1.1.2　數字孿生的定義

數字孿生是通過虛擬信息空間構建的一個虛擬仿真系統，用這個虛擬仿真系統來實時反映現實物理實體，這個虛擬仿真系統和現實物理實體之間的關系并不是單向流動或者靜態不動的，它們之間是相互映射、相互作用的，而且與整個產品的生命周期息息相關，如圖1-3所示。

隨著數字孿生概念的提出，美國國防部很快發現了其對航空航天飛行器維護與保障工作的助力作用，于是迅速將該技術投入生產實驗中。隨著科技的快速發展以及人工智能需求的提升，數字孿生技術逐漸被越來越多的人所研究和使用，德國的西門子、美國的PTC、法國的達索等知名工業軟件公司都在其對外宣傳中引用了“Digital Twin”的話術，而且也在概念、內涵、構建、技術等領域對數字孿生進行了大量的研究和擴展。到目前為止，數字孿生暫時還沒有業界公認的相關定義，數字孿生概念以及相關技術還在探索、發展和演變中。下面列出當前從不同角度、不同方向對數字孿生概念的定義。

1．官方定義

數字孿生是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數據，集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程。數字孿生是一種超越現實的概念，是可以被視為一個或多個重要的、彼此依賴的裝備系統的數字映射系統。

2．標準化組織中的定義

數字孿生是具有數據連接的特定物理實體或過程的數字化表達，該數據連接可以保證物理狀態和虛擬狀態之間的同速率收斂，并提供物理實體或流程過程的整個生命周期的集成視圖，有助于優化整體性能。

3．學術界的定義

數字孿生是以數字化方式創建物理實體的虛擬實體，借助歷史數據、實時數據以及算法模型等模擬、驗證、預測、控制物理實體全生命周期過程的技術手段。

4．企業的定義

數字孿生是資產和流程的軟件標識，用于理解、預測和優化績效以實現企業業務成果的改善。

通過對數字孿生的多角度定義可以發現數字孿生的幾個關鍵詞：“數據”“實時”“傳輸”“模擬”“生命周期”“雙向”。通俗地講，數字孿生就是創建一個物理實體的數字版“克隆體”，這個“克隆體”可以稱為“數字孿生體”。不但在外在形態上和物理實體保持一致，而且在內在機理上和物理實體相對應。它最大的特點就是能實時接收物理實體的相關數據，也可以通過一定的計算、模擬、分析反向控制實體對象的動作。