数字孪生，及与元宇宙的异同
1. 数字孪生的概念涵义
与数字孪生最相似的概念最早由Michael Grieves教授2002年在密歇根大学的产品全生命周期管理课程中提出，首次以PLM 概念模型描述了现实空间与虚拟空间数据流的交互。
2010年NASA在路线图报告中为“数字孪生”正式命名，并应用于阿波罗项目中对飞行中的空间飞行器进行仿真分析，监测和预测空间飞行器的飞行状态，辅助地面控制人员做出正确的决策。
直到2016年Michael Grieves教授和NASA的John Vickers共同发表了Digital Twin：Mitigating Unpredictable，Undesirable Emergent Behavior in Complex Systems 首次提出了DigitalTwin 数字孪生这个专业名词并沿用至今。如今数字孪生的概念已传播至国内外千行百业，而数字化转型浪潮的猛烈推进使得数字孪生俨然成为市场的新宠儿。2017年，Gartner 将数字孪生列为十大战略技术趋势之一，也正是从这个时候开始，数字孪生概念被越来越多工业应用领域。
我们如果化繁为简，可以认为数字孪生就是根据物理世界的形状，在数字平行世界中搭建一个虚拟的模型。数据孪生的狭义定义就是从物理实体孪生出数据，而数据经过传输，改变了地理位置。从专业技术的角度来看，它是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应实体装备的全生命周期过程。
2. 数字孪生的技术侧重
数字孪生是一种超越现实的概念，可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统。数字孪生很多关键技术与元宇宙相近，例如区块链技术、交互技术、5G 网络技术、云计算技术、人工智能技术，这些技术都在数字孪生中得到应用和发展，但数字孪生更重要的技术组成，或更侧重于是3D仿真技术、空间地理信息技术、数据可视化、物联网接入。
3D 仿真技术
3D 仿真技术，利用三维数据获取高分辨率 3D 数据，通过建模技术、立体合成技术，多引擎快速构建，三维模型并融合到模拟现实中的虚拟环境。
空间地理信息技术
空间地理信息技术，通过二三维实现海量数据叠加、大场景数据加载，数字高程模型、数字正射影像、倾斜影像、点云数据、BIM 数据等多源数据融合，实现真三维场景的构建。将二维 GIS 的数据管理、存储、空间查询等优势与三维GIS 立体可视化表达、三维分析的特点相结合实现微观宏观、空间地面地下、虚拟与现实的一体化。
数据可视化
数据可视化，以三维 GIS、BIM 等核心技术为支撑，实现现实世界事务对象的三维建模，实现数字孪生线上三维数据可视化；同时快速搭建，多元数据集成，数据实时响应，集成多数据源接入、自动化数据萃取，分布数据存储，实现为数字孪生多元数据可视化。
物联网
物联网接入，将现实世界的事务对象的状态等信息，通过各种设备、传感器等进行实时监测采集，获取其运行状态信息，结合云端技术，现实数字孪生对物联网远程控制及设备联动等能力。
3. 数字孪生与元宇宙
所谓元宇宙（Metaverse），仅从字面意义上理解是指“超越宇宙”，即Meta表示超越，verse 代表宇宙（universe）。而从本质上分析，则是指平行于现实世界又独立于现实世界的虚拟空间，本质是映射现实世界的在线虚拟世界。元宇宙的构建需要许多前沿数字技术的支撑，包括 5G和云计算为代表的网络运算技术、VR/AR为代表的虚拟现实技术、构建虚拟货币和经济系统所需的区块链技术、人工智能、物联网技术等。
根据百度百科的定义：“元宇宙是利用数字孪生、虚拟现实等高科技手段进行链接与创造的，与现实世界映射与交互的虚拟世界，具备新型社会体系的数字生活空间”，和新华社的有关报道，“元宇宙是基于扩展现实技术提供沉浸式体验，以及利用数字孪生技术生成现实世界的镜像。” 某种意义上说，数字孪生是元宇宙构建的技术基础或者是元宇宙的核心技术。有学者把元宇宙划分为“数字孪生-模拟仿真-智能决策”三个阶段，那么数字孪生就是第一阶段。
同时，从概念涵义、技术体系及应用出发，数字孪生和元宇宙很相似，但又不尽相同，归纳起来有如下几点：
1）元宇宙内涵要比数字孪生更宏大和久远
元宇宙作为与现实世界映射与交互的虚拟世界，是具备新型社会体系的数字生活空间，不仅是技术体系，同时也是社会、文化体系。元宇宙作为数字经济发展的升级与新生态，是新一代互联网发展的新模式，将与人类文明共存，且必须能永远存在。
2）元宇宙完全去中心化
数字孪生可以是设备孪生、系统孪生、建筑孪生、城市孪生，它最终会有一个归属，其制定权、解释权要属于某个组织。但未来的元宇宙，将不再属于某个企业或者国家，它需要通过一个开源共享协议来共同维护，同时该协议制定权、解释权不属于任何一方，元宇宙的诞生存在、发展存续将不受任何企业或国家的外力影响。
3）元宇宙与现实世界协同进化
数字孪生是与物理实体之间实时连接、动态交互的关系，是物理实体对孪生体的实时映射。而元宇宙是从虚拟与现实世界的真实个体，到两个世界的群体，再到两个世界的人类命运共同体，都需要相互连接、相互影响、协同进化。