1.2 数字孪生相关概念

1.2.1 数字孪生与智能制造

从先进制造业的国家发展战略演进角度，无论是美国的从“去工业化→工业化→以软带硬”的工业互联网战略到美国国家先进制造战略计划，德国的从机械化、电气化、信息化到以硬带软的工业4.0的制造业创新发展战略，还是中国的“信息化带动工业化→工业化促进信息化→两化融合/深度融合→中国制造2025”的融合演进的制造强国发展战略，都是期望通过信息物理融合来实现智能制造。智能制造是当前世界制造业的共同发展趋势[31]。

数字孪生是实现信息物理融合的有效手段。数字孪生能够实现智能制造物理空间与虚拟空间之间的虚实映射与双向交互，形成“数据感知-实时分析-智能决策-精准执行”实时智能闭环，将物理空间的实况数据与虚拟空间的仿真预测等数据进行全面交互与深度融合，从而增强虚拟空间与物理空间的同步性与一致性。

统计当前发表的数字孪生研究成果发现：数字孪生与智能制造领域的智能装备、智能工厂、智能服务等结合的论文最多，占当前所发表的数字孪生论文总数的一半以上。在工业界，西门子、戴姆勒、ABB等践行智能制造的企业发表数字孪生研究成果数量最多。相关统计结果表明，学术界和工业界将数字孪生作为践行智能制造的关键使能技术之一。

如图1-3所示，随着传统信息技术向新一代信息技术的演进，新一代信息技术促进了CPS和数字孪生的出现和发展，CPS和数字孪生又为智能制造的实施提供有效手段。

图1-3 CPS和数字孪生的演进[32]