数字孪生应用于产品全生命周期，降低生产和运维成本

数字孪生可广泛应用于产品全生命周期，实现对产品行为方式和性能指标的分析预测，提高产品研制和运行效率，降低生产和运维成本。

1.研发设计阶段

利用数字孪生可以提高设计准确性，在不必试制物理实体的情况下，验证产品在真实环境中的性能。使用计算机辅助设计（CAD）工具开发出满足技术规格的产品虚拟原型，精确地记录产品的各种物理参数，以可视化的方式展示出来，并通过一系列可重复、可变参数、可加速的仿真实验来检验产品在不同外部环境下的行为和性能。例如飞机方案设计阶段的重点是设计飞机的气动布局和总体布置，利用空气动力学计算结果，用软件构建飞机的虚拟气动外形，然后通过计算流体动力学（CFD）运算，反复优化确定几个备选方案，再加工成实物模型，通过风洞试验确定最终方案。

2.市场营销阶段

在不必生产实际产品的情况下，将利用数字孪生构建的产品虚拟原型简化为市场营销人员使用的虚拟产品，客户通过虚拟现实技术模拟体验产品内外部结构及功能性能。这样，一方面根据客户提出的产品改进意见优化产品设计；另一方面根据客户需求进行产品个性化配置选型和定制化生产，实现产品柔性制造。

3.生产制造阶段

将产品的数字孪生同生产过程、生产设备、生产线等其他形态的数字孪生高度集成，将生产阶段各要素（原材料、设备、工艺、工序等）通过虚拟方式集中在产品虚拟的生产过程中，模拟仿真产品生产全过程，记录生产过程中的关键参数，对产能、效率及可能出现的生产瓶颈等问题进行预判与改进，缩短新产品导入周期，提高产品生产交付速度，降低产品生产成本。

4.运营支持阶段

利用数字孪生模拟产品装卸、使用、更换零部件等运行维护操作，开展相关工作培训。利用安装在产品上的传感器和控制系统记录的各种参数等数据，构建产品部件级、系统级甚至产品级健康指标体系。利用产品数字孪生在虚拟环境里的模拟运行，对产品故障进行预测。预测性维修分析结果可以对产品维修策略和备品备件管理策略进行针对性调整优化，降低甚至避免产品非计划停机带来的损失。

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