数字化技术高速发展的当下，计算机辅助技术已成为产品设计研发中不可或缺的一环，数字样机（Digital Prototype, DP）与数字孪生技术便是产品研发数字化的典型方法。本文将主要介绍数字样机与数字孪生在国内外的发展，并针对其技术痛点提出一种基于国产自研仿真工具进行虚拟模型搭建的方案。

01.数字样机

数字样机，也称数字化模型（Digital Mock-Up, DMU），源自早期国外学者提出的虚拟样机概念，是虚拟产品开发流程中的核心技术之一，主要面向产品的设计、性能评估，在航空航天、船舶、轨交等先进制造业中真正实现了“设计数字化”这一目标，成为国内外研究的重点

自20世纪80年代起，欧美国家便率先启动了数字化产业落地的应用研究。

• 波音公司于上世纪90年代设计出世界上第一架“数字化客机”波音777，在产品生命周期中，设计阶段、 装配阶段、性能评估阶段均使用了数字化技术。
• 1999年对车辆系统级NVH（Noise、Vibration、Harshness，噪声、振动与粗糙度）的讨论中就有学者提出过使用仿真工具的同时结合数字化建模，将数字样机技术应用于车辆仿真中的设计与模拟预测环节，用以满足子系统设计目标以及车辆级NVH目标。
• 2012年，Angelo O. Andrisano等人利用数字模型和虚拟工具，提出了一种设计和优化混合可重构系统 的工程方法，为制造与装配系统中人机协同方面相关的技术提供了解决方案。
• 2015年，Arnaldo Gomes Leal Junior等人针对工业机器人在非结构化环境中应具备的高冲击负载耐受性、低机械输出阻抗、被动机械能量存储和峰值功率输出增加等特性，提出一种线性串联弹性液压致动器