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（yì）豐富，同時（shí）對產品的智能化、個性（xìng）化需求也（yě）越來越多。如何提高生產效率（lǜ），縮短產品（pǐn）上市時間，采取（qǔ）更靈（líng）活、柔性（xìng）的生產模式，提高資源（yuán）和能源利用率，快速響應市場智（zhì）能化（huà）、個（gè）性化、多變的需求是當今全球工業麵臨的主（zhǔ）要問題（tí）。為了解決這些問題（tí），全（quán）球主要工業強國，紛紛（fēn）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“製造業複興計（jì）劃”，我國提出“中國製造2025”戰略。數字孿生技術作為構建元宇宙的核心技術之一，與工業物聯網、5G通信、大（dà）數（shù）據（jù），雲計算、人工智能、3D可視化等一係列技術，可以構建出現實世界（jiè）物體的虛擬鏡像，在幾何形狀、物理（lǐ）模型、行為狀態等方麵（miàn）進行模擬、仿真、預測和輔助決策，從而能有效解決上（shàng）述問題，實現智能製（zhì）造的願景。

1.互（hù）操作性

數字孿生中的物理對象（xiàng）和數字空間能夠雙向映射、動態交互和實時連接，因此數（shù）字孿生具備以多樣的數字模型映（yìng）射物理實體的能力，具有（yǒu）能夠在不同數字模型之間轉換、合並和建立（lì）“表達”的等同。

2.可拓展性

數字孿生技術具備集成、添加和替換數字模型的能力，能夠針對多尺度、多物（wù）理、多層級的模型內容進行擴展（zhǎn）。

3.實時性

數字（zì）孿生技術要求數（shù）字化，即以一種（zhǒng）計算機可識別和（hé）處理的方式管理數據以對隨時間軸變化的物理實體（tǐ）進行表征（zhēng）。表征的對象包括外觀、狀態、屬性、內在機理，形成物理（lǐ）實體實時狀態的數（shù）字虛體映射。

4.高（gāo）保真性

數字孿（luán）生的（de）保真性指描述數（shù）字虛體（tǐ）模型和物理實體的接近性。要求（qiú）虛體（tǐ）和實體不僅（jǐn）要保持幾何結構的高度仿（fǎng）真，在狀態、相態和時態上也要仿真。值得一提的是在不（bú）同的數字孿生場景下，同一數字虛體（tǐ）的（de）仿真程度可能不同。例如工況場景中可能隻要求描述虛體的物理性質，並不需要（yào）關注化（huà）學結構細（xì）節 。

5.閉環性

數字孿生中的數（shù）字虛體，用於描述物理實體的可視化模型和內在機理，以便（biàn）於對物（wù）理實體的狀（zhuàng）態數據進行監視、分析推理、優化工藝參數和運行參數，實現決策功能，即賦予數字虛體和物理實體（tǐ）一個大腦，因此數字孿（luán）生具有閉環性 。