多源数据融合是数字孪生实现的基础，它将来自不同数据源、不同类型、不同格式的数据整合在一起，为数字孪生模型提供完整、准确的数据支持55。在数字孪生系统中，数据来源主要包括传感器数据、历史数据、第三方系统数据等，这些数据的融合面临着诸多挑战。数据来源多样性挑战：数字孪生系统的数据来源很广，包括各种类型的传感器、数据库、第三方系统等，数据格式不统一，整合难度大55。例如，在智能工厂中，数据可能来自生产设备的传感器、ERP 系统、MES 系统等，这些系统的数据结构和格式各不相同。虚拟调试环境应具备物理规则引擎，能够模拟重力、摩擦等基础力学效应。普陀区元宇宙数字孪生价目表
不仅是JS领域，上述技术路径也可以广泛应用在新开发或正在改进的机器、设备或生产线上，即尽量在数字空间中，针对有待改进的机器、设备或生产线，做好它们的数字孪生体，施加并测试各种数字化的工况条件，随意变换工作场景，以近乎零成本对这些数字孪生体进行虚拟测试和反复迭代。比如糖果、宠物护理和食品商玛氏公司，其制造供应链已经创建了数字孪生系统，使用Microsoft Azure云平台和人工智能来处理和分析其制造设施中生产机器产生的数据。目前，该公司不但通过数字孪生增强了其160个制造设施的运营，也正在创建软件模拟以提高产能和流程控制，包括通过预测性维护延长机器的正常运行时间，并减少与机器包装不一致产品数量相关的浪费。吴江区水利数字孪生技术指导国际标准化组织（ISO）于2024年发布的数字孪生架构框架，为技术推广奠定基础。
数智孪生系统通过多学科知识的有机融合，能够超越单一领域，在复杂系统管理中实现跨域协同： 在“智慧城市”领域，依托数智孪生模型对公共设施的实时监测与模拟管理，提供准确、高效的城市资源优化。此外，在面对突发灾害时，孪生系统还能辅助进行应急推演，优化资源分配和决策效率。 其演进能力亦不可忽视：随着数据的持续积累，数智孪生的模型可以不断优化，支持未知场景的推理和动态适应。例如环境模拟领域中，可以推演气候变迁对生态系统的潜在影响，为决策提供指导依据。
大数据与 AI 是数字孪生的智能HX。大数据技术可以对从物联网等渠道采集到的海量数据进行存储、管理和分析，挖掘数据背后的规律。而人工智能算法则可以基于这些数据进行学习和预测，如利用机器学习算法实现设备的预测性维护，提前感测设备可能出现的故障，以便及时进行维修和保养，减少设备停机时间。3D 建模与仿真技术能够高精度还原物理世界。它可以通过各种建模软件和技术，如 CAD 建模、三维扫描等，创建物理实体的三维虚拟模型，并且通过仿真技术模拟物理实体的运行过程和性能表现。例如在建筑设计中，利用 3D 建模与仿真技术可以创建建筑的数字孪生模型，模拟建筑的采光、通风、能耗等情况，为建筑设计提供优化建议。不同供应商的数字孪生服务价格差异较大，需根据实际需求进行选择。
投资金额方面，2017-2019年波动较大。2017年投资金额为16.16亿元，2018年骤降至2.85亿元，当时数字孪生技术缺乏成熟案例，投资者趋于谨慎。2019年飙升至45.63亿元，因物联网、大数据等关键技术的发展让数字孪生技术从理论迈向实践成为可能，市场期望值大幅提升，资本大量涌入。2020-2022年投资金额分别为34.01、28.52、30.51亿元，结合投资数量来说，该阶段单笔投资金额逐年减少，宏观经济环境的不确定性可能导致了投资者整体投资金额减少。2023年进一步降至24.95亿元，市场在技术瓶颈期的观望态度明显。2024年继续降至至17.59亿元，2025年又回升至20.97亿元，表明市场在逐步适应技术发展节奏后，对数字孪生技术的长期价值有了更理性、深入的认识，投资开始趋于稳定。数字孪生与5G、物联网结合，将推动农业精细化管理，实现作物生长环境的数字化复现与调控。黄浦区元宇宙数字孪生
住建部推广建筑数字孪生技术应用，已有12个城市开展试点。普陀区元宇宙数字孪生价目表
预测性维护：数字孪生在预测性维护方面具有明显优势。通过建立设备的数字孪生模型，企业可以实时监测设备的运行状态，预测设备的剩余使用寿命和潜在故障，实现设备的主动维护和维修，减少设备停机时间，降低维护成本35。例如，某大型电力公司采用数字孪生技术对其电网系统进行管理，通过建立设备的数字孪生模型，提前预ce变压器、断路器等关键设备的潜在故障，合理安排设备检修计划，使设备故障率降低了 30%，检修成本降低了 20%25。数字线程技术：数字线程是数字孪生在智能制造中的延伸，它通过建立贯穿产品全生命周期的数字化连接，实现产品设计、制造、运维等环节的数据共享和协同，提高产品开发效率和质量36。例如，洛克希德・马丁公司借助数字主线与数字孪生技术实现对 F-35 生产全流程中的数据与模型的充分利用，明显提高了 F-35 的生产效率；美国诺格公司借助数字孪生支撑 F-35 生产质量管控，改进了工艺流程，缩短了决策时间36。普陀区元宇宙数字孪生价目表
