1.1 定义数字孪生 工业革命和大规模生产的一个结果是产品的标准化。此过程具有许多优点,包括能够从单一设计创建许多产品副本,以及能够利用规模来降低总体产品成本。另一个优点是能够在系统运行和维护期间使用标准化部件来降低维护成本。虽然产品之间的差异在制造过程中受到控制,但它们的使用往往有所不同,从而增加了产品之间的差异。如果不考虑这些差异,差异会降低正确评估产品性能和计划维护周期的能力。此外,产品系列中的特定产品可以设计和制造成略有不同,以支持特定的任务集,从而进一步给这些产品的后勤维持带来压力。近年来,数字孪生技术的发展是为了解决因产品和环境差异而产生的问题(Tuegel 等人,2011 年)。数字孪生概念包括构建单个产品的数字表示或模型,以提高单个产品的维护和性能预测的准确性(Kobryn,2020 年)。因此,数字孪生被描述为由支持可执行模型的工程、操作和行为数据集合开发的组件、产品或系统的模型,其中模型在系统的生命周期内不断发展并支持推导有助于实时优化系统或服务的解决方案(Boschert & Rosen,2016 年)。