隨著信息技術的發展，製造技術的進步，人（rén）們的物質生活日益豐富，同時對產品的智能化、個性化需求（qiú）也越來越多。如何提高生產效率，縮短產品上市時間，采（cǎi）取更靈活、柔性（xìng）的生（shēng）產（chǎn）模式，提（tí）高資源和能源利用率，快速響（xiǎng）應市場智能化、個性化、多變的需（xū）求是當今全（quán）球工業麵臨的（de）主要問題。為了解決這些問題（tí），全球主要工業（yè）強國，紛紛（fēn）提出各自的智能製造戰（zhàn）略願景（jǐng）規劃，像德國提（tí）出“工業4.0”，美國提出“製造業複興計劃”，我國提出“中國製（zhì）造2025”戰（zhàn）略。數字孿生技術作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，雲計算、人工智能、3D可視化等一係列技術，可以構建出現實世界物體的虛擬鏡像，在幾何形狀、物理（lǐ）模型（xíng）、行為狀態等（děng）方麵進（jìn）行模擬、仿（fǎng）真、預測（cè）和輔助決（jué）策，從而（ér）能有效解（jiě）決上（shàng）述（shù）問題（tí），實現（xiàn）智能製造的願景。

1.互（hù）操作（zuò）性

數字孿生中的物理對象（xiàng）和（hé）數字空間能夠雙向映射、動態交互和實時連接，因此（cǐ）數字孿生具備以多樣的數（shù）字模型映射物理實體的能力（lì），具有能夠在（zài）不（bú）同數字（zì）模型之間轉換、合並和建立“表達”的等同。

2.可拓展性（xìng）

數字孿生技術具備集成、添加和替換數（shù）字（zì）模型（xíng）的能力，能夠針對多尺度、多物理、多層（céng）級的模型內容進行擴展。

3.實（shí）時性

數字孿生技術要求數字化，即以一種（zhǒng）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理實體進行表征。表（biǎo）征的對象包括外觀、狀態、屬性、內在機理，形成物理實體實時狀態的數字（zì）虛體映射。

4.高保真性

數字孿生的保真性指描述數字虛體（tǐ）模型和物理實體的接近性。要求虛體和（hé）實（shí）體不僅要保持幾何結構的高度仿（fǎng）真，在狀態、相態和時態上也要仿真。值得一提（tí）的（de）是在不同的數字孿生場（chǎng）景下，同一數字虛體的仿真程度可能（néng）不同。例如工況場（chǎng）景中可能隻要求描述虛體的物理性質，並不需要關注化（huà）學（xué）結（jié）構細（xì）節 。

5.閉環性

數字孿生中的數字虛體，用於描述物理實體的可視化模（mó）型和內在機理，以便於對物（wù）理實體的狀態數據進行監視、分析推理、優化工藝參數和運行（háng）參數，實現決（jué）策功能，即賦予數字虛體和物理（lǐ）實體一個大腦，因此數（shù）字孿生具有閉（bì）環性 。