"डिजिटल ट्विन" शब्द का उपयोग स्थिर CAD मॉडल से लेकर स्वायत्त पूर्वानुमानित प्रणालियों तक के लिए किया जाता है, फिर भी कार्यान्वयन को कभी भी क्षमता स्तर के अनुसार वर्गीकृत नहीं किया जाता। इससे दो महत्वपूर्ण समस्याएँ उत्पन्न होती हैं। पहली, खरीद टीमें, नियामक, तकनीकी प्रबंधक, और शोधकर्ता यह आकलन नहीं कर सकते कि जब कोई यह दावा करता है कि उसने "डिजिटल ट्विन" बनाया है, तो वास्तव में क्या प्रदान किया जा रहा है। दूसरी, मौलिक सीमाओं को समझे बिना पूर्वानुमानित क्षमता और द्वि-मार्गीय डेटा प्रवाह के चारों ओर अवास्तविक प्रत्याशाएँ विकसित होती हैं। यह पेपर दोनों समस्याओं का समाधान करता है। हम एक छह-स्तरीय ढांचे (स्तर 0-5) को प्रस्तुत करते हैं जो डिजिटल ट्विन्स को उनकी क्षमताओं के अनुसार वर्गीकृत करता है: स्थिर मॉडलों से लेकर निगरानी, निदान, पूर्वानुमान, पूर्वानुमति, तक स्वायत्तता तक। फिर हम गणितीय बाधाओं पर विचार करते हैं जो जटिल प्रणालियों के लिए स्तर 3 डिजिटल ट्विन्स के विकास में बाधा डालती हैं। जब हजारों समय-परिवर्तनीय पैरामीटर (ईंधन तापीय चालकता, कलेन ऑक्साइड मोटाई, गैप चालकता, सामग्री खराबी) संचालन के दौरान बिना मापे बदलते हैं जबकि केवल दर्जनों आउटपुट मापी जा सकती हैं, तो अनुकूली अनुमान विफल हो जाता है। प्रणाली गंभीर रूप से अधूरा निर्धारित होती है। गैर-रेखीयता गैर-उत्कृष्ट त्रुटि सतहों का निर्माण करती है जहाँ ग्रेडियंट विधियाँ गलत समाधानों की ओर मिलती हैं। लियापुनोव संकुचन स्थितियाँ उल्लंघन होती हैं। हम स्तर 3 प्रणालियों को वास्तविक अपेक्षाएँ स्थापित करने और संबंधित मान्यता आवश्यकताओं को सूचित करने के लिए बाधा विश्लेषण का उपयोग करते हैं।
रूब बेन विलियम्स (सोम,) ने इस प्रश्न का अध्ययन किया।