數字孿生（Digital Twin）來源於軍事領域，2011年3月美國空軍研究實驗室（AFRL，Air Force Research Laboratory）做的一次演講，明確提到了數字孿生體，是最早的提出機構。但很快得到了領先工業企業的認同，是工業網際網路的基礎模型和技術。
數字孿生（Digital Twin）是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數據，集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程。
數字孿生（Digital Twin）技術，可以用於航空航天飛行器的健康維護與保障。首先在數字空間建立真實飛機的模型，並通過傳感器實現與飛機真實狀態完全同步，這樣每次飛行後，根據結構現有情況和過往載荷，及時分析評估是否需要維修，能否承受下次的任務載荷等。
數字孿生（Digital Twin），有時候也用來指代將一個工廠的廠房及產線，在沒有建造之前，就完成數位化模型。從而在虛擬的賽博空間中對工廠進行仿真和模擬，並將真實參數傳給實際的工廠建設。而工房和產線建成之後，在日常的運維中二者繼續進行信息交互。
構建數字孿生需要三個要素：
1）根據物理實體創建足夠精確的數字模型，能夠對物理實體的結構、行為等進行準確地描述和展現；
2）將物理實體的狀態、行為數據進行採集，並映射到數字孿生體的對應部位，包括其部件或者子系統，通過多次迭代，不斷優化數字模型；
3）結合物理實體的實時數據和數字模型，能夠對物理實體的結構變化、行為走向、故障產生等進行仿真預測，並在數字孿生體上進行可視化顯示。
信息物理系統（CPS,Cyber-Physical Systems）主要是產生於嵌入式系統在工業領域的深度應用，美國國家科學基金會（NSF）的科學家頗感傳統的信息技術（IT，Information Technology）概念無法有效地描述這種更深入的應用，當時NSF的主管科學家Helen Gill就結合到與會專家的討論結果，提出了CPS這個全新的概念。
信息物理系統（CPS）是一個綜合計算、網絡和物理環境的多維複雜系統，能夠通過3C（Computation、Communication、Control）技術的有機融合與深度協作，實現大型工程系統的實時感知、動態控制和信息服務。
與構建數字孿生體（Digital Twin）相比，構建信息物理系統（CPS）還需要第四個要素：
4）基於數字孿生體的仿真預測結果不僅僅提供決策參考，而是自主決策，利用作動器控制物理實體，優化運行狀態，實現虛實對象的迭代優化（如風力發電機）。
Digital Twin創立之初就明確了以數據（Data）和模型（Models）為主要元素構建的MBSE（Model-Based Systems Engineering），DigitalTwin顯然更適合採用人工智慧（AI，Artificial Intelligence）和大數據（Big Data）等新的計算能力。而CPS主要以傳感器（Sensor）和作動器（Actuator）為主要模塊構建的系統。
美國製造行業的專家對CPS有較為清醒的認識，那就是CPS偏向一些科學原理的驗證，而非工程應用的優化，所以，在實際工作中，真正採用CPS概念去指導工程實踐的情況，主要限於一些航天軍工領域，這些領域的工程系統的確太複雜，用傳統的工程系統實在無法描述清楚。
但是，美國的科學家沒有放棄繼續探索更好用概念體系的想法，特別是在美國軍方的應用中，由於美國政府對軍費削減得比較厲害，但美國軍事上的投入卻居高不下，這迫使美國軍方尋找一種能夠降低複雜工程系統建設費用的方法，Digital Twin就這樣被選中了。
總結
那在航天軍工領域到底是選擇CPS還是選擇Digital Twin呢？那就要看數字孿生體是否需要對物理實體進行控制，如果需要控制，就需要構建CPS，如果只是在數字孿生體生進行仿真預測，那就是Digital Twin。