数字孪生概念在2003年首次出现，2011年左右逐渐进入人们的视野。数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真，从而反映相对应的实体的全生命周期过程。数字孪生由三部分构成：物理空间的实体产品、虚拟空间的虚拟产品、虚实之间的连接数据和信息。目前，美国、中国、德国这三个国家开展数字孪生研究最多。从产品的维度讲，数字孪生在产品的中期和后期应用最多，在前期即设计阶段目前才刚刚起步。
数字孪生在11个领域的45个细分类里都有应用，这11个领域包括航空航天、建筑建设、电力、健康医疗、汽车、油气、船舶船运、城市管理、智慧农业、安全急救、环境保护。
我们团队在思考如何让数字孪生的先进技术服务于更多的行业，如何和IT技术进行融合。基于这样的思考，我们主要对扩展数据和服务提出数字孪生的模型。我们把这个模型也用到了车间里，提出了数字车间的概念。车间物理空间与信息空间的实时交互和进一步融合，是实现智能生产和智能制造的迫切需要，是车间未来发展和演变的趋势。数字孪生车间实现虚实融合，数据驱动，全要素、全流程、全业务数据的集成与融合以及迭代运行与优化。有了这样一个模型之后，我们就可以对车间单个设备建立它的单个数据孪生来进行数据智能管控，对单个或多个设备实现智能制造，并实现生产要素配置、生产计划，以及生产过程的最优。
