随着人类进入信息化、数字化时代，人们对虚拟数字世界的好奇和探索从未停止过。今天，数字孪生已开始助力人类生产力革命和升级，改变人们的生产生活方式。
中国是制造业大国，产业数字升级正在推进中，数字孪生的应用有无限广阔的空间，加之政策支持，数字孪生在中国迎来了快速发展机遇期。
中国高度重视发展数字经济，在、协调、绿色、开放、共享的新发展理念指引下，中国正积极推进数字产业化、产业数字化，引导数字经济和实体经济深度融合，推动经济高质量发展。
数字孪生是以特定目的为导向对物理世界现实对象的数字化表达。这一对象不仅包括产品、设备、建筑物等“实物”，也包括企业组织、城市等“实体”。通过对物理对象构建数字孪生模型，实现物理对象和数字孪生模型的双向映射。对于不同现实对象，其数字孪生模型构建的侧重点和用途不尽相同，对于企业组织、城市等实体数字孪生，则更强调对广域数据的聚合融通，着力于通过模拟来优化全局决策，加强协同，也越来越得到企业管理者和政府的重视。
数字孪生的技术实现依赖于诸多新技术的发展和高度集成，数字工厂系统，以及跨学科知识的综合应用，是一个复杂的、协同的系统工程，涉及的关键技术方法包括建模、大数据分析、机器学习、模拟等。
从现实看，实物的数字孪生可以提升工业产品在研发、运维等全生命周期内的效益。
实物数字孪生应用的价值是通过虚实融合、虚实映射，持续改进产品的性能，提高产品运行的安全性、可靠性、稳定性，数字工厂，提升产品运行的“健康度”，从而提升产品在市场上的竞争力。同时，通过对产品的结构、材料、制造工艺等各方面的改进，降低产品成本，帮助企业提高盈利能力。
数字孪生体技术在制造业中的快速发展和应用，不仅改变了制造企业的传统生产方式，也推动企业管理模式、组织形态的重构。
数字孪生体技术在制造业发展应用过程中主要体现了如下特点：
一是镜像
在产品甚至是生产线和工厂正式制造、建造之前，就可以通过数字化设计、模拟和出实体，输出3D、全息影像等形式的设计图纸和制造手册。分析过程形成了完整的产品数字化虚拟档案，不仅仅包括产品的结构和功能，还包括了材料、工艺和流程，是制造材料、制造过程、制造结果三位一体的数字化信息集成，不仅仅是制造现状的描述和记录，还可以实现质量问题源头的追溯，例如某个电容是用在哪块电路板，还可以实现情景再现，例如模拟微型涡喷发动机的生产工艺流程规范是否科学以及运行效果是否达标等。
二是动态映射
传统的数字化制造技术主要停留在镜像阶段，没有实现制造过程中以及投入使用后，实体与虚体之间的数据交互。随着IoT技术的深入，通过实时智能传感和监测，可以到制造实体变化的动态信息，及时反馈到孪生虚体中进行记录和修正，通过计算和验证，降低风险减少误差，通过动态调整、虚实同步，实现产品全生命周期的相互孪生、共同成长。
三是质量预测
通过产品全生命周期大数据的积累和机器深度自主学习等技术的应用，及时发现制造环节和使用环节的错误和痛点，在孪生虚拟体上进行调整和验证，数字工厂建模，有效评估和提升产品质量管理水平，降低企业研发成本和生产成本。
什么是数字工厂呢？根据德国工程师协会 VDI4499标准 ，数字工厂包括了持续数据管理系统中的数字模型、方法和工具（包括和 3D 可视化）等。数字工厂的目标是以产品为核心，对工厂的结构，流程和资源等进行规划、评估和持续改进。
一个功能齐全的数字工厂所需的人员与普通工厂所需的人员相同，数字工厂平台，即运营经理、现场经理、工程师和操作员。然而，他们的每日任务由基于单一环境和特定需求的数据量身定制。
数字孪生的主要特征是物理对象和虚拟对象之间的共生关系，两者间的数据交换是双边且自动的。物理对象特性的任何更改都将直接反映在数字孪生上，反之亦然。作为持续数据管理系统的一部分，这样的功能具有巨大的价值。
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