对于Digital Twin的极端需求，同时也将驱动着新材料开发，而所有可能影响到装备工作状态的异常，将被明确地进行考察、评估和监控。Digital Twin正是从内嵌的综合健康管理系统（IVHM）集成了传感器数据、历史维护数据，以及通过挖掘而产生的相关派生数据。通过对以上数据的整合，Digital Twin可以持续地预测装备或系统的健康状况、剩余使用寿命以及任务执行成功的概率，也可以预见关键安全事件的系统响应，通过与实体的系统响应进行对比，揭示装备研制中存在的未知问题。Digital Twin可能通过激活自愈的机制或者建议更改任务参数来减轻损害或进行系统的降级，从而提高寿命和任务执行成功的概率。
CPS系统把计算与通信深深地嵌入实物过程、使之与实物过程密切互动，从而给实物系统添加新的能力。这种CPS系统小如心脏起搏器，大如国家电网。由于计算机增强的（computer-augmented）的装置无处不在，CPS系统具有巨大的经济影响力。CPS的研究与应用将会改变了人类与自然物理世界的交互方式，在健康医疗设备与辅助生活、智能交通控制与安全、先进汽车系统、能源储备、环境监控、航空电子、防御系统、基础设施建设、加工制造与工业过程控制、智能建筑等领域均有着广泛的应用前景。
任何的系统都包括输入与输出，小到一片最小的代码片，大到航天工业系统，都是由最基本的输入输出与中间环节构成。如何处理中间的环节就显得异常重要。现如今的系统大多为数字仿真系统，也就是大多使用计算机来处理输入与反馈信号。数值模拟计算已经和理论分析、试验研究成为科协技术探索研究的三个相互依存、不可缺少的手段。
数字孪生是以数字化方式创建物理实体的虚拟模型，借助数据模拟物理实体在现实环境中的行为，通过虚实交互反馈、数据融合分析、决策迭代优化等手段，为物理实体增加或扩展新的能力。
石油化工是当前我国国民经济的支柱产业，随着工业技术以及新一代信息技术的迅速发展，其设备的集成化、智能化程度要求不断提高，由此带来的设计、测试、运行、维护等全寿命周期成本大幅度增加。然而，当前相关体系及技术研究难以满足复杂设备在动态多变运行环境下的设计、实时状态评估以及适应性需求。数字孪生技术的出现以及迅速发展为解决上述问题提供了新的思路。作为一种充分利用模型、数据、智能并集成多学科的技术，数字孪生面向产品全生命周期过程，发挥连接物理世界和信息世界的桥梁和纽带作用，提供更加实时、高效、智能的服务。也已被列入江苏省传统产业转型升级，加快建设数字江苏，发展数字经济的战略部署。