面向系统设计的数字孪生：一种视角

系统的设计与运行 conventionally 被视为由物理实验与仿真数据所告知的序贯决策过程。然而，这些高维异构数据源的集成需要考虑决策对系统剩余生命周期的影响。因此，这引入了一定程度的复杂性，在大多数情况下只能通过集成决策方法解决。在本视角论文中，我们利用数字孪生概念来构建系统设计的集成视角。具体而言，我们展示了数字孪生概念如何使系统设计决策与运行决策在系统生命周期各阶段得以集成。该视角具有两点优势：（i）因可作出更有效的决策而提升系统性能；（ii）因提供了利用多源数据与设计实例的框架而提升数据效率。从形式化定义出发，我们识别出八项关键能力，它们是兑现本文所定义的数字孪生概念在系统设计中潜力的关键要素。随后，通过将此类能力与数字孪生现有文献比较，我们识别出一组研究问题并预测其可能产生的广泛影响。通过概念化数字孪生概念在系统设计中的潜力，我们期望推动这一新兴领域在定义、问题表述、研究空白与价值主张上的收敛。解决与数字孪生启发的系统设计表述相关的研究问题，将催生可应对部分社会重大挑战的更先进系统。