數字孿生“Digital Twin”概念最早提出是在航空航天領域。在2010年，NASA提出了數字孿生概念，當時數字孿生定義為“集成了多物理量、多尺度、多概率的系統仿真過程”當時數字孿生在飛行器設計、維修、故障情況預測和性能評估中有大規模的應用。

數字孿生在汽車技術中車輛結構設計和制造及使用方面得到了廣泛應用。例如汽車車輛結構件設計和制造，虛擬汽車生產產線等應用。但是在車輛電子系統設計和實現的相關的數字孿生應用，目前沒有廣泛的應用。

目前為了適應車輛開發需求的變化，車輛開發體系也在尋找新的開發方式，不論是在ASPICE流程體系下，還是引入Agile，車輛功能的驗證周期還是相對較長，如下圖所示在車輛電子系統開發過程中MIL，SIL和HIL，相互獨立，相互關聯較少。

如上圖所示，西門子整合相關工具，形成一套基于車輛電子系統設計和驗證的系統。通過Prescan工具對車輛行駛環境建模和仿真，環境模型將車輛行駛的相關數據傳遞給控制模型（simulink 建立的控制模型），也可以將數據傳遞給中間件（LoLa），中間件中可以建立容器，容器包含了對環境數據處理、數據融合、控制策略的程序?？梢詫⒖刂撇呗缘?a target="_blank">信號傳遞給Prescan，在搭建的仿真環境中，仿真車輛對環境的識別和控制策略的執行。同時，可以將車輛相關環境和車輛控制數據傳遞到HMI的界面，在路測車輛行駛的過程中，觀察車輛行駛的情況。

在底層西門子也提供虛擬化仿真的工具，仿真ECU的硬件功能，中間件將相關數據傳遞給底層虛擬化的硬件，虛擬化的硬件對處理，同LoLa交互，從而實現整個電子架構的驗證。

如上圖所示，有一條數據路徑，Prescan將仿真數據發送到嵌入式環境或是PC仿真的環境，嵌入式環境和PC仿真環境將數據發送到HMI顯示，另一條數據路徑，西門子Scraptor 工具可以采集真實駕駛環境，路采數據發送到嵌入式環境或是PC仿真的環境，嵌入式環境和PC仿真環境將數據發送到HMI顯示。

LoLa作為中間件，傳遞數據，LoLa可以建立數據節點，作為功能抽象的基本單元，節點可以部署在開發平臺，也可以部署在目標平臺（例如嵌入式系統）。

如上圖所示，除了虛擬硬件的方式建立虛擬ECU，還可以通過，建立節點模型，抽象ECU功能，建立虛擬系統，系統的抽象定義級別，級別范圍在CORE級別，SOC級別，ECU級別，車輛級別。

LoLa中的節點，對功能抽象，既可以作為MIL中的模型節點，也可以作為SIL中的模型節點。

節點接口有監控功能，可以將節點的運行情況導出，觀察節點運行狀態。

開發流程方面，節點設計，節點部署，仿真驗證形成一個開發循環，能高效的將開發反饋，用來指導功能設計。

在開發過程中，可以將功能項目部署在不同平臺，例如開發的環境、目標環境或是影子環境中。這樣在系統不明確的情況下，開發進程依舊可以進行。

在大規模驗證的要求下，也可以使用數字孿生的體系，建立虛擬ECU，通過開發流程，將ECU的功能和性能進行評估，然后通過LoLa建立ECU的節點（功能節點的集合可以定義為ECU），節點間接口通信用來模擬總線。這樣就可以搭建一個虛擬的整車電子系統。

為了適應整車電子電器架構的體系開發，中間件LoLa支持ARXML文件，通過ARXML文件，可以將整車電子電器架構的設計導入數字孿生系統。

協議棧方面，體系通過LoLa的接口將不同的體系串聯起來，客戶也可以將之前開發的內容在數字孿生體系中做仿真和驗證，也可以通過數字孿生體系對之前開發的產品進行優化和更新。

依托于西門子完整開發體系，可以使用Capital建模，再結合Prescan和Scraptor，通過中間件LoLa建立模型節點，模型節點作為數字孿生的依托，建立一個包括環境、電子控制系統和系統驗證仿真的平臺。

在數字孿生的體系下，節點可以兼容不同產品功能，節點可以作為ECU的抽象或是模型，對ECU開發或是整車電子可以進行仿真和驗證。