马特，中国大连高级经理学院与东北财经大学联合培养博士后，副教授，硕士生导师，大连理工大学博士。入选国家文化和旅游部文旅英才、辽宁省百千万人才工程千人层次。国家信息安全技术研究中心研究员，新华社瞭望智库专家，中国标准化协会行业标准专家，河北省科技智库专家，大连市委组织部创业训练营导师，大连市软件和信息技术公共服务平台高级研究员，大连新闻传媒集团新媒体顾问。惠普公司亚太客户服务中心顾问。东北大学、东北财经大学研究生导师。大连市总工会专家级讲师，大连市高新园区专家级讲师，辽宁自贸区顾问，金石滩国家旅游度假区顾问。《旅游管理》（Tourism Management）审稿人，《中国人口资源与环境》英文版审稿人。《国际教育与经济》杂志（International Journal of Education and Economics）编委，《心理学研究》杂志（Journal of Psychological Research）编委。曾获新华社瞭望智库研究成果奖。

本书较为深入地研究了数字孪生技术及企业数字化变革的发展。在阐述数字孪生基本知识的基础上，以数字孪生的基本规律、五维模型和基础架构为切入点，阐述了数字孪生的企业数字化变革及应用，对智慧城市、智慧企业建设及其面临的挑战和发展进行了分析。不仅探讨了数字孪生的独特之处，还分析了数字孪生带来的积极作用与现实意义。同时，结合创新性典型案例，给出了数字孪生系统的应用范畴和实施参考，为国内外企业实施数字孪生技术及数字化变革发展提供了有益的参考。 本书可供企业数字化转型实施人员，从事智能制造、智能建造、智慧城市、自动化、人工智能领域的技术管理人员，以及对数字孪生、工业物联网、工业4.0、智能制造、数字化工厂等感兴趣的各界人士阅读参考，也可以作为管理科学、智能制造、人工智能、智能建造相关专业高年级本科生和研究生的参考教材。

第一章　什么是数字孪生 <<< 001
一、数字孪生的内涵 <<< 003
（一）全生命周期 <<< 004
（二）实时/准实时 <<< 004
（三）双向 <<< 005
二、数字孪生的起源 <<< 008
三、掌握数字孪生的基本规律 <<< 010
（一）多源异构数据融合 <<< 010
（二）数据驱动高保真全映射 <<< 010
（三）闭环进化协助决策 <<< 011
（四）动态化配置 <<< 011
（五）只有“相像”而无“相等” <<< 012
（六）数字孪生关系并不止于“双” <<< 013
（七）需要考虑的特殊对应模式 <<< 013
第二章　数字孪生现有技术架构体系 <<< 017
一、数字孪生技术架构概述 <<< 019
二、基础技术 <<< 020
（一）感知 <<< 020
（二）网络 <<< 021
三、关键技术 <<< 022
（一）建模 <<< 022
（二）仿真 <<< 023
（三）云计算与边缘计算 <<< 025
（四）大数据与人工智能 <<< 026
（五）物联网 <<< 027
（六）VR、AR、MR <<< 028
第三章　数字孪生五维模型及其应用 <<< 031
一、物理实体 <<< 033
二、虚拟实体 <<< 035
三、孪生数据 <<< 036
四、连接 <<< 037
五、服务 <<< 039
六、十大领域应用探索 <<< 040
（一）数字孪生卫星工程 <<< 040
（二）数字孪生船舶全生命周期管控 <<< 041
（三）数字孪生车辆抗毁伤评估 <<< 041
（四）数字孪生电厂智能管控 <<< 042
（五）数字孪生飞机起落架结构优化设计 <<< 042
（六）数字孪生复杂机电装备故障预测与健康管理 <<< 042
（七）数字孪生立体仓库 <<< 044
（八）数字孪生医疗 <<< 044
（九）数字孪生驾车机 <<< 044
（十）数字孪生城市 <<< 045
第四章　数字孪生技术面临的挑战与发展趋势 <<< 053
一、数字孪生技术的问题 <<< 055
二、软件是驱动数字孪生发展的重要因素 <<< 061
（一）数字孪生技术的应用需求 <<< 062
（二）数字孪生的发展动力 <<< 064
三、数字孪生技术的现状分析 <<< 066
四、数字孪生技术的前景 <<< 068
（一）数字孪生应用已渗透到资产、车间、企业各个层级 <<< 068
（二）数字孪生应用由虚拟验证向虚实交互的闭环优化发展 <<< 068
第五章　数字孪生的工业应用 <<< 071
一、数字孪生赋能各大产业，成为产业新动能 <<< 073
（一）制造业 <<< 073
（二）零售业 <<< 078
（三）医疗业 <<< 081
（四）智慧城市 <<< 084
（五）工业物联网 <<< 088
二、产品全生命周期管理 <<< 089
（一）产品研发阶段 <<< 089
（二）制造生产阶段 <<< 093
（三）设备维护阶段 <<< 094
（四）产品报废阶段 <<< 094
三、典型案例分析 <<< 096
（一）德国西门子公司：数字孪生体应用模型 <<< 096
（二）法国达索公司：强调数字孪生体与物理实体的一致性 <<< 098
第六章　数字孪生智慧城市建设 <<< 101
一、数字孪生城市建设要素 <<< 103
（一）核心要素 <<< 103
（二）外部支撑要素 <<< 103
二、数字孪生城市建设愿景 <<< 104
（一）城市生产运行集约高效 <<< 105
（二）舒适的居住和城市空间 <<< 108
（三）城市生态环境可持续发展 <<< 112
（四）智慧城市 <<< 113
三、数字孪生城市的实践 <<< 116
（一）城市综合治理 <<< 116
（二）城市规划建设 <<< 117
（三）城市交通管理 <<< 119
四、数字孪生城市建设典例 <<< 125
（一）中国雄安新区：依托BIM管理平台实现城市全生命周期数字化
监管 <<< 126
（二）中国深圳妈湾智慧港：打造数字孪生港口平台，实现港口运作和港航管理智能化 <<< 129
（三）马来西亚乔治城：通过数字孪生城市平台模拟推演城市新建项目潜在影响 <<< 131
第七章　数字孪生的独特之处 <<< 135
一、数字孪生与仿真模型的区别 <<< 137
（一）定义区别 <<< 137
（二）需要使用仿真模型的情况 <<< 138
二、数字孪生与元宇宙的区别 <<< 139
（一）什么是元宇宙 <<< 139
（二）元宇宙的适用范围 <<< 139
三、数字孪生与虚拟现实的区别 <<< 142
（一）虚拟现实的内涵 <<< 142
（二）虚拟现实的应用圈 <<< 143
（三）伦理与法制 <<< 145
（四）交互及应用 <<< 150
四、数字孪生的创新点 <<< 155
第八章　数字孪生的核心价值与现实意义 <<< 159
一、数字孪生的发展现状及前景分析 <<< 161
（一）经济价值 <<< 162
（二）社会价值 <<< 166
（三）产品价值 <<< 168
（四）商业价值 <<< 168
二、数字孪生带来的便利 <<< 170
（一）对生活的帮助 <<< 170
（二）对社会的贡献 <<< 171
（三）对环境的优化 <<< 173
三、数字孪生下的人文关怀 <<< 175