数字孪生的技术架构主要包括五个关键部分：物理实体、数据采集与传输、数据处理与存储、数字孪生模型、应用服务与交互4。物理实体：是数字孪生的对象，可以是设备、生产线、建筑物、城市等任何物理存在的实体或系统。数据采集与传输：通过传感器、物联网设备等采集物理实体的实时数据，并通过 5G、Wi-Fi 等网络技术将数据传输到数字孪生系统中。这是实现数字孪生与物理实体实时同步的基础4。数据处理与存储：对采集到的数据进行清洗、转换、分析和存储，为数字孪生模型提供高质量的数据支持。这部分通常基于云计算、边缘计算和大数据技术实现25。数字孪生模型：是数字孪生的HX，包括几何模型、物理模型、行为模型和规则模型等。这些模型通过数学建模、仿真模拟等技术构建，能够准确反映物理实体的特性和行为2。应用服务与交互：基于数字孪生模型提供各种应用服务，如实时监控、预测分析、优化决策等，并通过可视化界面、AR/VR 等技术实现用户与数字孪生的交互97。2025数字孪生技术峰会将于下月召开，聚焦工业互联网与城市管理应用。徐州科技数字孪生价目表
智慧城市旨在运用信息技术改善城市管理和服务水平，而数字孪生则是实现这一目标的有效途径。城市规划者可以利用数字孪生技术建立整个城市的虚拟映射，涵盖交通流量、能源消耗、环境保护等诸多方面。基于该模型，他们能够开展仿真试验，评估各类政策实施后的潜在影响，进而制定科学合理的城市发展计划。特别是在应对突发事件如自然灾害或公共卫生危机时，数字孪生的优势尤为突出。它可以快速整合来自各方面的应急响应数据，辅助决策者迅速采取行动，减少损失。同时，开放式的数字孪生平台也为公众参与城市建设提供了便利渠道，促进了社会治理模式向多元化方向转变。上海AI数字孪生技术指导某油田建立采油设备数字孪生系统，年维护成本下降18%。
在施工阶段，数字孪生通过集成BIM模型与物联网（IoT）数据，构建动态更新的虚拟工地。施工方通过VR设备查看数字孪生体中的进度模拟，对比计划与实际施工状态，及时调整资源配置。例如，在高层建筑施工中，数字孪生可模拟塔吊运行轨迹与物料堆放逻辑，结合VR培训工人安全操作流程，降低高空作业风险。某国际机场项目通过该技术将施工碰撞减少35%，并实现混凝土浇筑等关键工序的毫米级精度控制。此外，数字孪生还能关联气象数据，预测降雨对工期的影响，为动态调度提供科学依据。
多源数据融合是数字孪生实现的基础，它将来自不同数据源、不同类型、不同格式的数据整合在一起，为数字孪生模型提供完整、准确的数据支持55。在数字孪生系统中，数据来源主要包括传感器数据、历史数据、第三方系统数据等，这些数据的融合面临着诸多挑战。数据来源多样性挑战：数字孪生系统的数据来源很广，包括各种类型的传感器、数据库、第三方系统等，数据格式不统一，整合难度大55。例如，在智能工厂中，数据可能来自生产设备的传感器、ERP 系统、MES 系统等，这些系统的数据结构和格式各不相同。数字孪生技术将成为元宇宙的重要基建之一，实现虚拟与现实世界的无缝交互与迭代。
重庆两江新区城市大脑是数字孪生技术的又一力作。通过构建城市的数字孪生模型，城市大脑能够实时监控城市运行状态，包括交通流量、环境质量、能源消耗等。借助人工智能和大数据技术，城市大脑能够智能预测和优化调度，让城市管理更加精细、高效。深圳大学附属华南医院通过构建数字孪生体，实现了后勤管理的可视化、动态化和智能化。医院创建了包括建筑、设备、业务系统等在内的数字孪生体，通过物联网和大数据技术，实现了对医院后勤设备的实时监测和智能维护。这项技术让医院的后勤管理效率提升了40%，设备故障率降低了30%。某航天研究院建立火箭发动机数字孪生体，助力故障预测研究。宁波科技数字孪生解决方案
国际标准化组织（ISO）于2024年发布的数字孪生架构框架，为技术推广奠定基础。徐州科技数字孪生价目表
在医疗健康领域，数字孪生与AI的结合正在推动个性化医疗的发展。通过构建患者的数字孪生模型，医生可以模拟不同方案的效果，而AI则能基于历史数据推荐合理的路径。例如，AI可以通过分析医学影像辅助诊断，数字孪生则模拟手术过程，帮助医生提前规划操作步骤。在慢性病管理中，数字孪生可以实时监测患者生理数据，AI则通过算法预测病情变化，提醒患者及时就医。此外，这种技术组合还能加速药物研发，通过模拟药物在人体内的作用机制，缩短临床试验周期。未来，随着基因测序技术的进步，数字孪生与AI将进一步提升准确医疗的水平。徐州科技数字孪生价目表
