到2030年，NASA认为可以建立数字孪生体能力，即虚拟数字机队。围绕材料、结构、机械系统、制造和综合五个部分，报告提出了具体的措施和方法，这对于关注航空航天数字孪生体技术发展的人士来说，具有较好的借鉴意义。
（一）数字孪生材料
在NASA对材料的能力规划中，重点放在了计算设计（Computational Design）上，主要通过四个阶段达到计算设计材料目标。
（1）到2015年，实现微设计模型（Micro Design Models），然后实现聚合物基复合材料破坏模型（PMC Damage Models）。这两种技术在2010年时为TRL3～TRL5，需要在2015年达到TRL6的水平。
（2）到2020年，实现基于物理的LAMINA模型，该技术在2010年时为TRL3～TRL5，争取到2020年实现多种试验达到使用水平的目标。
（3）到2025年，预测性破坏模式和计算设计材料是重点，NASA希望在2020—2030年实现成熟应用。通过数字孪生材料方法，可以加快材料研发并对材料有本质性的理解，这有助于实现材料的精准加工。因此，根据材料实际的物理和微结构等特征，建立一个数字孪生材料库，对于实现精准制造有非常大的帮助。这实际上正是NASA在推进虚拟数字机队时对材料提出的要求。
（二）数字孪生结构
为了实现颠覆性的结构工程，通过引入数字孪生体技术，NASA把希望寄托于设计和鉴定方法、可靠性和可持续性、测试工具和方法的突破，过去十年的实践也证明其设想是可行的。
NASA对结构的设计方法、测试方法和工具都提出了颠覆性创新的要求。在报告中，它指出，20世纪的结构设计和鉴定范式不足以满足未来项目的需要，其中很关键的不足是量化不够，之所以会出现这样的状况，就是方法不对，应该创造新的设计和鉴定方法。
在可靠性和可持续性要求方面，NASA也对传统方法进行了分析。采用试验的手段，可能因为一些极端的场景无法在实验中体现，但采用数字孪生体方法就可能产生突出的效果。而且，随着数据越来越多，分析的准确性就更高，为未来改进其可靠性和可持续性提供了条件。
结构的测试工具和方法可以通过引入激光扫描、基于视觉、红外线和无线等方式得到较大的改变。更为重要的是，通过数字孪生测试方法，可以降低成本和减少验证时间，更吸引人的是，可以实现实时的检测和验证。
（三）数字孪生机械系统
与数字孪生体技术有关的飞行器机械系统包括设计和分析工具和方法、可靠性/生命评估/健康监测、鉴定方法等。这些方法都可以利用数字孪生体技术，从而实现新的范式。
由于引入了数字孪生体技术，传统的机械系统设计和分析方法有了较大的改善，各种系统的特性以及与其他模块的交互都可以通过数字孪生体来模拟，从而提升我们的预测能力。
当然，对于可靠性、生命评估和健康监测来说，数字孪生体就是天然的工具。参与了美国空军研究实验室机身数字孪生体项目的通用电气就从中获得了很大的启发，它总结后提出了工业互联网的概念，其中杀手级应用即为预测性维护能力。
NASA对数字孪生鉴定方法有浓厚的兴趣，其原因在于它可以降低成本，还可以加速原有的鉴定周期，这显然是数字孪生体时代的鉴定标准要求。不过，要实现实时的数字孪生鉴定，还有不少技术需要突破，NASA保守地认为要到2025年左右才可能实现。
（四）数字孪生制造
在谈及数字孪生制造的技术路线图时，NASA还是基于信息物理系统和集成制造的思路，但它明确指出，要实现数字孪生制造，需要解决基于模型方法引入的难题。
不过，NASA很清楚地知道，要达到这样的目的，需要分阶段推进。
（1）要实现基于模型的供应网络（Model-based Supply Network），同时还需要实现虚拟流程概念化和运行，这个阶段大致在2015年实现；
（2）实现智能化的产品定义模型，这还需要智能机器人有较大的进展，这是到2020年的目标；
（3）在信息物理系统上有较大的突破，实现的时间节点为2025年；
（4）NASA简单地提出了基于模型的运行（Model-based Operations）。
当然，这是NASA在2010年提出的规划，到2015年和2020年修订的时候，已经有了较大的改善。事实上，经过十年时间的发展，数字孪生制造已经较为成熟，除了学者、专家提出的一些方法外，美国国防部在上面的进展也非常突出。
（五）综合数字孪生体
除了以上四个主要方面，NASA还专门列出了综合类的数字孪生体演进。在这个方面，数字孪生体应用包含了非损伤评估和传感器、基于模型的鉴定和维持方法、负载和环境等。
非损伤评估和传感器对于长期在太空或天空飞行的设施来说非常关键，因为与传统的车辆不同，它们无法停下来进行检修，必须在运行过程中实时进行评估。当然，这种评估需要有良好的传感器系统参与，否则也无法实现。
为了达到高度可靠的工程效果，采取颠覆性技术来实现基于模型的鉴定和维持方法是非常必要的。NASA认为，数字孪生体就具有这样的潜力。通过数据驱动的鉴定方法，可以大大提高鉴定的精度和效果。
太空和天空飞行器的负载与环境有较大的关系，如果采用数字孪生体技术，可以获得实时的空间、温度、结构、机械和化学环境数据，那么就能够对负载能力进行分析，从而在设计飞行器负载的时候，有了更多创新空间，从而避免降低负载能力或超出可靠性要求范围。
综合以上的分析，由约翰·维克斯主要负责的《材料、结构、机械系统与制造》分册报告完全体现了数字孪生体的应用潜力。约翰·维克斯是NASA空间技术委员会委员，同时也是首席技术专家，负责先进材料和制造相关工作，从虚拟数字机队能看出他对数字孪生体有深刻的理解。