴隨著產品數字孿生體，美國空軍研究實驗室和NASA也同時提出了數字紐帶（Digital Thread，也譯為數字主線、數字線程、數字線、數字鏈等）的概念。數字紐帶是利用先進建模和仿真工具構建的，覆蓋產品全生命周期與全價值鏈，從基礎材料、設計、工藝、制造以及使用維護全部環節，集成并驅動以統一的模型為核心的產品設計、制造和保障的數字化數據流。
產品數字孿生體是對象、模型和數據，而數字紐帶是方法、通道、鏈接和接口。通過數字紐帶交換、處理產品數字孿生體的相關信息。
Digital Twin實現方式
在產品設計階段，構建一個全三維標注的產品模型，包括三維設計模型+產品制造信息（Product Manufacturing Information，PMI）+關聯屬性等
在工藝設計階段，在三維設計模型+PMI+關聯屬性的基礎上，實現基于三維產品模型的工藝設計，最終形成基于數模的工藝規程（Model Based Instructions，MBI），具體包括工藝BOM + 三維工藝仿真動畫 + 關聯的工藝文字信息和文檔
在產品生產制造階段，主要實現產品檔案 ( Product Memory ) 或產品數據包（Product Data Package）即制造信息的采集和全要素重建，包含制造BOM ( Manufacture BOM，MBOM ) 、質量數據、技術狀態數據、物流數據、產品檢測數據、生產進度數據、逆向過程數據等的采集和重建
在產品服務階段，主要實現產品的使用和維護（Operations and Sustainment，O&S），Operations主要是指操作，Sustainment既包括維修、保養，也包括升級和改造
在產品報廢/回收階段，主要記錄產品的報廢/回收數據，包括產品報廢/回收原因、產品報廢/回收時間、產品實際壽命等。為下一代產品的設計改進和創新、同類型產品的質量分析及預測、基于物理的產品仿真模型和分析模型的優化等提供數據支持
Digital Twin的作用
映射（模擬）、監控、診斷、預測和控制產品在現實環境中的形成過程和行為
從根本上推進產品全生命周期各階段的高效協同，驅動企業產品創新
數字化的產品全生命周期檔案，為全過程質量追溯和產品研發的持續改進奠定了數據基礎
Digital Twin的目標
虛實深度融合和以虛控實
一方面，物理產品行為和狀態的改變能動態實時地在產品數字孿生體上展示出來；另一方面，產品數字孿生體能基于物理空間傳遞而來的環境感知數據、產品狀態數據以及產品歷史數據、經驗與知識數據等進行智能分析與決策，并實時控制產品實物的狀態和行為
產品全生命周期數字化管理
其目標之一是實現閉環的產品全生命周期管理，使得產品制造過程和產品使用過程可控、可視和可預測；并允許將產品生產制造和運營維護的需求融入到早期的產品設計過程中，形成設計改進的智能閉環
全價值鏈協同
產品數字孿生體作為全價值鏈的數據中心，其目標是實現全價值鏈的協同。產品數字孿生體不僅是要實現上下游企業間的數據集成和數據共享，也要實現上下游企業間的產品協同開發、協同制造和協同運維等。
Digital Twin發展趨勢
擬實化——多物理建模
全生命周期化——從產品
設計和服務階段向產品制造階段延伸
集成化——與其它技術融合
Digital Twin應用行業
