2.1.2 从对象角度看数字孪生的构成要素

2017年，迈克尔·格里夫斯博士和约翰·维克斯在对数字孪生各对象下定义时，讨论并描述了数字孪生的基本构成要素，它们分别是：数字孪生原型（Digital Twin Prototype，DTP）、数字孪生实例（Digital Twin Instance，DTI）、数字孪生环境（Digital Twin Environment，DTE）。

1.数字孪生原型（DTP）

DTP包含了全面的信息集，用于描述与虚拟模型相对应的现实物理原型。DTP扮演着重要角色，它描述现实世界对象所需的全部信息，是数字孪生的底稿。DTP的信息集包括物理实体的必要信息、详尽注释的3D模型、依照说明书和物料清单列出的各种物料、服务清单与工艺清单等。这个信息集包含不限于上述的物理实体几何模型，还包含操作数据、传感器数据、历史维护记录、性能参数等其他信息。

2.数字孪生实例（DTI）

DTI是用来描述一个独立的数字孪生。在现实原型产品的生命周期中，DTI始终与其对应的物理原型保持链接。基于使用需求，DTI有不同的信息包，如详尽注释的带有几何尺寸和公差（GD&T）的3D模型，这个模型描述了物理实体的几何形状以及所有零部件信息，包括其物料清单（如包含所有过去和现有的零部件清单）。DTI还包含生产该物理实体所需要的全部作业流程的流程清单。DTI还包括物理实体所需的各种测试和测量结果、更换零部件的记录、基于传感器数据的运行状态、当前实时数据、历史数据、预测数据等。

3.数字孪生环境（DTE）

数字孪生环境（DTE）是一个集成的、多域的虚拟环境，它为数字孪生提供了一个全面运作的平台。DTE支持数字孪生在其整个生命周期中的创建、发展和维护。在数字孪生环境中数字孪生可进行如下操作：

● 预测：数字孪生在DTE中可预测物理产品的未来行为和性能。在原型阶段，它预测产品及其组件的行为，包括公差预测，以确保设计满足要求。在实例阶段，预测针对的是特定物理产品，涵盖现有部件和历史更换的部件。

● 查询：数字孪生在DTE中可通过数字孪生实例查询物理原型当前和过去的历史记录。基于不同DTI提供的数据，可以对物理实体进行关联性分析和预测性分析。

并非所有产品都有数字孪生实例（DTI），只有那些在其整个生命周期中具有重要信息的产品，如飞机、火箭、建筑设备和汽车，才需要创建DTI。相比之下，像回形针这样的产品则不需要创建DTI。

此外，2019年，迈克尔·格里夫斯博士提出了数字孪生聚合（Digital Twin Agreement，DTA）概念，并将这个概念定义为所有数字孪生实例（DTI）的集合。 IT1PEjKRZ4hwvNFmEizvdS3G1gxg5H+UZQrAk0a8YbpFsiSXOI6v3LJv1xdorClI