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1、数字孪生概念提出
数 字 孪 生的 概 念最早由密西根大 学 的 Michael Grieves 博士于2002年提出（最初的名 称 叫 Conceptual Ideal for PLM ），至今有差不多有15年多的 历 史。 该教 授 与 NASA 有 长 期的合作，在航天 领 域，航天器的 研发 和 运营 必 须 依 赖 于 数 字化技 术 ，在 研发阶 段，需要降低物理 样 机的成本；在 运营阶 段，需要 对 航天器 进 行 远 程 状态监 控和故障 监测 。 这 也是后 来 NASA 把 数 字化 双 胞胎作 为关键 技 术 的原因。
数字孪生技术在行业应用（图片为引用后翻译）
数 字 孪 生 (Digital Twin) 形象地 称 之 为 数 字化 双 胞 胎，是智能工 厂 的 虚实 互 联 技 术 ， 从构 想、 设计 、 测试 、仿 真 、生 产线 、 厂 房 规划 等 环节 ，可以 虚拟 和判 断 出生 产 或 规划 中所有的工 艺 流程，以及可能出 现 的矛盾、缺陷、不匹配，所有情 况 都可以用 这种 方式 进 行事先的仿 真 ， 缩 短大量方案 设计 及安装 调试时间 ，加快交付周期。 数 字化 双 胞胎技 术将带 有三 维数 字模型的信息可以被拓展到整 个 生命周期中去的影像技 术 ，最 终实现虚拟与 物理 数 据同步和一致，而不是要 让虚拟 世界做 现 在我 们 已 经 做到的事情，而是要 发现 潜在 问题 、激 发创 新思 维 、不 断 追求 优 化 进 步， 这 才是 数 字 孪 生的目 标 所在。
2. 数字孪生主要应用
数 字 孪 生技 术会帮 助企 业 在 实际 投 入生 产 之前即能在 虚拟环 境中 优 化、仿 真 和 测试 ，在生 产过 程中也可同步 优 化整 个 企 业 流程，最 终实现 高效的柔性生 产 、 实现 快速 创 新上市， 锻 造企 业 持久 竞争 力。 数 字 孪 生技 术 是制造企 业迈 向工 业 4.0 战 略目 标 的 关键 技 术 ，通 过将 掌握 产 品信息及其生命周期 过 程的 数 字思路 将 所有 阶 段 ( 产 品 创 意、 设计 、制造 规划 、生 产 和使用 ) 衔 接起 来 ， 并连 接到可以理解 这 些信息 并对 其做出反 应 的生 产 智能 设备 。 数 字 孪 生 技 术将带 有三 维数 字模型的信息可以被拓展到整 个 生命周期中去的影像技 术 ， 实现虚拟与 物理 数 据同步和一致。 数 字 孪 生 将 各自的 专业 技 术 集成 为 一 个数 据模型 ， 并将 PLM( 全生命周期管理 软 件 ) ，MOM（生 产运营 系 统 ）和 TIA （全集成自 动 化）集成在 统 一的 数 据平台下，供 应 商也可以根据需要被 纳 入平台， 实现 价 值链数 据的整合 ， 从业务领 域 包括 产 品 数 字 孪 生 、生 产数 字 孪 生 和 设备数 字 孪 生 。
2.1
产品数字孪生
在 产 品的 设计阶 段，利用 数 字 孪 生可以提高 设计 的准确性， 并验证产 品在 真实环 境中的性能。 这个阶 段的 数 字 孪 生， 关键 能力包含，第一： 数 字模型 设计 ，使用 CAD 工具 开发 出 满 足技 术规 格的 产 品 虚拟 原型，精确的 记录产 品的各 种 物理 参数 ， 以可 视 化的方式展示出 来 ， 并 通 过 一系列的 验证 手段 来检验设计 的精准程度； 第二： 模 拟 和仿 真 ：通 过 一 系列可重 复 、可 变参数 、可加速的仿 真实验 ， 来验证产 品在不同外部 环 境下的性能和表 现 ，在 设计阶 段就 验证产 品的适 应 性。
2.2
生产数字孪生
在 产 品的制造 阶 段， 生 产数 字 孪 生 的主要目的是确保 产 品可以被高效、高 质 量和低成本的生 产 ， 它 所要 设计 、仿 真 和 验证 的 对 象主要是生 产 系 统 ，包括制造工 艺 、制造 设备 、制造 车间 、管 理控制系 统 等。 利用 数 字 孪 生可以加快 产 品 导 入的 时间 ，提高 产 品 设计 的 质 量、降低 产 品的生 产 成本和提高 产 品的交付速度。 产 品 阶 段的 数 字 孪 生是一 个 高度 协 同的 过 程，通 过数 字化手段 构 建起 来 的 虚拟 生 产线 ， 将产 品本身的 数 字 孪 生同生 产设备 、生 产过 程等其他形 态 的 数 字 孪 生高度集成起 来。
2.3
设备数字孪生
产 品 作 为 客 户 的 设备资产 在 运 行 过 程中， 将设备运 行信息 实时传 送到云端 ， 进 行 设备运行优化，进行设备可预测性维护与保养，通过设备运行信息，对产品设计、工艺和制造迭代优化。包含设备运行优化、可预测性维护、维修与保养、设计、工艺与制造迭代优化。
3. 西门子助力企业数字化转型与数字孪生技术应用
对中国制造2025、工业4.0的重大战略执行也有更多助力。 作为工业4.0初的发起者和重要的构建者，西门子将数字孪生(DigitalTwins)技术，通过产品数字孪生、生产数字孪生和设备数字孪生展现其应用，三个层面又高度集成为一个统一的数据模型，并通过数字化助力企业整合横向和纵向价值链，为工业生态系统重塑和实现工业4.0构筑了一条自下而上的切实之路。
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