文档介绍：产品数字孪生体的内涵
从数字孪生体的起源和目前发展来看，其应用主要还是集中在产品设计和
运维阶段的数字孪生体范畴，但是随着大数据、物联网、移动互联网、云计算
等新一代信息与通信技术的快速普及与应用，以及当前各国主要侧重产品设计阶段的产品几何、功能和性能方面的描述，没有涉及产品制造或维护过程等其
它全生命周期阶段的形成过程和状态的描述。
（2）产品数字孪生体的基本特性
产品数字孪生体具有多种特性，主要包括：虚拟性、唯一性、多物理性、
多尺度性、层次性、集成性、动态性、超写实性、可计算性、概率性和多学科
性。
1）虚拟性：产品数字孪生体是实体产品在信息空间的数字化映射模型，
是一个虚拟模型，属于信息空间（或虚拟空间），不属于物理空间。
2）唯一性：一个物理产品对应一个产品数字孪生体。
3）多物理性：产品数字孪生体是基于物理特性的实体产品数字化映射模
型，不仅需要描述实体产品的几何特性（如形状、尺寸、公差等），还需要描
述实体产品的多种物理特性，包括结构动力学模型、热力学模型、应力分析模
型、疲劳损伤模型以及产品组成材料的刚度、强度、硬度、疲劳强度等材料特
性。
4）多尺度性：产品数字孪生体不仅描述实体产品的宏观特性，如几何尺
寸，也描述实体产品的微观特性，如材料的微观结构、表面粗糙度等。
5）层次性：组成最终产品的不同组件、部件、零件等，都可以具有其对
应的数字孪生体，例如：飞行器数字孪生体包括机架数字孪生体、飞行控制系统数字孪生体、推进控制系统数字孪生体等，这有利于产品数据和产品模型的
层次化和精细化管理，以及产品数字孪生体的逐步实现。
6）集成性：产品数字孪生体是多种物理结构模型、几何模型、材料模型
等的多尺度、多层次集成模型，有利于从整体上对产品的结构特性和力学特性
进行快速仿真与分析。
7）动态性（或过程性）：产品数字孪生体在全生命周期各阶段会通过与
产品实体的不断交互而不断改变和完善，例如：在产品制造阶段采集的产品制
造数据（如检测数据、进度数据）会反映在虚拟空间的数字孪生体中，同时基
于数字孪生体能够实现对产品制造状态和过程的实时、动态和可视化监控。
8）超写实性：产品数字孪生体与物理产品在外观、内容、性质上基本完
全一致，拟实度高，能够准确反映物理产品的真实状态。
9）可计算性：基于产品数字孪生体，可以通过仿真、计算和分析来实时
模拟和反映对应物理产品的状态和行为。
10）概率性：产品数字孪生体允许采用概率统计的方式进行计算和仿
真。
11）多学科性：产品数字孪生体涉及计算科学、信息科学、机械工程、
电子科学、物理等多个学科的交叉和融合，具有多学科性。
（3）产品数字孪生体是产品全生命周期和全价值链的数据中心产品数字孪生体以产品为载体，涉及产品全生命周期，从概念设计贯通到
详细设计、工艺设计、制造以及后续的使用、