數字孿生作為智慧城市整體建設中最前沿、最先進的技術之一，為城市運行、政府運營管理和市民生活的優化注入新動能。在政府政策的大力推進下，構建城市數據資源體系，推進城市數據大腦建設，探索建設數字孿生城市已經成為了重要趨勢。

數字孿生作為智能化時代下的一大熱詞，想來大家并不陌生。其受關注程度和云計算、AI、5G等技術一樣，已上升到國家高度。

那它到底是什么呢？它在行業智慧化升級中發揮著怎樣的作用，又是如何賦能各行業發展的呢？今天我們將從多角度出發，了解數字孿生的真正含義。

數字孿生是什么

數字孿生（Digital Twin）是起源于軍事和航天領域的數字化技術，其將物理實體數字化，通過可視化的方式實現對本體全生命周期的動態映射及交互，是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數據，集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程。

▲來源：艾瑞咨詢整理

簡言之，通過數字孿生，現實世界中的物理實體可以被完整復刻在虛擬世界中，形成現實與虛擬之間的映射關系。虛擬世界實時且精確地映射物理世界的整個生命周期，以達到模擬、監測、預測和優化等目的。

以工廠數字孿生為例，企業可實時訪問數據以確保設備啟動并運行，并及時進行檢查、監控操作條件和功耗水平、自動警報等。數字孿生可協助企業減少制造過程中的廢料，或將產品材料換成更優的選擇。通過收集不同的數據，捕獲有關資產和生產性能的實時信息，從而提高運營效率。

2020年，"新基建"首次寫入政府工作報告，在對于該項熱點的討論中，"數字孿生"被不少代表和委員提及...近年來，政策的不斷加持，讓數字孿生技術擁有充足的發展沃土，并為行業帶來了更多的發展機遇。

據了解，數字孿生行業的上游行業主要是芯片、傳感器、監控設備等行業。上游行業市場呈完全競爭狀態，產品價格會隨市場變化產生一定的波動。

▲數字孿生產業鏈結構來源：共研網整理

數字孿生行業的下游行業包括航空航天、電力、船舶、城市管理、農業、建筑、制造、石油天然氣、健康醫療、環境保護等行業。下游行業規模龐大，潛在需求較大。在國內經濟持續發展的帶動下，我國的數字孿生行業面臨著前所未有的發展機遇。

數字化發展方向落地開花

數字孿生作為一項關鍵技術和提高效能的重要工具，可以有效發揮其在模型設計、數據采集、分析預測、模擬仿真等方面的作用，促進數字經濟與實體經濟融合發展。目前其已與各類技術展開了深度融合與發展，如5G和人工智能。

1、數字孿生+5G

隨著數字孿生技術的日益成熟，國家和地方政府紛紛將其納入智慧城市頂層設計框架。5G的應用及發展，使得云和端之間建立了更緊密的連接，更多的數據將被采集并集中在一起。海量的數據，可以幫助構建更強大的數字孿生體。

數字孿生是5G賦能產業鏈上的重要一環，作為5G衍生應用，其可加速物聯網成型和物聯網設備數字化。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，將催生一批制造業數字化轉型新模式、新業態，數字孿生日趨成為產業各界研究熱點，未來發展前景廣闊。

2、數字孿生+AI

人工智能作為數字孿生生態的底層關鍵技術之一，其在數字孿生中發揮著重要作用。其

通過匹配最佳算法，可在無需數據專家的參與下，自動執行數據準備、分析、融合，對孿生數據進行深度挖掘，從而生成各類型服務。

AI的加持，可大幅提升數字孿生中

數據的價值以及各項服務的響應能力和服務準確性

。

現階段，除了航空航天領域，AI和數字孿生的融合還被應用于電力、船舶、城市管理、農業、建筑、制造、石油天然氣、健康醫療、環境保護等行業，特別是在智能制造領域，數字孿生被認為是一種實現制造信息世界與物理世界交互融合的有效手段。

▲來源：前瞻產業研究院整理

數字孿生技術以其高效、低成本的優勢在智能制造等各領域滲透發展。越來越多的企業也在嘗試利用數字孿生促進產品全生命周期管理，為遠程操控、智慧城市管理、健康監測與管理等方面提供了更多可能。

賦能數智升級，前景亦可期

現階段，全球范圍內，數字孿生技術發展時間短，尚處于起步階段。歐美等發達國家雖然發展起步早，但技術成熟度也不高，未來還有較大的提升空間。

受我國國情需要以及數字孿生技術發展時間較短等因素影響，我國數字孿生技術主要應用領域為機械制造、航空航天與國防、能源與公用事業等。在國家政策及下游需求的帶動下，我國數字孿生技術市場規模出現了較快增長。2014年中國數字孿生技術市場規模約為27億元，2020年增長到約137億元，復合增長率31.1%。

數字孿生在不改變原有物理世界的情況下，運用數字孿生技術，克隆出與之對應的虛擬世界，我們可以在虛擬世界中進行各種創新性嘗試與改革，提前在虛擬世界中模擬運行，可大大減少試錯成本，并且可以不斷調優，使得決策更加助力于現實環境。

據悉，數字孿生在相同試驗標準下可節省約20%左右的時間和40%-45%的研發成本，其多維度、多領域的虛擬驗證方式令其成為研發數字化關鍵的技術之一。未來，其將帶來更多高效的應用，為行業數智升級注入更多動能！

審核編輯黃宇