1. 數字孿生發展概況
數字孿生是以數據與模型的集成融合為基礎與核心，通過在數字空間實時構建物理對象（包括實物、行為、過程等）的精準數字化映射，基于數據整合與分析預測形成智能決策的優化閉環。數字孿生起源于軍工領域，并廣泛應用于工業、智慧城市。近年來，數字孿生持續向交通、健康醫療等垂直行業拓展，實現機理描述、異常診斷、風險預測、決策輔助等應用價值。
數字孿生是物聯網發展的新階段，存在巨大的發展空間。Gartner 連續三年將數字孿生列入年度（2017-2019）十大戰略性技術趨勢[1][2][3]，認為它在未來5年將產生顛覆性創新。同時，根據 Gartner 預測，到 2021 年，半數的大型工業企業將使用數字孿生，從而使這些企業的效率提高 10%[3]；到 2024 年，超過 25%的全新數字孿生將作為新 IoT 原生業務應用的綁定功能被采用[4]。根據 Marketsand Markets 預測[5]，數字孿生市場規模將由 2020 年的 31 億美元增長到 2026年的 482 億美元，年復合增長率 58%。
數字孿生受到各國家高度重視。各國紛紛出臺政策引導數字孿生技術與產業發展。美國工業互聯網聯盟（IIC）和德國工業 4.0 將數字孿生納入工業物聯網技術體系。英國成立“數字建造英國中心”，發布《The Gemini Principles》[6]，總結出指導國家級數字孿生體發展和應用的九大原則。中國政府陸續出臺相關文件，推動數字孿生技術發展，工業互聯網聯盟（AII）也增設數字孿生特設組，開展數字孿生技術產業研究,推進相關標準制定,加速行業應用推廣。
數字孿生助推社會及行業發展。面向工業、城市、醫療、交通、建筑等眾多垂直行業，基于數字孿生技術，可實現應用場景、物聯網產品和解決方案的創新升級，全面提升行業數字化水平。例如，在基礎設施管理方面，利用實景三維建模、環境實時測量及運行狀態分析等，可實現市政管線、建筑、橋梁、軌道、鐵塔等設施的監測及預測性維護。在工業生產方面，在虛擬環境中創建、測試和生產所需設備，降低生產風險與運營成本，提高產品創新效率，助力定制化生產。
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