隨著信息技術的發（fā）展，製造技術的進步（bù），人（rén）們的物質生活日益豐富，同時對產品的智能化、個（gè）性化需求也（yě）越來越多。如何提高生產效率（lǜ），縮（suō）短產品上市時（shí）間，采取更靈活、柔性的生產模式，提高資源和能源利用率，快速響應市場（chǎng）智能化、個性（xìng）化、多變的需求是當今全球工業麵臨的主要問題。為了解決這些問題，全球主要工業強國，紛（fēn）紛提（tí）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“製造業複興計劃”，我（wǒ）國提（tí）出“中國製造2025”戰略。數字孿生技術（shù）作（zuò）為構建元宇宙的核心技術之一，與工業物聯網、5G通信、大數據，雲（yún）計算、人工智能、3D可視化等一（yī）係列技術，可以構建出現（xiàn）實世界物體的虛（xū）擬鏡像，在幾何（hé）形（xíng）狀、物（wù）理模型（xíng）、行為狀態等方麵進行模（mó）擬、仿真、預（yù）測和輔助決策，從而能有效（xiào）解決上述問題，實現智能製造的願景（jǐng）。

1.互操（cāo）作性

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

2.可拓（tuò）展性

數字孿生技（jì）術具（jù）備集（jí）成、添加和替換（huàn）數（shù）字模型的能力，能夠針對多尺度、多物理、多層級（jí）的模型內容進行擴展。

3.實時性（xìng）

數字孿生技術要求（qiú）數字化，即以一種計算機可識別和處理的（de）方式管理數據以對（duì）隨時間軸變化的物理實體進行表征。表征的對（duì）象包括外觀、狀態、屬性、內在機理，形成物理（lǐ）實體實時狀態的數字虛體映射。

4.高保真性

數（shù）字孿生的保真性指描述（shù）數字虛體模型（xíng）和物理實體的接近（jìn）性。要求虛體和實體不僅要保持（chí）幾何結構的（de）高（gāo）度仿真，在狀（zhuàng）態、相態（tài）和時態上也（yě）要仿真。值得一提的是在不同的數字孿生（shēng）場景下，同一數字虛體（tǐ）的（de）仿真程度可能不同。例如（rú）工況場景中可能隻要求描述虛體的物理性質（zhì），並不需要關注化學結構細節 。

5.閉環性

數字孿生中的數字虛體，用於描述物（wù）理實體的（de）可視化模型（xíng）和（hé）內（nèi）在機理，以便（biàn）於（yú）對物理實體的狀態數（shù）據進行監視、分析（xī）推理、優化工藝參數和運行參數（shù），實（shí）現決策（cè）功能（néng），即賦予數字虛體和物理實體一（yī）個大腦，因（yīn）此數字孿生（shēng）具有閉環性 。