数字孪生是指针对物理世界中的物体，通过数字化的手段构建一个在数字世界中一模一样的实体，借此来实现对物理实体的了解、分析和优化。从技术角度而言，数字孪生集成了建模与仿真、虚拟现实、物联网、云边协同以及人工智能等技术，通过实测、仿真和数据分析来实时感知、诊断、预测物理实体对象的状态，通过指令来调控物理实体对象的行为，通过相关数字模型间的相互学习来进化自身，合理有效地调度资源或对相关设备进行维护。
在制造领域，“数字孪生”可以应用于产品的设计、生产、制造、运营等全生命周期。在研发设计环节，可以利用虚拟模型将产品的各类物理参数以可视化的方式表现，并在虚拟空间进行可重复、参数可变的仿真实验，测试和验证产品在不同外部环境下的性能和表现，从而提高设计的准确性和可靠性，缩短研发流程，大幅降低研发和试错成本；在生产环节，通过虚拟生产线的3D可视化效果，工作人员不用去现场就能够充分掌握生产线的实时状态，从而进行运维管理、资源能源管理，调整生产工艺，优化生产参数，进行生产调度预判等。除了帮助传统制造业提升效率，“数字孪生”还会不断创新制造业的资本运营、供应链管理、客户服务等模式，为制造业拓展了大量的价值空间。
数字孪生指将物理实体镜像映射到虚拟空间，生成一个“数字双胞胎”，在虚拟空间中的克隆体可以通过物联网实现数据实时双向互联互通，从而反映对应物理实体的全生命周期过程，在整合底层数据信息的基础上进行仿真预测，为优化决策赋能。
2022年中国数字孪生市场规模为104亿元，同比增长35.0%，2020-2022年CAGR为65.4%。随着各行业数字化转型的推进，数字孪生渗透率也将上升，推动国内未来数字孪生市场规模增长，预计2025年国内市场规模将达375亿元，2022-2025年CAGR为54.3%。
在制造数字孪生生态系统中，一个工厂数字孪生系统和产品数字孪生系统、供应链数字孪生系统相互独立且交互，共同形成制造数字孪生生态，而工厂数字孪生系统本身也可以看作是包括了产品数字孪生系统、工厂数字孪生系统的数字孪生生态，同时也和供应链上其他数字孪生系统实现互动。不同数字孪生系统之间的集成和演化共同形成了智能制造系统能力。
全球最具权威的IT研究与顾问咨询公司Gartner在2019年十大战略科技发展趋势中将数字孪生作为重要技术之一，其对数字孪生的描述为：数字孪生是现实世界实体或系统的数字化体现。
白皮书分析了数字孪生及数字孪生工业软件的国内外发展现状；从不同视角，厘清需求，给出了数字孪生工业软件的参考架构；并深入行业，介绍了目前中国数字孪生工业软件平台和应用案例；最后从规范化、智能化、平台化、生态化四个方面，展望了数字孪生工业软件未来的发展方向。
根据国家“双碳”自目标的推进，构建新型电力系统成为实现能源变革的必然趋势，成为电力行业的时代使命。本白皮书首先从产学研用多视角并结合电力行业的特性，分析阐述了数字孪生技术在电力行业应用价值；从数字感知、混合建模、高效仿真、可视化和虚实迭代等不同方面介绍了数字孪生的支撑技术：介绍了电力行业数字孪生技术的应用现状、电力数字孪生典型应用，梳理了当前电力行业数字孪生技术发展面临的共性问题与应用趋势并对下一步建设实施提出了策略与建议。
西门子数字化工业软件推出新的集成式解决方案，将Supplyframe™的“从设计到采购智能交互平台” (Design-to-Source Intelligence; DSI) 与西门子Xcelerator的软件和服务产品组合相结合，为数字孪生技术添加实时的供应链信息。
博智孪生仿真靶场作为一个覆盖多行业的网络安全靶场平台，能够基于虚拟化云平台实现多行业设备和业务的仿真，并通过接入相应的物理基础设备完成跨多行业的、具备完整安防体系的靶场环境，让安全验证和渗透测试人员能在网络的各层面开展攻击面获取、边界爆破、横向渗透、权限提升维持、目标攻陷、痕迹清除等操作，也能让网络安全和运维人员开展暴露面收敛、安全加固、防护策略配置、溯源分析等防御相关的操作，支撑各种专项训练、红蓝对抗、夺旗解题、运维比赛、安全评估等服务。
随着数字化转型进程的推进及外部环境的持续变化，原始设备制造商（OEM）及最终用户亟待改进机械设计、制造及管理的形式，以适应多元化的市场需求。EcoStruxure机器专家数字孪生软件营造的直观环境包含拖放式机电组件、虚拟现实/增强现实（VR/AR）界面和应用程序库，将有效提升机器全生命周期的数字化管理水平，在各个阶段带来成本节约、效率提升等一系列效益。。
本课程从智慧城市现状出发，概述了智慧城市的宏观发展目标和新型智慧城市建设的基本原则及发展需求。重点阐述了城市大脑建设内容、智慧城市顶层设计1533+N系统架构、城市KPI指标、五个运行管理服务平台、三个基础性支撑和三个保障体系等具体内容。还介绍了当前对智慧城市建设产生重大影响的数字孪生、人工智能、第五代移动通信三大新技术的应用，最后对智慧城市的未来发展进行了展望。
在技术不断发展和成熟的过程中，数字孪生技术在亚洲国家逐步延伸至多场景混合的城市政策制定领域，并发展至智能制造等相关制造业领域。从数字孪生技术的研究方向入手，分析数字孪生技术在实践领域进展，对数字孪生技术进行未来展望，对我国的城市和产业高质量发展具有重要的作用。
数字孪生是一个涉及多环节、多领域、跨部门的复杂系统工程，需要各行业合作，协同创新，提供广泛的技术与数据支持。通过构建协同共赢、开源创新的数字孪生产业生态，促进物理世界和数字世界的深度融合，驱动更多行业对数字孪生的应用，推动技术的发展，助力各行业加速向数字化转型。
