数字孪生需要体系化思维
现今，国内外政治和经济格局错综复杂，国内外市场竞争激烈、产业链大规模转移、产业格局瞬息万变、技术迭代层出不穷、商业模式日新月异，所有这一切都促进国内企业快速向数字化转型迈进。企业智能化转型的急迫性既来自于行业竞争，也来自于人口等因素，如何更有效地融合各种技术来快速增强企业的业务能力，提升企业的盈利水平，是企业在实施智能化改造中首先要关注的内容；能否有效融合同类企业的成功实施经验的同时，又针对本企业特点形成独特利润优势是衡量实施技术的一个关键指标。规划企业智能化提升需要综合各方面的因素，从体系层面考量和规划，对关键系统进行业务和技术的对照分析，这也正是数字孪生现在能够为国内外企业所接受并在项目中实践的主要原因。
企业实施智能化项目的过程中，数字孪生逐渐为企业所认知和接受。作为多种技术的综合体，其为实际业务决策提供真实可靠的科学依据，并带来客观收益。数字孪生在复杂系统和装备上的优势从其产生和发展中可见一斑。
数字孪生技术最早在1969年被NASA应用于阿波罗计划中，用于构建航天飞行器的孪生体，反映航天器在轨工作状态，辅助紧急事件的处置。
2002年，密歇根大学专家教授Dr.MichaelGrieves在发布的一篇文章中第—次明确提出了定义（见下图）。他认为，根据物理设备的数据信息，能够在虚拟空间搭建一个定性分析的虚拟实体和子系统，这类关联并不是单向和静态的，而是关联整个产品生命周期。发展多年，现在一般理解为一种集成多物理、多尺度、多学科属性，具有实时同步、真实映射、高保真度特性，能够实现物理世界与数字世界深度交互与融合的综合性、多领域、跨学科方法和技术。从解决问题的层级上来看，针对复杂设备，数字孪生已经囊括了组件级、部件级、系统级到体系层级；面对城市管理，数字孪生不仅能够具象到个人，而且能够到社区、街道、市区、城市等不同层级。这样，数字孪生不仅从时间维度贯穿了整个对象的全寿命周期，而且从组成维度囊括了各个关键部分，并将其放入到体系中进行统一的规划和验证，如此，才能够真正实现存在于现实世界中的物理实体与活动在虚拟世界中的数字孪生体的静态和动态的真实映射，数字孪生体所产生的各类反馈和控制信息才能为物理实体所接受。
数字孪生体依靠体系生存在虚拟世界之中，不存在脱离关系而独立存在的个体的数字孪生体，否则其必然是静态而无机能的虚拟个体。一个真正的有活力的数字孪生体应该是以体系的理念进行构建，以各类模型作为载体，以静态和动态特点作为呈现的一个综合关系体。所以说，数字孪生体是体系（system of systems，SoS）概念的真实体现，体系概念的提出可以追溯到20世纪50年代。体系概念是对系统思想的延伸、拓展与创新，呈现了更高级别、更广范围、更加多元的视角，阐述了独立系统之间、诸多系统与所处环境之间的复杂关系、相互作用及深刻影响。就我国而言，从古至今，天人合一的理念，系统和体系的概念一直运用在实际的生产和生活中，中国航天之父、功勋科学家钱学森在开创我国航天事业的过程中，同时也开创了一套既有普遍科学意义又有中国特色的系统工程管理方法与技术，1982年出版的《论系统工程》中指出系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的科学方法，首先提出新的系统分类，将系统分为简单系统、简单巨系统、复杂巨系统和特殊复杂巨系统。
至今，体系框架的运用已经比较成熟，体系结构框架最著名和影响最大的是“扎克曼框架（Zachman framework）”，其将组织结构聚焦于“5W1H”，将是什么（what）、如何做（how）、在哪做（where）、谁来做（who），何时做（when）以及为什么（why）作为一个整体进行考量，同时提出用6种不同的视角来观察系统，即规划者、拥有者、设计者、实现者、建设者和使用者，见下图：
扎克曼框架给出了体系结构设计的经典方法，当前流行的体系结构框架，如美国国防部发布的体系结构框架（DoDAF）（见下图）、英国国防部发布的体系结构框架（MODAF）、国际开放组织发布的体系结构框架（TOGAF）等，其关键思想、流程和方法都可认为源自扎克曼框架。
扎克曼框架遵循经典管理科学思想，属于典型的分析-综合-评估三段式过程管理，横向是分析的视角，纵向是分析的内容，将所有因素与过程综合在一起形成最终的设计方法 论。
体系化构建的数字孪生体能够有机融合云计算、大数据、人工智能等多种技术，在工业领域体现出了蓬勃的生机，在产品全寿命周期上，覆盖了研发设计、生产制造、使用运维各个阶段；在产品构成上，从单个的个体组件到各个重要系统再到产品各个周期中所处的体系；从建模方法上，综合运用混合建模的方法，将机理建模、仿真建模、数据建模合理运用，构建体系化的数字孪生体主要目的就是为实际业务决策提供科学依据，对当前状态进行准确评估，对已发生问题的诊断，并对未来趋势进行预测，通过虚拟的数字孪生体协助用户提升决策准确性，提升盈利水平。
