隨著信息技術的發展，製造技術的進步，人們的物質生（shēng）活日益豐富，同時對產品的智能化、個性化需求也越來越多（duō）。如何提高生產效率，縮短產品上市時間，采取更靈活、柔性的生產模式，提高資源和能源利用率（lǜ），快速響應市場智能化、個性化、多變的（de）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（qiú）主（zhǔ）要工業強（qiáng）國，紛（fēn）紛（fēn）提出各自的智能（néng）製造戰略願景規（guī）劃，像德國提出“工業4.0”，美國提出“製造業複興計劃”，我國提出“中國製造2025”戰略。數字孿生技術作為構建元宇（yǔ）宙的核心技術之一，與工（gōng）業物聯網、5G通信、大數據，雲（yún）計算、人工智能、3D可視化等一係列技術（shù），可以構建出現（xiàn）實（shí）世界物（wù）體的虛擬（nǐ）鏡像，在幾何形狀、物理（lǐ）模型（xíng）、行為（wéi）狀態等（děng）方麵（miàn）進行模擬、仿真、預測和（hé）輔助決策（cè），從而能有效解決上述問題（tí），實現智能（néng）製造的願景。

1.互操作性

數字孿生（shēng）中的（de）物理對象和數字空間能夠雙向映射、動態（tài）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實體的能力，具有（yǒu）能夠在（zài）不同數字模型之間轉換、合並和建立“表達”的（de）等同。

2.可拓展性

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

3.實時性

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

4.高保（bǎo）真性

數（shù）字（zì）孿生的（de）保真性指描述（shù）數（shù）字虛體模型和物理實體的接近性。要求（qiú）虛體和實體不僅（jǐn）要保持幾何結構的高度仿真，在狀（zhuàng）態、相態和時態（tài）上也要仿真。值得一（yī）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（tóng）。例如工況場景中可能隻要求描述虛體的（de）物理性質，並（bìng）不（bú）需（xū）要（yào）關注化學結構（gòu）細節 。

5.閉環性

數字孿生（shēng）中（zhōng）的數字虛體，用於描（miáo）述物（wù）理實體的可視化模型和內在機理，以便於對物理實體的狀態數據進行監視、分析（xī）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一個大腦，因此數字孿（luán）生具（jù）有閉環性 。