数字孪生在业内有着各种各样的定义，今天小编先带大家从工程角度来看看数字孪生的实现过程。

来看一个具体的例子。

下图是物理发动机，如果我们要建立它的数字孪生体到底要怎么做呢？

首先，我们需要给针对发动机这类孪生对象建立出它的元模型，因为我们在实现数字孪生的过程中并不是仅针对某一个发动机，而是一批发动机。

因此需要通过元模型来定义发动机这一类数字孪生对象的模型标准，比如它的描述属性字段、数据指标等内容。

Tips

元模型是关于模型的模型。这是特定领域的模型，定义概念并提供用于创建该领域中的模型的构建元素。

接下来，数字空间内的每一个数字孪生对象需要能够与它的物理对象一一映射。有了这些基础，孪生对象才能通过各种数据（比如，发动机的转速、耗电量等）来反映物理对象的状态。

这些数据也并不仅仅是孪生对象自身的，有时候外部环境的数据也很重要。比如天气的数据，当发生雷暴这种极端天气时也会对发动机形成电磁干扰。

有了内外部数据后，这个孪生体在数字空间里就基本成型了。但是我们不仅仅是在数字空间里建立出来，重要的是要给各类数字应用来提供服务。所以，就需要有能够供各类应用程序使用的接口来供其消费。

而在应用程序的使用过程中，不仅仅是单向地通过数据来感知到物理对象的状态，也会涉及到对物理对象的控制。所以数字孪生对象也需要有反过来控制物理实体的能力。

能够感知并控制物理体，同时还能给应用程序进行消费调用，这就基本满足了机器类的数字孪生应用。

但数字孪生还有一个很大的作用是帮助人类去认知、决策、控制物理世界。所以，需要数字孪生对象提供一套可视化交互能力，确保人们能理解并管理物理对象。

既能实现让机器消费，同时还能满足人为管理，这样数字孪生的能力就基本完整了。但是业内也有学者认为每个孪生对象也需要具备基于自然规律的仿真和基于数据的各种分析能力，因此仿真和分析能力也必然是数字孪生的要素之一。

刚才的例子都是个体的孪生，那么对于复杂系统呢？比如说一架飞机，它首先会有自己的孪生体，但是它也是由不同的零件组成。所以，复杂孪生体在构建过程中会通过服务即刻调用个体孪生体的数据，并通过接口来控制对应的物理体。

通过分析数字孪生是如何实现的，我们总结出要实现数字孪生的8大要素：

①元模型，用来定义标准；

②唯一映射，明确孪生体和物理体对应关系；

③数据，确保孪生体能够反映物理体的状态；

④接口，能够让应用程序消费；

⑤反向控制能力，确保数字体能够操控物理体；

⑥可视交互，让人能够通过孪生体认知和管理物理体；

⑦仿真，能够通过自然规律来推演；

⑧分析能力，可以基于数据和算法模型进行诊断和预测。