從工業互聯網的角度論述了數字孿生的界定、經濟收益、管理體系構架及其完成數字孿生的必要基礎，根據不同制造行業具體運用實例敘述了工業互聯網與數字孿生的關系。伴隨著數字孿生技術迅速發展及自主應用研究，將來美國工業互聯網聯盟還將考慮到在其工業互聯網參照構架中融進數字孿生因素。

一、工業互聯網角度的數字孿生定義以及關系

美國工業互聯網聯盟覺得數字孿生是資產、過程或系統軟件的正式數字表明，能捕捉對應實體的特性和行為，并在特殊詞義中展開通訊、儲存、表述或解決。數字孿生包含但不限于下列幾種信息內容的組成：1）物理學模型和數據；2）剖析模型和數據；3）時間序列分析數據和歷史；4）業務流程數據；5）主數據；6）數據可視化模型和7）各類計算。

依據業務流程要求不一樣，可搭建復雜性不同的數字孿生。如下圖所示，對于重要零部件，搭建零部件孿生體；對于機器設備，搭建包括好幾個重要零部件孿生體的機器設備孿生體；對于復雜系統，構建包括多個機器設備孿生體的系統軟件孿生體。

數字孿生之間的關聯主要有三種：層次型、關聯型和點到點型。為了完成虛擬信息空間與實際物理世界的緊密結合，孿生體在信息空間的關系與其對應物理實體在物理世界的關系相同，如下圖所示。層次型，如單獨零部件孿生體與多個零部件孿生體建立的復合型孿生體之間的關系。關聯型，如天燃氣管道數字孿生體與燃氣生產應用設備孿生體之間的關聯。點到點型，如電力網中多個風能發電機孿生體之間的關聯。

二、全生命周期中數字孿生產生較大經濟收益

數字孿生處理信息孤島難題，為全局性提升管理決策出示重要支撐。目前工業生產制造中包含很多信息內容，因為多源對映異構、異地分散化的特點易產生信息孤島，影響信息內容全自動商品流通沒有充分發揮應有價值。比如生產制造中，各機器設備運作情況信息內容儲存在各自固件里，導致產線或生產車間沒法根據各機器設備具體運作情況優化管理決策。數字孿生技術運用每一個孿生體為代理商，搜集相匹配實體數據、運用不同模型展開測算剖析管理決策、根據集成化接口出示給不同業務流程目的的運用，確保生命期信息內容商品流通體現全局性優化管理決策。比如根據創建主要設備孿生體搭建生產車間孿生體，運用感知設備搜集對應實體數據展開剖析，根據集成化接口將決策信息內容下發各設備自動控制系統提升全生產車間范疇的生產制造運行活動。

數字孿生出示單一接口，為實體全生命周期信息內容順暢出示重要保障。實體的孿生體是瀏覽其生命期信息內容單一接口。如下圖所示，商品生產商在數字空間搭建產品類別的孿生體，包括市場需求分析、計算機輔助設計圖、設計文檔；搭建商品的孿生體，在這其中包含商品生產制造信息內容、從顧客那搜集的設備維護信息內容等；產品類別孿生體和商品孿生體組成復合型商品孿生體，為商品生產商提供全部信息內容單一接口。

數字孿生能為工業運用帶來較大經濟收益。一是數字孿生與人工智能技術、深度學習互為基礎協作發展。二是數字孿生推動高精密虛擬傳感器研發，處理重要物理量無法精確測量難題。三是數字孿生助推傳感器失靈漂移矯正，提升感知品質防止誤警報誤關機等安全事故。四是數字孿生減少信息查詢、格式轉化、信息內容導入時間，助推協作工程項目。五是數字孿生助推運維管理難題，降低服務器宕機時間經濟成本費。六是數字孿生應用自動更新，助推提質增效。七是數字孿生不會受到時間地址限定迅速精確回應，利潤最大化運用專家知識。

三、數字孿生設計方案觀念

數字孿生由數據、模型和服務項目接口構成。如下圖所示，數據是數字孿生的關鍵基礎，主要由模型需要的物理實體信息內容構成，包含設計產品、生產制造、運作維護保養數據和業務流程買賣數據。模型是數字孿生的重要體現，主要包含測算剖析模型和運作操縱模型，前面一種用以敘述、了解和預測分析孿生體的運作情況和行為，后面一種用以具體指導物理實體運作以體現業務流程目標。服務項目是數字孿生的呈現表達，用于多個孿生體之間數據瀏覽和功能啟用，及其聯接孿生體兩者之間對應物理實體。

創建孿生體間、孿生體內多部件間的互操作性。互操作性是2個或多個系統軟件互相交換信息內容并彼此應用已交換信息內容的能力。創建孿生體多部件間的互操作體制和規范是體現數字孿生互操作性的基礎。一方面，確保每一孿生體中都具有一部分公共數據特性和模型的通用性構造，以便于根據常見方式 瀏覽和啟用。而另一方面，對接標準或地域互認的通訊協議來定義信息內容語法、信息內容語義、預估行為和信息交換形式，處理多。