数字孪生是一个将一个过程从虚拟世界复制到现实世界对象的概念。它建立在一个双向的信息系统中，它使用多种技术来帮助决策、减少风险和提高系统性能。

这项技术可以复制小的物体，如风电场、建筑大楼到工业环境中的大型物体。

结对过程需要几个硬件和软件组件来操作。这些组件是传感器、执行器、网络设备和数据管理平台的组合。一旦所有的硬件和软件组件被集成，其迭代操作将在虚拟世界中进行。从物理环境中收集实时数据，并与集中存储系统共享，在那里对其进行分析并将其输入数字体。这有助于模拟，找到任何障碍物，减少周转时间，并防止昂贵的停工期。

在数字孪生环境中，有四种主要的模拟过程，基于其应用领域，它包括；

组件孪生：它复制单个组件，如传感器，这有助于模拟组件的行为，测试其对系统的影响。

资产孪生：这些都是由单独的孪生组件组成的，它们作为一台机器一起工作，以跟踪位置和预测维护。

系统/单元孪生：这些是完成系统操作所需的资产的组合。它可以是车辆、交通控制系统或工业制造系统的一部分。

过程孪生：这些包括对整个生产设施的业务流程的模拟。这种类型的模拟有助于提高整体效率，并以数据驱动的方式做出商业决策。

尽管数字孪生有几个好处，但它的挑战仍然存在。由于这项技术的功能是在虚拟世界中测试和建造设备，数据成为构建这一功能的重要元素，因此它的大部分挑战都是围绕着数据。

私营公司为使数字孪生运作而提供的数据是有限的，有时甚至没有实时的数据。事实上，一些政府组织由于担心隐私问题而不分享他们的数据；这限制了数字孪生的能力。

即使组织克服了数据可用性的问题，他们也需要以结构化的格式将这些数据整合到他们的平台中。

由于大多数数字孪生功能是在下一代技术上运行的，如人工智能、物联网和边缘计算，对于预算有限的组织来说，初始基础设施投资可能难以管理。另一个挑战是确定正确的技术并将其部署到现有的操作中。高管们认为，在这么多技术的框架下，这将是一个昂贵的事情，可能需要时间来恢复初始投资/投资回报率。

数字孪生因其在多个行业的精确虚拟表现而被广泛接受。以下是一些使用案例；

数字孪生有可能成为制造业的有价值的资产。它的应用范围很广；从产品设计、流程优化、运营维护到供应链管理。

在疫情期间，数字孪生在零售业的潜力以指数级的速度增长。数字在提高客户体验、店内规划、货运管理和物流方面发挥着关键作用。

在医疗保健领域，数字孪生与数据分析和物联网一起，在提供个性化的病人护理和提高运营能力方面发挥着关键作用。

汽车行业在测试和分析整体车辆性能方面受益最大。

在航空航天业，数字孪生被用于飞机部件的维护、飞机跟踪和优化整个价值链以及创新新部件。

数字孪生的能力是无限的，但是用数字孪生对现有模式进行本质上的改变还需要一些时间。它将是变革的重要组成部分，将颠覆行业及其运作。通过结合下一代技术，特别是物联网、人工智能、AR/VR、扩展现实和数据分析，企业可以提高运营能力，降低成本和资产停机时间。数字孪生的测试和验证功能将帮助决策者做出最精确的决定。