mirМИР (Модернизация. Инновации. Развитие)MIR (Modernization. Innovation. Research)2079-46652411-796XSchool of Public Administration10.18184/2079-4665.2026.17.1.79-98mir-2132Research ArticleИННОВАЦИИINNOVATIONСистематизация научных знаний о цифровых двойниках: оценка потенциала в экономике инновацийSystematization of scientific knowledge on digital twins: Assessing their potential in the innovation economyhttps://orcid.org/0000-0002-3370-3269МихненкоП. А.MikhnenkoP. A.

Михненко Павел Александрович, доктор экономических наук, доцент; профессор кафедры «Бизнес информатика», факультет «Инженерный бизнес и менеджмент»

Researcher ID: JXY-2079-2024, Scopus ID: 57204476891 

Москва

Pavel A. Mikhnenko, Doctor of Economic Sciences, Associate Professor; Professor of the Department of Business Informatics, Faculty of Engineering Business and Management

Researcher ID: JXY-2079-2024, Scopus ID: 57204476891 

Moscow 

pmihnenko@bmstu.ruhttps://orcid.org/0009-0004-8888-5751КопачевскийМ. М.KopachevskyM. M.

Копачевский Максим Михайлович, аспирант кафедры «Бизнес информатика»; факультет «Инженерный бизнес и менеджмент» 

Москва

Maxim M. Kopachevsky, Postgraduate student, Department of Business Informatics, Faculty of Engineering Business and Management

Moscow 

kopachevskiymm@student.bmstu.ruМосковский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)РоссияBauman Moscow State Technical University (National Research UniversityRussian Federation2026110320261717998Copyright © Михненко П.А., Копачевский М.М., 20262026Михненко П.А., Копачевский М.М.Mikhnenko P.A., Kopachevsky M.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.mir-nayka.com/jour/article/view/2132Цель

Цель. Систематизировать научные представления о цифровых двойниках (ЦД) с учетом их потенциала в качестве инструмента цифровой модернизации социально-экономических систем в условиях экономики инноваций.

Методы

Методы. Методологическая основа исследования включает библиометрический, сравнительный и контент-анализ публикаций, индексируемых в международной базе ScienceDirect и российской eLibrary за 2000–2024 гг. Использованы методы классификации, систематизации, тематического моделирования и интерпретации данных. Анализ проводился по количественным и качественным признакам: динамика публикаций, терминологическое поле, дисциплинарная направленность и особенности национальных исследовательских традиций.

Результаты работы

Результаты работы. Установлен устойчивый рост публикационной активности, особенно в последние 5 лет. Наибольшее число исследований сосредоточено в инженерных, компьютерных и медицинских науках, что отражает технологическую ориентацию дискурса. Выявлены различия между международными и отечественными публикациями, касающиеся терминологии, приоритетов и уровня междисциплинарной интеграции, что указывает на асинхронность развития и ограничивает трансфер инженерных решений в социально-экономическую сферу. Разработаны классификация прикладных областей и таксономия методов реализации цифровых двойников, которые могут использоваться для унификации терминологии и ориентира прикладных исследований. При этом выявлен значительный неосвоенный потенциал применения ЦД в управленческих и организационно-экономических практиках – от логистики и технического обслуживания до стратегического планирования и цифровых отраслевых программ, что делает их важным инструментом цифровой модернизации экономики инноваций.

Выводы

Выводы. Проведенный анализ подтвердил высокий потенциал цифровых двойников для интеграции в управленческие процессы, стратегическое планирование и развитие отраслевых программ в контексте экономики инноваций. Практическая значимость исследования заключается в создании унифицированной базы знаний, которая может служить основой для стратегического управления и цифровой модернизации экономики инноваций. Перспективы дальнейших исследований связаны с институционализацией терминологии, развитием междисциплинарных моделей и анализом кейсов внедрения технологии.

Purpose

Purpose: to systematize scientific knowledge about digital twins (DT), considering their potential as a tool for digital modernization of socio-economic systems within the innovation-driven economy, with an emphasis on identifying key trends, terminological discrepancies, and factors of interdisciplinary development.

Methods

Methods: the methodological basis includes bibliometric, comparative, and content analysis of publications indexed in ScienceDirect and eLibrary (2000–2024). Classification, systematization, thematic modeling, and interpretation were applied. The analysis considered quantitative and qualitative indicators: publication dynamics, terminology, disciplinary orientation, and national research traditions.

Results

Results: a steady growth of publications was established, especially over the past 5 years. Most studies are concentrated in engineering, computer science, and medicine, reflecting the technological orientation of the discourse. Differences between international and domestic publications were found in terminology, priorities, levels of interdisciplinarity, indicating asynchronous development and limiting transfer of engineering solutions into the socio-economic sphere. A classification of application areas and a taxonomy of implementation methods of digital twins were developed, supporting terminology unification and guiding applied research. At the same time, significant untapped potential was revealed in managerial and organizational-economic practices – from logistics and maintenance to strategic planning and sectoral digital programs – making digital twins an important instrument of modernization in the innovative economy.

Conclusions and Relevance: the analysis confirmed the high potential of digital twins for integration into management processes, strategic planning, and industry programs within the innovation-driven economy. The practical significance of the study lies in creating a unified knowledge base for strategic management and modernization of the innovative economy. The future research should focus on terminology institutionalization, development of interdisciplinary models, and empirical case studies of technology implementation.

цифровой двойникцифровая трансформацияпубликационная активностьтаксономияэкономика инновацийScienceDirecteLibrarydigital twindigital transformationpublication activitytaxonomyinnovation economyScienceDirecteLibraryReferencesДудин М.Н., Шкодинский С.В. Тенденции, возможности и угрозы цифровизации национальной экономики в современных условиях // Экономика, предпринимательство и право. 2021. Т. 11. № 3. С. 689–714. EDN: https://elibrary.ru/nsoqak. https://doi.org/10.18334/epp.11.3.111785Dudin M.N., Shkodinsky S.V. Trends, opportunities and threats of digitalization of the national economy in modern conditions. Journal of economics, entrepreneurship and law. 2021; 11(3):689–714. EDN: https://elibrary.ru/nsoqak. https://doi.org/10.18334/epp.11.3.111785 (In Russ.)Черкасова В.А., Слепушенко Г.А. Влияние цифровизации бизнеса на финансовые показатели российских компаний // Финансы: теория и практика. 2021. Т. 25. № 2. С. 128–142. EDN: https://elibrary.ru/dfhriy. https://doi.org/10.26794/2587-5671-2021-25-2-128-142Cherkasova V.A., Slepushenko G.A. The impact of digitalization on the financial performance of Russian companies. Finance: theory and practice. 2021; 25(2):128–142. EDN: https://elibrary.ru/dfhriy. https://doi.org/10.26794/2587-5671-2021-25-2-128-142 (In Russ.)Земляк С.В., Гусарова О.М., Прохоренков П.А. Исследование влияния цифровых технологий на деятельность бизнес-компаний в условиях трансформации экономики // Фундаментальные исследования. 2021. № 7. С. 21–26. EDN: https://elibrary.ru/xpobeu. https://doi.org/10.17513/fr.43067Zemlyak S.V., Gusarova O.M., Prohorenkov P.A. Study of the impact of digital technologies on the activities of business companies in the context of economic transformation. Fundamental research. 2021; (7):21–26. EDN: https://elibrary.ru/xpobeu. https://doi.org/10.17513/fr.43067 (In Russ.)Negri E., Fumagalli L., Macchi M. A review of the roles of Digital Twin in CPS-based production systems // Procedia Manufacturing. 2017. Vol. 11. P. 939–948. https://doi.org/10.1016/j.promfg.2017.07.198Negri E., Fumagalli L., Macchi M. A review of the roles of Digital Twin in CPS-based production systems. Procedia Manufacturing. 2017; 11:939–948. https://doi.org/10.1016/j.promfg.2017.07.198 (In Eng.)Куприяновский В.П., Климов А.А., Воропаев Ю.Н., Покусаев О.Н., Добрынин А.П., Понкин И.В., Лысогорский А.А. Цифровые двойники на базе развития технологий BIM, связанные онтологиями, 5G, IoT и смешанной реальностью для использования в инфраструктурных проектах и IFRABIM // International Journal of Open Information Technologies. 2020. Т. 8. № 3. С. 55–74. EDN: https://elibrary.ru/cavplbKupriyanovsky V.P., Klimov A.A., Voropaev Yu.N., Pokusaev O.N., Dobrynin A.P., Ponkin I.V., Lysogorsky A.A. Digital Twins based on the development of BIM technologies, related ontologies, 5G, IoT, and mixed reality for use in infrastructure projects and IFRABIM. International Journal of Open Information Technologies. 2020; 8(3):55–74. EDN: https://elibrary.ru/cavplb (In Russ.)Kritzinger W., Karner M., Traar G., Henjes J., Sihn W. Digital Twin in manufacturing: a categorical literature review and classification // IFAC-PapersOnLine. 2018. Vol. 51. Iss. 11. P. 1016–1022. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2018.08.474Kritzinger W., Karner M., Traar G., Henjes J., Sihn W. Digital Twin in manufacturing: a categorical literature review and classification. IFAC-PapersOnLine. 2018; 51(11):1016–1022. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2018.08.474 (In Eng.)Tao F., Qi Q., Wang L., Nee A.Y.C. Digital Twins and cyber–physical systems toward smart manufacturing and Industry 4.0: correlation and comparison // Engineering. 2019. Vol. 5. Iss. 4. P. 653–661. https://doi.org/10.1016/j.eng.2019.01.014Tao F., Qi Q., Wang L., Nee A.Y.C. Digital Twins and cyber–physical systems toward smart manufacturing and Industry 4.0: correlation and comparison. Engineering. 2019; 5(4):653–661. https://doi.org/10.1016/j.eng.2019.01.014 (In Eng.)Сосфенов Д.А., Шахова М.С. Применение технологии цифровых двойников в России: возможности развития и сдерживающие факторы // Экономика и управление. 2023. Т. 29. № 11. С. 1325–1332. EDN: https://elibrary.ru/qtriti. https://doi.org/10.35854/1998-1627-2023-11-1325-1332Sosfenov D.A., Shahova M.S. Application of Digital Twin technology in Russia: development opportunities and constraints. Economics and management. 2023; 29(11):1325–1332. EDN: https://elibrary.ru/qtriti. https://doi.org/10.35854/1998-1627-2023-11-1325-1332 (In Russ.)Grieves M., Vickers J. Digital Twin: mitigating unpredictable, undesirable emergent behavior in complex systems // In: Transdisciplinary Perspectives on Complex Systems. Eds. Kahlen J., Flumerfelt S., Alves A. Springer, Cham, 2017. P. 85–113. https://doi.org/10.1007/978-3-319-38756-7_4Grieves M., Vickers J. Digital Twin: mitigating unpredictable, undesirable emergent behavior in complex systems. In: Transdisciplinary Perspectives on Complex Systems. Eds. Kahlen J., Flumerfelt S., Alves A. Springer, Cham, 2017. P. 85–113. https://doi.org/10.1007/978-3-319-38756-7_4 (In Eng.)Lee J., Lapira E., Bagheri B., Kao H. Recent advances and trends in predictive manufacturing systems in big data environment // Manufacturing Letters. 2013. Vol. 1. Iss. 1. P. 38–41. https://doi.org/10.1016/j.mfglet.2013.09.005Lee J., Lapira E., Bagheri B., Kao H. Recent advances and trends in predictive manufacturing systems in big data environment. Manufacturing Letters. 2013; 1(1):38–41. https://doi.org/10.1016/j.mfglet.2013.09.005 (In Eng.)Shafto M., Conroy M., Doyle R., Glaessgen E., Kemp C., LeMoigne J., Wang L. Modeling, Simulation, Information Technology and Processing Roadmap. NASA, 2010. 32 p. URL: https://www.researchgate.net/publication/280310295_Modeling_Simulation_Information_Technology_and_Processing_Roadmap (дата обращения: 19.02.2025)Shafto M., Conroy M., Doyle R., Glaessgen E., Kemp C., LeMoigne J., Wang L. Modeling, Simulation, Information Technology and Processing Roadmap. NASA, 2010. 32 p. URL: https://www.researchgate.net/publication/280310295_Modeling_Simulation_Information_Technology_and_Processing_Roadmap ((accessed: 19.02.2025) (In Eng.)Kuhn T. Digitaler zwilling // Informatik Spektrum. 2017. Vol. 40. P. 440–444. https://doi.org/10.1007/s00287-017-1061-2Kuhn T. Digitaler zwilling. Informatik Spektrum. 2017; 40:440–444. https://doi.org/10.1007/s00287-017-1061-2 (In Eng.)Rosen R., von Wichert G., Lo G., Bettenhausen K.D. About the importance of autonomy and Digital Twins for the future of manufacturing // IFAC-PapersOnLine. 2015. Vol. 48. Iss. 3. P. 567–572. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2015.06.141Rosen R., von Wichert G., Lo G., Bettenhausen K.D. About the importance of autonomy and Digital Twins for the future of manufacturing. IFAC-PapersOnLine. 2015; 48(3):567–572. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2015.06.141 (In Eng.)Полянин А.В., Головина Т.А. Концепция управления инновационной деятельностью промышленных систем на основе технологии цифрового двойника // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Экономические науки. 2021. Т. 14. № 5. С. 7–23. EDN: https://elibrary.ru/iggqdz. https://doi.org/10.18721/JE.14501Polyanin A.V., Golovina T.A. The concept of innovation management of industrial systems based on digital twin technology. St. Petersburg State Polytechnical University journal. Economics. 2021; 14(5):7–23. EDN: https://elibrary.ru/iggqdz. https://doi.org/10.18721/JE.14501 (In Russ.)Курганова Н.В., Филин М.А., Черняев Д.С., Шаклеин А.Г., Намиот Д.Е. Внедрение цифровых двойников как одно из ключевых направлений цифровизации производства // International Journal of Open Information Technologies. 2019. Т. 7. № 5. С. 105–115. EDN: https://elibrary.ru/ylcqwiKurganova N.V., Filin M.A., Cherniaev D.S., Shaklein A.G., Namiot D.E. Digital twins’ introduction as one of the major directions of industrial digitalization. International Journal of Open Information Technologies. 2019; 7(5):105–115. EDN: https://elibrary.ru/ylcqwi (In Russ.)Быкова В.Н., Ким Е., Гаджиалиев М.Р., Мусиенко В.О., Оруджев А.О., Туровская Е.А. Применение цифрового двойника в нефтегазовой отрасли // Актуальные проблемы нефти и газа. 2020. № 1(28). С. 8–19. EDN: https://elibrary.ru/zhgxam. https://doi.org/10.29222/ipng.2078-5712.2020-28.art8Bykova V.N., Kim E., Gadzhialiev M.R., Musienko V.O., Orudzhev A.O., Turovskaya E.A. Application of a digital twin in the oil and gas industry. Actual problems of oil and gas. 2020; (1(28)):8–19. EDN: https://elibrary.ru/zhgxam. https://doi.org/10.29222/ipng.2078-5712.2020-28.art8 (In Russ.)He B., Bai K.-J. Digital twin-based sustainable intelligent manufacturing: a review // Advances in Manufacturing. 2020. Vol. 9. P. 1–21. https://doi.org/10.1007/s40436-020-00302-5He B., Bai K.-J. Digital twin-based sustainable intelligent manufacturing: a review. Advances in Manufacturing. 2020; 9:1–21. https://doi.org/10.1007/s40436-020-00302-5 (In Eng.)Park S., Maliphol S., Woo J., Fan L. Digital Twins in Industry 4.0 // Electronics. 2024. Vol. 13. Iss. 12. P. 2258. https://doi.org/10.3390/electronics13122258Park S., Maliphol S., Woo J., Fan L. Digital Twins in Industry 4.0. Electronics. 2024; 13(12):2258. https://doi.org/10.3390/electronics13122258 (In Eng.)Kreuzer T., Papapetrou P., Zdravkovic J. Artificial intelligence in digital twins – a systematic literature review // Data and Knowledge Engineering. 2024. Vol. 151. P. 102304. https://doi.org/10.1016/j.datak.2024.102304Kreuzer T., Papapetrou P., Zdravkovic J. Artificial intelligence in digital twins – a systematic literature review. Data and Knowledge Engineering. 2024; 151:102304. https://doi.org/10.1016/j.datak.2024.102304 (In Eng.)Malini A., Rajasekaran U., Sriram G.K., Ramyavarshini P. Industry 4.0: survey of digital twin in smart manufacturing and smart cities // In: Digital Twin for Smart Manufacturing. 2023. P. 89–110. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-99205-3.00013-4Malini A., Rajasekaran U., Sriram G.K., Ramyavarshini P. Industry 4.0: survey of digital twin in smart manufacturing and smart cities. In: Digital Twin for Smart Manufacturing. 2023. P. 89–110. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-99205-3.00013-4 (In Eng.)Sai S., Sharma P., Gaur A., Chamola V. Pivotal role of digital twins in the metaverse: a review // Digital Communications and Networks. 2024. https://doi.org/10.1016/j.dcan.2024.12.003Sai S., Sharma P., Gaur A., Chamola V. Pivotal role of digital twins in the metaverse: a review. Digital Communications and Networks. 2024. https://doi.org/10.1016/j.dcam.2024.12.003 (In Eng.)Fuller A., Fan Z., Day C., Barlow C. Digital Twin: enabling technologies, challenges and open research // IEEE Access. 2020. Vol. 8. P. 108952–108971. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.2998358Fuller A., Fan Z., Day C., Barlow C. Digital Twin: Enabling Technologies, Challenges and Open Research. IEEE Access. 2020; 8:108952–108971. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.2998358 (In Eng.)Kim T., Ahn B., Lee W., Kang H. Analysis of metaverse trends using news big data // Journal of Digital Contents Society. 2022. Vol. 23. Iss. 2. P. 203–216. https://doi.org/10.9728/dcs.2022.23.2.203Kim T., Ahn B., Lee W., Kang H. Analysis of metaverse trends using news big data. Journal of Digital Contents Society. 2022; 23(2):203–216. https://doi.org/10.9728/dcs.2022.23.2.203 (In Eng.)Garske B., Holz W., Ekardt F. Digital twins in sustainable transition: exploring the role of EU data governance // Frontiers in Research Metrics and Analytics. 2024. Vol. 9. https://doi.org/10.3389/frma.2024.1303024Garske B., Holz W., Ekardt F. Digital twins in sustainable transition: exploring the role of EU data governance. Frontiers in Research Metrics and Analytics. 2024; 9. https://doi.org/10.3389/frma.2024.1303024 (In Eng.)Somers R.J., Douthwaite J.A., Wagg D.J., Walkinshaw N., Hierons R.M. Digital-twin-based testing for cyber– physical systems: a systematic literature review // Information and Software Technology. 2023. Vol. 156. P. 107145. https://doi.org/10.1016/j.infsof.2022.107145Somers R.J., Douthwaite J.A., Wagg D.J., Walkinshaw N., Hierons R.M. Digital-twin-based testing for cyber– physical systems: a systematic literature review. Information and Software Technology. 2023; 156:107145. https://doi.org/10.1016/j.infsof.2022.107145 (In Eng.)Aromaa S. Virtual prototyping in design reviews of industrial systems // In: Proceedings of the 21st International Academic Mindtrek Conference. AcademicMindtrek '17, Tampere Finland, September 20-21, 2017. P. 110–119. https://doi.org/10.1145/3131085.3131087Aromaa S. Virtual prototyping in design reviews of industrial systems. In: Proceedings of the 21st International Academic Mindtrek Conference. AcademicMindtrek '17. Tampere Finland, September 20-21, 2017. P. 110– 119. https://doi.org/10.1145/3131085.3131087 (In Eng.)Alcantara J.C., Tasic I., Cano M.-D. Enhancing digital identity: evaluating avatar creation tools and privacy challenges for the metaverse // Information. 2024. Vol. 15. Iss. 10. P. 624. https://doi.org/10.3390/info15100624Alcantara J.C., Tasic I., Cano M.-D. Enhancing digital identity: evaluating avatar creation tools and privacy challenges for the metaverse. Information. 2024; 15(10):624. https://doi.org/10.3390/info15100624 (In Eng.)Tao F., Cheng J., Qi Q., Zhang M., Zhang H., Sui F. Digital twin-driven product design, manufacturing and service with big data // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2018. Vol. 94. P. 3563–3576. https://doi.org/10.1007/s00170-017-0233-1Tao F., Cheng J., Qi Q., Zhang M., Zhang H., Sui F. Digital twin-driven product design, manufacturing and service with big data. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2018; 94:3563–3576. https://doi.org/10.1007/s00170-017-0233-1 (In Eng.)Attaran M., Celik B.G. Digital Twin: benefits, use cases, challenges, and opportunities // Decision Analytics Journal. 2023. Vol. 6. P. 100165. https://doi.org/10.1016/j.dajour.2023.100165Attaran M., Celik B.G. Digital Twin: benefits, use cases, challenges, and opportunities. Decision Analytics Journal. 2023; 6:100165. https://doi.org/10.1016/j.dajour.2023.100165 (In Eng.)Perno M., Hvam L., Haug A. Enablers and barriers to the implementation of Digital Twins in the process industry: a systematic literature review // In: 2020 IEEE International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management (IEEM). Singapore, 2020. P. 959–964. https://doi.org/10.1109/IEEM45057.2020.9309745Perno M., Hvam L., Haug A. Enablers and barriers to the implementation of digital twins in the process industry. In: 2020 IEEE International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management (IEEM). Singapore, 2020. P. 959–964. https://doi.org/10.1109/IEEM45057.2020.9309745 (In Eng.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.