دوقلوهای دیجیتال کپی مجازی از اجسام فیزیکی، فرآیندها یا سیستم‌ها هستند به‌صورتی‌که رفتار آن‌ها را در زمان واقعی و برخط شبیه‌سازی می‌کنند. این قل‌های مجازی، داده‌های استخراج‌شده از حسگرها، اطلاعات گذشته و تکنیک‌های مدل‌سازی پیشرفته را به‌کار می‌گیرند تا بینشی در مورد عملکرد، شرایط و وضعیت‌های احتمالی همتای فیزیکی ارائه دهند.
در دنیای پرشتاب و دائماً در حال تحول فناوری و هوانوردی امروز، این مفهوم به‌عنوان ابزاری قدرتمند مطرح شده که مانند پلی میان جهان فیزیکی و دیجیتال عمل می‌کند. دوقلوی دیجیتال بسیار فراتر از یک مدل سه‌بعدی ساده است؛ این فناوری درواقع یک نسخه‌ی مجازی زنده از یک شیء، سیستم یا فرایند فیزیکی است که به‌صورت هم‌زمان و بر اساس داده‌های عملکرد واقعی به‌روزرسانی و تکامل می‌یابد. از طریق تبادل مداوم داده‌ها با همتای واقعی خود، دوقلوی دیجیتال به مهندسان و اپراتورها این امکان را می‌دهد که رفتار سیستم را با دقتی چشمگیر پایش، شبیه‌سازی و حتی پیش‌بینی کنند.
در صنعت هوانوردی، دوقلوهای دیجیتال نقشی تحول‌آفرین در سراسر چرخه عمر یک هواپیما ایفا می‌کنند. از مراحل اولیه‌ی طراحی و توسعه گرفته تا پایش عملکرد در زمان واقعی و برنامه‌ریزی برای تعمیر و نگهداری بلندمدت، این مدل‌های مجازی بینش‌هایی بی‌سابقه ارائه می‌دهند. مهندسان در مرحله طراحی از دوقلوی دیجیتال برای شبیه‌سازی آیرودینامیک، تنش‌های ساختاری و رفتار سیستم‌ها استفاده می‌کنند، حتی پیش از آنکه نمونه‌ی فیزیکی ساخته شود. این رویکرد نه‌تنها فرآیند توسعه را تسریع می‌کند، بلکه از همان ابتدا به تضمین رعایت استانداردهای سخت‌گیرانه‌ی ایمنی و عملکرد کمک می‌نماید.
هنگامی که هواپیما وارد بهره برداری می‌شود، اگر به فناوری دوقلوی دیجیتال مجهز باشد، امکان پایش آن در زمان واقعی فراهم می‌شود. داده‌هایی که از حسگرهای نصب‌شده بر روی هواپیما گردآوری می‌شوند — از جمله ارتعاشات، دما، فشار و سرعت — به دوقلوی دیجیتال ارسال شده و با استفاده از مدل‌های مبتنی بر فیزیک، یادگیری ماشین و داده‌های تاریخی تحلیل و پردازش می‌گردد. این چرخه‌ی بازخورد مداوم، نگهداری پیش‌بینانه را امکان‌پذیر می‌سازد و اجازه می‌دهد مشکلات پیش از تبدیل شدن به خرابی‌های پرهزینه یا خطرناک، شناسایی و رفع شوند.
یکی از چشمگیرترین کاربردهای دوقلوی دیجیتال در هوانوردی، در حوزه‌ی موتورهای هواپیما است. با توجه به پیچیدگی، هزینه بالا و نقش حیاتی موتور، دوقلوهای دیجیتال مزیت راهبردی بزرگی در تضمین عملکرد و قابلیت اطمینان آن‌ها ایجاد می‌کنند. هر موتور می‌تواند دوقلوی دیجیتال منحصر‌به‌فرد خود را داشته باشد که نه‌تنها وضعیت فعلی، بلکه تاریخچه‌ی کامل عملکرد، شرایط محیطی و الگوی استفاده‌اش را گزارش کند. این قابلیت به سازندگان موتورها و خطوط هوایی اجازه می‌دهد تغییرات جزئی را که می‌تواند نشانه‌ای از بروز مشکل باشد،پیش از آنکه به مسئله‌ای جدی یا خطرناک تبدیل شود، شناسایی کنند.
شرکت‌هایی نظیر GE Aviation و Rolls-Royce به‌طور کامل فناوری دوقلوی دیجیتال را به‌کار گرفته‌اند. برای مثال، شرکت GE برای تمام موتورهایی که تولید می‌کند دوقلوهای دیجیتال ایجاد کرده و به این ترتیب، برنامه تعمیر، نگهداری و سرویس را به‌صورت مستقل برای هر موتور ارائه می‌دهد. این حالت بسیار مؤثرتر از زمان‌بندی‌های کلی و برنامه‌های از پیش تعیین‌شده است. برنامه‌ی TotalCare رولزرویس حتی پا را فراتر گذاشته و از طریق پایش مداوم عملکرد موتورها، بهینه‌سازی آن‌ها را با اتکا به بینش‌هایی که از دوقلوهای دیجیتال به دست می‌آید، عملی می‌سازد.
مزایای این فناوری کاملأ شفاف می باشند: کاهش خرابی‌های پیش‌بینی‌نشده، کاهش هزینه‌های نگهداری، افزایش طول عمر موتور و بهبود بهره‌وری سوخت. از نگاه کلان‌تر، این پیشرفت‌ها به کاهش ضایعات، مصرف سوخت کمتر و کاهش آلایندگی کمک می‌کند و گامی مهم در جهت هوانوردی پایدارتر و سبز به‌شمار می‌رود.
با توجه به گستردگی کاربردهای دوقلوهای دیجیتال در صنعت هوانوردی، طبیعی است که این مفهوم گاهی با ابزارهای مشابه مانند «شبیه‌سازها» اشتباه گرفته شود. اگرچه هر دو به نوعی مدل‌سازی مجازی را ارائه می‌دهند، اما هدف و عملکرد آن‌ها متفاوت است. شبیه‌ساز معمولاً برای آموزش، طراحی یا تحلیل استفاده می‌شود. در آن می‌توان سناریوهای مختلف را در شرایط گوناگون آزمایش کرد، اما این کار در محیطی ایزوله و بدون اتصال به دنیای واقعی انجام می‌شود. در مقابل، دوقلوی دیجیتال به‌طور مداوم با نسخه‌ی فیزیکی خود همگام‌سازی می‌شود. این مدل با سیستم واقعی تکامل می‌یابد، داده‌های زنده را پردازش می‌کند و وضعیت واقعی دارایی را در همان لحظه بازتاب می‌دهد. شبیه‌سازی می‌تواند بخشی از یک دوقلوی دیجیتال باشد، اما دوقلوهای دیجیتال فراتر از آن می‌روند و بازنمایی زنده، داده‌محور و شخصی‌سازی‌شده‌ای از یک سیستم خاص ارائه می‌دهند.
برای مثال، یک شبیه‌ساز ممکن است رفتار کلی یک موتور جت را در ارتفاعات یا دماهای مختلف مدل‌سازی کند. اما یک دوقلوی دیجیتال، نماینده‌ی دقیق موتوری خاص است که در یک هواپیمای خاص نصب شده؛ با در نظر گرفتن میزان فرسودگی واقعی، سوابق استفاده و داده‌های برخط حسگرها، تحلیل‌هایی دقیق و ویژه برای همان موتور ارائه می‌دهد.
در پشت‌صحنه، یک دوقلوی دیجیتال از ترکیب فناوری‌های پیشرفته‌ای بهره می‌برد: از حسگرهای اینترنت اشیاء (IoT) و رایانش ابری گرفته تا هوش مصنوعی، تحلیل اجزای محدود (FEA) و دینامیک سیالات محاسباتی (CFD). این ادغام بی‌نقص میان داده، فیزیک و یادگیری ماشین، شیوه‌ی نگهداری موتورها را متحول کرده و مسیر طراحی‌های آینده و ارتقاء را نیز روشن می‌سازد.
دوقلوهای دیجیتال دیگر صرفاً مفهومی آینده‌نگرانه نیستند؛ امروزه آن‌ها در حال بازتعریف صنعت هوانوردی‌اند. با ادامه‌ی پیشرفت این فناوری، نقش آن‌ها در تضمین پروازهایی ایمن‌تر، هوشمندتر و کارآمدتر پررنگ‌تر خواهد شد.