2002年，密歇根大学的Michael Grieves教授在产品生命周期管理（PLM）课程中初次提出“镜像空间模型”概念，被视为数字孪生的理论雏形。该模型强调物理对象、虚拟模型及两者数据通道的三元结构。2010年，NASA在《技术路线图》中正式使用“数字孪生”术语，将其定义为“集成多物理场仿真的高保真虚拟模型”。与此同时，德国工业4.0战略推动制造业数字化转型，西门子、通用电气等企业将数字孪生应用于工厂生产线优化。通过将传感器数据与虚拟仿真结合，企业实现了设备预测性维护与工艺参数动态调整，明显降低了试错成本。云计算和AI技术的引入使得数字孪生的部署成本逐渐降低。无锡科技数字孪生产品
智慧城市旨在运用信息技术改善城市管理和服务水平，而数字孪生则是实现这一目标的有效途径。城市规划者可以利用数字孪生技术建立整个城市的虚拟映射，涵盖交通流量、能源消耗、环境保护等诸多方面。基于该模型，他们能够开展仿真试验，评估各类政策实施后的潜在影响，进而制定科学合理的城市发展计划。特别是在应对突发事件如自然灾害或公共卫生危机时，数字孪生的优势尤为突出。它可以快速整合来自各方面的应急响应数据，辅助决策者迅速采取行动，减少损失。同时，开放式的数字孪生平台也为公众参与城市建设提供了便利渠道，促进了社会治理模式向多元化方向转变。南通数字孪生城市基建领域采用数字孪生技术后，工程模拟验证效率提升40%-50%。
在探析数字孪生的商业价值时，企业须重点考虑战略绩效与市场动态相关问题，包括持续提升产品绩效、加快设计周期、发掘新的潜在收入来源，以及优化保修成本管理。更为重要的是，与传统项目不同，数字孪生并不会在有所收效后戛然而止。要长期在市场占据独特优势，企业应不断在新的业务领域再次进行尝试。同时，企业须将数字化技术与数字孪生渗透至整个组织结构，涵盖研发与销售，并运用数字孪生改变企业的业务模式及决策过程，从而源源不断地为企业开创新的收入来源。
2010年，美国陆军环境医学研究所的“阿凡达”单兵项目正式启动。该所研究人员希望给每名军人都创建出自己的数字虚拟形象，无论高矮胖瘦和脾气秉性。目前已经成功地开发了250名“阿凡达”单兵。在一个复杂的虚拟训练系统中，研究人员让这些虚拟单兵穿上不同的作战服，变换不同的姿势和位置，不断加载战场环境的数字孪生体来进行各种逼真的高风险模拟，从而替代实战测试。通过各种数字化测试来找出他们的弱点，甚至模拟各种恶劣气候环境来测试这些单兵的生理环境适应能力。所有测试过程无人身危险，可以随意反复试验。可以说，数字孪生不但持续发生在物理孪生体全生命周期中，而且会超越物理孪生体生命周期，在数字空间持久存续。因此，充分利用数字孪生可在智能制造中孕育出大量新技术和新模式。数字孪生技术的价格通常取决于模型的复杂度和数据采集的精细程度。
标准化是推动数字孪生技术发展和应用的重要基础。近年来，国内外在数字孪生标准化方面取得了一系列进展。以下是国内外数字孪生标准化的主要进展：国际标准化进展：ISO 标准：国际标准化组织（ISO）正在积极推动数字孪生国际标准的制定。ISO/TC 28/SC 41 负责数字孪生相关标准的制定工作，目前正在制定的标准包括 ISO/DTR 23247-100《自动化系统和集成 数字孪生框架 第 100 部分：制造》等65。IEC 标准：国际电工委员会（IEC）也在积极推动数字孪生相关标准的制定。IEC/SC 65A 负责工业过程测量、控制和自动化领域的数字孪生标准制定工作，目前正在制定的标准包括 IEC 62714《工业过程测量、控制和自动化 数字孪生》系列标准65。ITU 标准：国际电信联盟（ITU）也在积极推动数字孪生相关标准的制定。ITU-T Study Group 20 负责物联网、数字孪生和智能可持续城市及社区的标准制定工作，研究周期为 2025-2028 年64。IDTA 标准：工业数字孪生协会（IDTA）是一个致力于推动数字孪生标准化和互操作性的国际组织。该协会发布了一系列数字孪生标准和指南，如《资产行政外壳（AAS）标准》等，为数字孪生的标准化和互操作性提供了参考63。预测性维护算法的训练数据集须包含不少于3个完整设备生命周期记录。闵行区物联网数字孪生报价
数字孪生的维护和更新费用也是整体成本的重要组成部分。无锡科技数字孪生产品
在3号工业智造馆，三一重工推出的"挖掘机全生命周期数字孪生系统"成为焦点展品。该系统通过植入设备的300余个物联网传感器，可实时采集液压压力、发动机转速等23类运行参数，并在云端构建毫米级精度的三维动态模型。现场技术人员演示了如何通过AR眼镜远程指导新疆矿场的故障排查，延迟时间控制在80毫秒以内。日本川崎重工则展示了与人等高的协作机器人数字孪生体，其运动轨迹预测准确率达到99.2%。这些案例表明，工业数字孪生技术已从单机监控发展到产线级协同优化阶段，据麦肯锡新的报告显示，采用该技术的企业平均设备综合效率提升达17.6%。无锡科技数字孪生产品
