通俗定義：數字孿生是一個現實物體在虛擬空間的“鏡像模型”。它將真實世界中的對象或系統，復制到計算機里，形成一個可以實時交互、動態更新的“數字分身”。生活中的例子：假設你有一輛汽車，數字孿生就是這輛車在電腦里的虛擬版本，它可以同步顯示汽車的位置、油耗、輪胎壓力等信息；飛機制造中，工程師會為每一架飛機建一個“數字孿生模型”，提前模擬飛行過程、預測零件老化，從而避免事故；智慧城市中，城市的道路、建筑、水電系統都會在虛擬空間里有一套“數字副本”，方便調度、應急管理。數字孿生對實時渲染與復雜計算的要求，直接推動邊緣計算節點密度提升。閔行區數字孿生常見問題

數字孿生的技術架構主要包括五個關鍵部分：物理實體、數據采集與傳輸、數據處理與存儲、數字孿生模型、應用服務與交互4。物理實體：是數字孿生的對象，可以是設備、生產線、建筑物、城市等任何物理存在的實體或系統。數據采集與傳輸：通過傳感器、物聯網設備等采集物理實體的實時數據，并通過 5G、Wi-Fi 等網絡技術將數據傳輸到數字孿生系統中。這是實現數字孿生與物理實體實時同步的基礎4。數據處理與存儲：對采集到的數據進行清洗、轉換、分析和存儲，為數字孿生模型提供高質量的數據支持。這部分通常基于云計算、邊緣計算和大數據技術實現25。數字孿生模型：是數字孿生的HX，包括幾何模型、物理模型、行為模型和規則模型等。這些模型通過數學建模、仿真模擬等技術構建，能夠準確反映物理實體的特性和行為2。應用服務與交互：基于數字孿生模型提供各種應用服務，如實時監控、預測分析、優化決策等，并通過可視化界面、AR/VR 等技術實現用戶與數字孿生的交互97。閔行區大數據數字孿生應用場景智慧城市數字孿生平臺新增空氣質量模擬模塊，助力環保決策。

物聯網（IoT）是數字孿生數據采集的 “神經末梢”。它通過分布在物理實體上的各種傳感器，如溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器等，實時采集物理實體的狀態信息，為數字孿生提供了豐富的數據來源。例如在工業生產中，物聯網傳感器可以實時采集設備的運行參數，如轉速、溫度、振動等，這些數據被傳輸到數字孿生模型中，使虛擬模型能夠準確地反映物理設備的運行狀態。

數字孿生具有虛實映射的基本特征。通過對物理實體構建數字孿生模型，實現物理模型和數字孿生模型的雙向映射。它的工作原理是創建一個或一系列和物理對象完全等價的虛擬模型，虛擬模型通過對物理對象進行實時性的仿真，監測整個物理對象當前運行的實時狀況，甚至根據實時運行數據來完善優化虛擬模型的實時仿真分析算法，從而得出物理對象的后續運行方式及改進計劃。

數智孿生依賴于一套高度集成化的技術體系，這些技術共同協作，塑造了數智孿生的強大功能： 1.數字孿生：作為重要框架，提供了物理實體的虛擬化實現基礎。 2.人工智能（AI）：AI技術確保孿生系統具備數據挖掘、建模、學習與推理能力。對于自適應動態優化、閉環控制尤為關鍵。 3.大數據：支持孿生系統實時處理海量的異構數據，形成可靠、高效的預測分析。 4.物聯網（IoT）：實時感知層，通過傳感器數據實現物理到虛擬的動態映射。 5.高性能計算與云計算：支撐模型的大規模運行和跨地域協作。水利部試點數字孿生流域項目，提升防汛調度決策準確度。

生產過程優化：數字孿生在生產過程優化中發揮著重要作用。通過建立生產線的數字孿生模型，企業可以在虛擬環境中模擬和優化生產流程，提前發現潛在問題，優化生產參數，提高生產效率1。例如，寶馬集團采用數字孿生技術優化生產線，將設備停機時間減少 50%；富士康的 "黑燈工廠" 通過虛擬調試，將設備部署周期縮短 60%1。在生產過程中，數字孿生可以實時監控生產狀態，自動調整生產參數，確保生產過程的穩定性和一致性1。

質量控制與檢測：數字孿生可以實現對產品質量的實時監控和預測。通過建立產品的數字孿生模型，企業可以在生產過程中實時采集關鍵質量數據，與數字孿生模型進行比對分析，及時發現質量問題并進行調整，提高產品質量38。例如，在波音 787 機翼制造中，通過數字孿生技術，將機翼蒙皮成型工藝的試錯成本從 2.3 億美元降至 480 萬美元；商飛 C919 垂尾制造中，數字孿生系統實現全流程數字化閉環，將尺寸合格率從 89% 提升至 99.6%38。 多源異構數據融合時，必須標注原始數據采集時間戳與坐標參考系。南通大數據數字孿生大概多少錢

國際標準化組織（ISO）于2024年發布的數字孿生架構框架，為技術推廣奠定基礎。閔行區數字孿生常見問題

物聯網技術：實現物理實體數據的實時采集和傳輸，是數字孿生與物理世界連接的橋梁25。建模與仿真技術：構建數字孿生模型的基礎技術，包括 CAD 建模、有限元分析、計算流體動力學等3。大數據與人工智能：用于數據處理、分析和預測，提高數字孿生的智能水平1。云計算與邊緣計算：提供計算資源和存儲能力，支持數字孿生的大規模部署和實時處理25。5G 通信技術：提供高速、低延遲的通信支持，確保數字孿生與物理實體之間的實時數據交互80。AR/VR 技術：提供沉浸式的交互體驗，增強用戶與數字孿生的交互能力97。閔行區數字孿生常見問題