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《系统规划与管理师教程》第2版
第1章 信息系统与信息技术发展 · 1.3.7 数字孪生
数字孪生
现实的数字镜像
给现实对象建一套虚拟数字模型，用实时数据保持联动。
它是现实与虚拟世界沟通的桥梁，被视为第四次工业革命的通用目的技术之一。
它是现实与虚拟世界沟通的桥梁，被视为第四次工业革命的通用目的技术之一。
01
懂定义
实体的数字模型
›
02
抓核心
建模·仿真·数字线程
›
03
看发展
四阶段
一句话先记住：数字孪生 = 物理实体的数字模型，靠实测/仿真/数据分析实时感知、诊断、预测，再用优化指令调控实体行为。
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第1章 信息系统与信息技术发展 · 1.3.7 数字孪生
数字孪生是什么
教材定义：物理实体的数字模型
是什么
现有的或将有的物理实体对象的数字模型。
感知诊断
通过实测、仿真、数据分析实时感知、诊断、预测实体状态。
调控进化
用优化和指令调控实体行为，模型间相互学习进化自身。
大白话
现实对象 + 实时数据 + 业务联动，能观察、能仿真、能分析——不是漂亮 3D。
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第1章 信息系统与信息技术发展 · 1.3.7 数字孪生
三核心 + 框架定位
建模·仿真·数字线程 三核心
三项核心
建模、仿真、基于数据融合的数字线程。
顶层框架
基于模型的系统工程 MBSE，统领建模、仿真、数字线程。
底层伴生
物联网是数字孪生的底层伴生技术。
外围使能
云计算、机器学习、大数据、区块链。
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第1章 信息系统与信息技术发展 · 1.3.7 数字孪生
建模 与 仿真
一对伴生体，分清职责
建模
- 把物理世界理解简化、模型化
- 创建数字孪生的源头与核心
- 是「数字化」阶段的核心
- 三维空间：需求/生存期/空间尺度
仿真
- 验证、确认建模的正确有效
- 保证与实体有效闭环的核心
- 把机理模型转成软件模拟现实
- 模型对、输入全→准确反映现实
记法：建模是「理解并画出来」，仿真是「跑起来验证对不对」，两者是一对伴生体。
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第1章 信息系统与信息技术发展 · 1.3.7 数字孪生
四大典型应用
数字孪生用在哪
1
制造
研发设计 + 生产制造，成为智能制造的基石。
2
产业链
构建实体数字镜像：营销电商、供应链物流、维保。
3
城市
数字孪生城市是新型智慧城市的前提条件。
4
战争
单体装备应用 + 战场综合应用，辅助战争决策。
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第1章 信息系统与信息技术发展 · 1.3.7 数字孪生
发展四阶段
从技术准备到大规模应用
1
1960—21世纪初
技术准备期：CAD/CAE 建模仿真、传统系统工程。
2
2002—2010
概念产生期：数字孪生模型出现、英文术语名称确定。
3
2010—2020
领先应用期：NASA、美国军方、GE 航空航天；2018 年 ISO/IEC/IEEE 启动标准化。
4
2020—2030
深度开发与大规模扩展应用期，向智慧城市/数字政府拓展。
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第1章 信息系统与信息技术发展 · 1.3.7 数字孪生
数字孪生这样抓
考试这样抓 + 易混点
✓三核心技术：建模·仿真·数字线程
✓MBSE=顶层框架；物联网=底层伴生技术
✓建模是源头核心，仿真负责验证确认
✓数字孪生城市=新型智慧城市的前提
最容易设的坑
只有漂亮 3D 没有实时数据与业务联动≠数字孪生；建模与仿真是一对伴生体，别把职责对调。
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第1章 信息系统与信息技术发展 · 1.3.7 数字孪生
本节三句话带走
本节只记 3 句话
1数字孪生 = 物理实体的数字模型，实时感知·诊断·预测·调控。
2三核心：建模·仿真·数字线程；MBSE 顶层框架、物联网底层伴生。
3典型应用：制造(基石)·产业链·城市(智慧城市前提)·战争。
教材锚点：《系统规划与管理师教程》第2版 1.3.7 数字孪生
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