隨著信息技術的發展（zhǎn），製造技術的進步，人們的物質生活日益豐（fēng）富，同時對產品的智（zhì）能化、個（gè）性化需求也越來越多。如何提高生產效率，縮短產品上市（shì）時間，采取更靈活、柔性的生產模式，提高（gāo）資源和能源利（lì）用率，快速響應市場智能（néng）化、個性化、多變的需求是當今全球工業麵臨的主要問題（tí）。為（wéi）了解決這些問題，全球主要工業強國，紛紛提出各自的智能製造戰略願景規劃，像德國提出“工業4.0”，美國提出“製（zhì）造業複興（xìng）計劃”，我國提出（chū）“中國製造2025”戰略。數字孿生技術作為（wéi）構建元宇宙的核心技術之一，與工業物聯網、5G通信（xìn）、大數據（jù），雲（yún）計（jì）算、人工智能、3D可視化等一係列技術，可以構建（jiàn）出（chū）現實（shí）世界物體的虛擬鏡像，在幾（jǐ）何形狀、物（wù）理（lǐ）模型、行為狀態等方麵進行模擬、仿真、預測和輔助決策，從而能有效解決上述問題（tí），實現智能製造的願景。

1.互操（cāo）作（zuò）性

數字孿生中的物理對象和數字空間能夠雙向映（yìng）射（shè）、動態交互和實時連接，因此（cǐ）數字孿（luán）生具備以多樣的數字模型映射物理實體的能力，具（jù）有能夠（gòu）在不同數字模型之間轉換（huàn）、合並和建立“表達”的等同。

2.可（kě）拓展性

數字孿生技（jì）術具備集成、添加和（hé）替換數字模型的能力，能夠針對多尺度、多物理、多層級的模型內（nèi）容進行擴展。

3.實時性

數字孿生技術（shù）要求數字化，即以一種計算（suàn）機可（kě）識（shí）別和（hé）處理的方式管理數據以（yǐ）對隨時間軸（zhóu）變化的（de）物理實體進行表征。表征的對（duì）象包括外觀、狀（zhuàng）態、屬性、內在機理，形成物理（lǐ）實體實時狀態（tài）的數字虛體映射。

4.高保真性

數字孿生的保真性指（zhǐ）描述數字虛體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（tài）、相態和時態上也要仿真。值得一提的是在不同的數字孿生場景下，同一數字虛體的仿真程度可能不同。例如工（gōng）況場景中可能隻要（yào）求描述虛體的物（wù）理性質，並不需要關注化學結構細節（jiē） 。

5.閉環性

數字孿生中（zhōng）的數字虛體，用於描述（shù）物理（lǐ）實體的可視化（huà）模（mó）型和內在機理，以便於對物理實體的狀態數據進行監視、分析推（tuī）理、優化工藝參數和運行參數，實現決策功能，即賦（fù）予數字虛體（tǐ）和物理實體一個大腦，因（yīn）此數字孿生（shēng）具有閉環（huán）性 。