目前，互联网、大数据、人工智能等新技术越来越深入人们的日常生活。人们投入到社交网络、网络游戏、电子商务、数字办公中的时间不断增多，个人也越来越多地以数字身份出现在社会生活中。可以想象，除去睡眠等占用的无效时间，如果人类每天在数字世界活动的时间超过有效时间的50%，那么人类的数字化身份会比物理世界的身份更真实有效。在过去的几年里，物联网领域一直流行着一个新的术语：数字孪生（Digital Twin）。这一术语已被美国知名咨询及分析机构Gartner添加到2019年十大战略性技术趋势中。

2019年2月，在世界范围内影响最广泛的医疗信息技术行业大型展会之一——美国医疗信息与管理系统学会全球年会上，人工智能（AI）医疗是与会人员广泛关注的焦点话题，其中最引人注目的是西门子正在研发的AI驱动的“数字孪生”技术，旨在通过数字技术了解患者的健康状况并预测治疗方案的效果。

2019年3月10日，埃塞俄比亚航空坠机事件导致那么多条生命逝去，令人痛惜。痛定思痛，波音737 MAX8客机不到半年发生两次重大事故，引发外界对飞机日常检修维护的讨论，与之相关的数字孪生概念股全部涨停，数字孪生技术亦受到愈加强烈地关注。

我们再来想象一下未来：当宇航员在遥远的外太空执行一项紧急的舱外修复任务，没有时间和空间进行预演，也没有经验可借鉴。环境极度危险，机会只有一次，怎么办？这时，我们的宇航员不慌不忙，将操作涉及的各项参数、外部环境、时间、温度等整合在一起，模拟出一个和现实一模一样的虚拟环境，并对其进行反复实验，直到找出最佳的操作方式和流程。然后将这套最佳方案输入到要执行任务的太空机器人程序中，用最精确合理的操作在规定时间内完成舱外修复任务，将危险和失误降到最低。

其实，这些已不再遥远，科幻片中的“数字孪生”正快速地成为现实（见图1-1）。听起来神一般的“数字孪生”到底是什么？它可以实现什么样的功能？又可以为企业带来什么样的效益？如何创建数字孪生？目前它在哪些实际应用领域发挥着什么样的作用呢？