2021年中國數字孿生行業發展規模及行業發展的意義分析[圖]

    一、數字孿生基本概況

    數字孿生，可簡單理解為，是一個和真實世界同步變化的虛擬系統。

從數字孿生的定義可以看出，數字孿生具有以下幾個典型特點：

資料來源：智研咨詢整理

    數字攣生是具有數據連接的特定物理實體或過程的數字化表達，該數據連接可以保證物理狀態和虛擬狀態之間的同速率收斂，并提供物理實體或流程過程的整個生命周期的集成視圖，有助于優化整體性能。數字孿生可應用于工業生產、智慧城市、大數據醫療等領域。

數字孿生應用領域

資料來源：智研咨詢整理

    二、數字孿生行業發展現狀

    1、數字孿生

    智研咨詢發布的《2021-2027年中國數字孿生行業市場調查研究及投資策略研究報告》顯示：數字孿生是5G賦能產業鏈上的重要一環，5G時代數字孿生不可或缺。隨著新一代信息技術與實體經濟的加速融合，工業數字化、網絡化、智能化演進趨勢日益明顯，催生了一批制造業數字化轉型新模式、新業態，其中數字孿生日趨成為產業各界研究熱點，未來發展前景廣闊。

    2020年全球互聯傳感器與端點將多達超過200億，數字孿生將服務于數十億個物件。數字孿生提供了無與倫比的跟蹤、監視和診斷資產的能力，通過促進數據驅動的決策和協作、簡化業務流程和新的業務模型，改變傳統的供應鏈。

    2020年全球頭部600家企業都會使用數字孿生來提供產品創新，2020年全球數字孿生市場規模達到52.2億美元，同比增長33.50%；預計2021年全球數字孿生市場規模達到74.7億美元，同比增長43.10%；到2025年全球數字孿生市場規模將突破260億美元的大關。

2019-2025年全球數字孿生市場規模及增長

資料來源：IDC、智研咨詢整理

    2、智慧城市

    以智慧城市為例，數字孿生，簡單來說就是在一個設備或系統“物理實體”的基礎上，創建一個數字版的“虛擬模型”。數字孿生城市通過對物理世界的人、物、事件等所有要素數字化，在網絡空間再造一個與之對應的“虛擬世界”，形成物理維度上的實體世界和信息維度上的數字世界同生共存、虛實交融的格局。

    數字孿生城市主要有新型基礎設施、智能運行中樞、智慧應用體系三大橫向的分層：

數字孿生城市架構

資料來源：智研咨詢整理

    數字孿生城市的典型應用有城市空間現狀可視化、規劃方案模擬分析、用地指標過程管控、智慧工地監管、社區風格管理、產業網區運營、生態空間治理。

數字孿生城市的典型應用有七大場景：

資料來源：智研咨詢整理

    數字孿生城市通過對物理世界的人、物、事件等所有要素數字化，在網絡空間再造一個與之對應的“虛擬世界”，形成物理維度上的實體世界和信息維度上的數字世界同生共存、虛實交融的格局。

    數字孿生城市不僅賦予了城市政府全局規劃和實時治理能力，更帶給所有市民能感受到的品質生活體驗。

數字孿生城市的作用

資料來源：智研咨詢整理

    智慧城市建設發展已近十年，至今卻無一個城市自我標榜已建成了智慧城市。事實上，智慧城市面臨技術和非技術兩大瓶頸難以突破，可謂舉步維艱?；谖锫摼W、大數據、人工智能、區塊鏈、量子通信等技術的原始創新極度缺乏，未出現殺手級應用，各功能模塊有機融合的ONEICT架構未能實現，造成創新只停留在表面，城市運行和治理的水平有量的提升，但沒有質的改變。

    近日，由工信部牽頭編寫的2020年《數字孿生應用白皮書》正式發布，重點介紹了數字孿生技術在智慧制造、智慧城市、智慧交通、智慧能源、智慧建筑、智慧健康6個領域的應用和發展。

    數字孿生技術在環保領域的應用，通常作為生態環境治理包括智慧城市建設中。中國以“智慧城市”和“新基建”為代表的建設模式雖然起步較晚，但爆發速度前所未有。目前全球近1000個提出智慧化發展的城市中，有近500個中國城市，占全球數量的48%。

    根據《智慧城市行業與市場調研報告》，2019年中國新型智慧城市規模超過9000億元，未來幾年將保持較快速度增長，預計到2023年市場規模將超過1.3萬億元。

2018-2023年中國新型智慧城市市場規模及增長

資料來源：智慧城市行業與市場調研報告、智研咨詢整理

    中國城市智慧化中安全綜治占比最大，占了37%；其次是慧園區、智慧交通，各占17%；智慧校園占6%；城市級平臺占了3%；服務機器人占1%。

中國城市智慧化細分市場分布

資料來源：智慧城市行業與市場調研報告、智研咨詢整理

    2、數字孿生建筑

    “數字孿生建筑”是將數字孿生使能技術應用于建筑科技的新技術，簡單說就是利用物理建筑模型，使用各種傳感器全方位獲取數據的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，以反映相對應的實體建筑的全生命周期過程。

    數字孿生建筑具有四大特點：精準映射、虛實交互、軟件定義、智能干預。

數字孿生建筑的特點

資料來源：智研咨詢整理

    數字孿生建筑典型應用場景有規劃設計、建設實施、運營維護。

數字孿生建筑典型應用場景

資料來源：智研咨詢整理

    數字孿生建筑的核心環節在于BIM的應用。具體到BIM軟件的核心領域，目前國內廠商占建筑結構設計軟件市場優勢，建筑信息化模型軟件市場仍以國外廠商為主導。

    4、典型的數字孿生平臺

    典型的數字孿生平臺有達索——3Dexperience、ANSYS——TwinBuilder、微軟——Azure、上海優也——ThingswiseiDOS。

典型的數字孿生平臺

資料來源：智研咨詢整理

    三、數字孿生的意義

    數字孿生的概念逐步擴展到了模擬仿真、虛擬裝配和3D打印這些領域，2014年以后，隨著物聯網技術、人工智能和虛擬現實技術的不斷發展，更多的工業產品、工業設備具備了智能的特征，而數字孿生也逐步擴展到了包括制造和服務在內的完整的產品周期階段，并不斷豐富著數字孿生的形態和概念。

    隨著物聯網與5G的快速發展,物理世界與信息世界的聯系逐漸增強,而數字孿生則是實現物理域和虛擬域互聯互通的有效手段。數字孿生的意義有更便捷，更適合創新；更全面的分析和預測能力；經驗的數字化。

數字孿生的意義

資料來源：智研咨詢整理