預測和實現復雜系統的虛實融合
數字孿生是以數字化方式創建物理實體的虛擬實體，借助歷史數據、實時數據以及算法模型等，模擬、驗證、預測、控制物理實體全生命周期過程的技術手段 。依靠包括仿真、實測、數據分析在內的手段對物理實體狀態進行感知、診斷和預測，進而優化物理實體，同時進化自身的數字模型。仿真技術作為創建和運行數字孿生的核心技術，是數字孿生實現數據交互與融合的基礎。
數字孿生結合物聯網、虛擬現實、仿真工具等，將物理設備的屬性映射到虛擬空間中，可以加快人們對物理實體的認識。有些工藝不能在真實的物理實體上操作，但可以在虛擬的物理實體上完成。
數字孿生的可視化價值，離不開數據的采集、分析和處理。能夠測量包括物理實體的屬性、參數和運行狀態。多面化的參數綜合分析和優化，大大提高了測量的效率，節省昂貴的測量開支。
數字孿生可以通過物聯網的數據采集和大數據處理能力，更加智能化對歷史和當前數據進行處理，實現對當前狀態的分析診斷，推斷未來的發展趨勢，為未來的決策提供有價值的參考數據。
通過數字化的虛擬物理實體，用虛擬仿真的手段在實驗室或是軟件中運行模擬修改方案，能夠迅速了解新方案的危害和優勢，模擬過程中不用終止正在進行的流程，提高工作效率，降低實驗成本。
數字孿生中的物理實體和數字空間的虛擬實體可進行雙向映射、動態交互和實時連接。從而具備以多樣的數字模型映射物理實體的能力，具有能夠在不同數字模型之間轉換、合并和建立“表達”的等同性。
數字化虛體能夠實時的反饋物理實體的外觀、狀態、屬性、內在機理的變化，保持與實體在幾何結構、狀態、相態和時態上的高度仿真。以便于對物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參數，實現決策功能，即賦予數字虛體和物理實體一個大腦。
對設備外觀材質、機械結構、復雜動作等要素及運行態勢進行數字孿生。支持設備精密細節顯示，高度還原設備的外形、材質、紋理細節；支持內部零部件、管線、傳感器等復雜結構定義，高度還原設備復雜機械結構；支持接入實時/歷史數據、真實/模擬數據，動態驅動設備模型姿態及復雜動作，真實再現設備的運轉過程及工作原理。
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