数字孪生，顾名思义，是指针对物理世界中的物体，通过数字化的手段来构建一个数字世界中一模一样的的实体，藉此来实现对物理实体的了解、分析和优化。
从理论的概念来看，Digital Twin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。它是一种超越现实的概念，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。
目前数字孪生技术的应用也已经从传统的产品孪生向产线、车间、工厂的系统级孪生方向发展，已经从传统基于三维可视化模型向直指本质的决策推理模型转变。数字孪生是当前智能制造理念的物化落实的具体体现。
（1）数字孪生与产品全生命周期管理
数字孪生与产品研制生产全生命周期阶段具有融合的体现关系。在产品研发阶段的设计分析的拟实仿真评估、工艺设计阶段的工艺系统虚拟验证、生产制造阶段的生产制造运行大数据／人工智能决策、制造资源状态评估与预防性维护等、试验测试阶段的虚拟试验测试评估、服役运维阶段的装备性能动态预测评估等方面，并且能够有效地与面向全生命周期跨地域／专业的综合研制集成融合，从而能够有效地支撑和发展形成制造业新模式。
（2）数字孪生与工业物联网的关系
伴随新一代信息技术与制造业深度融合发展，工业互联网成为制造业从“显”到“隐”的抓手，互联网从“虚”向“实”的载体。数字孪生作为边缘侧技术，可以有效连接设备层和网络层，成为工业互联网平台的知识萃取工具，不断将工业系统中的碎片化知识传输到工业互联网平台中，不同成熟度的数字孪生体，将不同颗粒度的工业知识重新组装，通过工业APP进行调用。另外，工业互联网重塑数字孪生闭环，在工业互联网概念出现之前，数字孪生的概念还只是停留在软件环境中，比如几何建模的CAD系统、产品生命周期管理的PLM等。但随着工业互联网的出现，网络的连通效用使得各个数字孪生在设备资产管理，产品生命周期管理和制造流程管理中开始发生关联、互相补充。
（3）数字孪生与工业APP的关系
工业软件是产品研发过程中知识经验的软件物化，是工业APP所强调的服务化特点的源头支撑。数字孪生闭环过程中的数字孪生体是工业软件的重要体现方式，体现了对物理对象的几何、物理、行为、规则及约束的多维、不同粒度的多空间、推进演化／实时过程／外部干扰的多时间等尺度的综合。
（4）数字孪生与大数据／人工智能的关系
数字孪生体是数字孪生的核心，体现了数据分析、推理决策等，大数据所体现对工业物联／互联支持下海量状态数据和历史运行经验数据的分析处理，人工智能所体现的对案例训练和规则推理，大数据／人工智能是支撑数字孪生体向智能化纵深发展的重要技术。数字孪生技术给出了一个数字孪生模型解决问题的框架性建议方案，大数据技术给出的是依据数据解决具体问题的算法和模型。在数字孪生模型构建中可以广泛应用大数据、人工智能技术，构建其核心模型。
（5）数字孪生与设备健康管理的关系
数字孪生在资产密集型行业应用主要是以设备维护为重点的，涉及到以设备健康管理为核心的数字化移交及运行监控。设备性能数字双胞胎用于故障预测、健康管理及预测性维护，并反馈运行信息给设计以优化设计，改善产品性能。
数字孪生能够帮助我们从数据驱动的全新视角，重新审视传统商业模式存在的潜在缺陷和创新空间。尤其是随着传统的建模仿真技术与物联网、大数据、人工智能技术的进一步融合,在工业领域，通过数字孪生技术的使用，将大幅推动产品在设计、生产、维护及维修等环节的变革。
