1.1.4 数字孪生的特征

从数字孪生的定义和内涵可以看出，数字孪生具有以下典型特征。

1）互操作性。数字孪生中的物理空间和虚拟空间能够实时连接、双向映射和动态交互，因此数字孪生具备以多样的数字模型映射物理实体的能力，具有能够在不同数字模型之间转换、合并和建立“表达”的等同性。

2）可扩展性。数字孪生技术具备集成、添加和替换数字模型的能力，能够针对多尺度、多物理、多层级的模型内容进行扩展。

3）实时性。数字孪生技术要求数字化，即以一种计算机可识别和处理的方式管理数据以表征随时间轴变化的物理实体的外观、状态、属性、内在机理，形成物理实体实时状态的数字虚体映射。

4）动态性。描述物理系统环境或状态的传感数据可用于模型的动态更新，更新后的模型可以动态指导实际操作，物理系统和数字模型的实时交互使得模型能够在生命周期内不断成长与演化。

5）保真性。数字孪生的保真性指描述数字虚体模型和物理实体的接近性，包括多尺度性、多物理性、多学科性等特点。这要求虚体和实体不仅要在几何结构的高度保真，在状态、相态和时态上也要保真。值得一提的是，在不同的数字孪生场景下，同一数字虚体的仿真程度可能不同。例如工况场景中可能只要求描述虚体的物理性质，并不需要关注化学结构细节。

6）闭环性。数字孪生中的数字虚体描述了物理实体的可视化模型和内在机理，以便对物理实体的状态数据进行监视、分析推理、优化工艺参数和运行参数，实现闭环决策功能。