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1、2021年中国数字孪生产业现状分析一、数字孪生产业概述数字孪生在数据整合、分析的基础上,在数字空间实施构建物理对象的数字化模型，实现由实到虚物理信息传递到虚拟世界后,通过模拟、验证、预测和控制物理实体全生命周期行为，进行最优化决策以提高效率,最终实现虚拟实体对物理实体的反馈赋能。1、发展历程回顾数字孪生的发展历程，21世纪之前CAD/CAE系列软件和系统工程等预先技术的诞生为数字孪生奠定了技术基础。概念早期起源于航空及空军领域，近年来随着概念发展，开始逐步进入城市管理、工业、交通等领域。同时，数字孪生的相关学术研究也呈现快速增长的态势。数字孪生发展历程2、数字孪生城市技术结构图目前中国数字孪生
2、城市市场的技术提供方包括基础设施解决方案提供商、平台级解决方案提供商以及集成商三类角色。平台层市场作为数字孪生城市市场核心，包括仿真推演、可视化、交互控制、城市信息模型等市场板块，整体市场规模仍较小，但增速较高。数字孪生城市技术结构图3、产业优势以汽车研发环节为例，在造型阶段，数字孪生解决数据滞后和难以回溯的问题；在虚拟仿真阶段解决传统分布式仿真的系统性和协同性验证问题；在样机试验阶段解决物理实验的故障风险和经济性问题。总体而言，数字孪生在相同试验标准下可节省约20%左右的时间和40%-45%的研发成本，其多维度、多领域的虚拟验证方式令其成为研发数字化关键的技术之一。数字孪生对于研发效率的提升
3、二、数字孪生政策背景近年来多部委亦陆续出台政策文件，指导加快数字孪生技术在城市建设中的应用。“探索建设数字孪生城市”首次纳入国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要，为数字孪生城市建设提供了国家战略指引。近年数字孪生城市相关政策背景三、市场规模1、市场规模就全球数字孪生市场规模变动情况而言，数据显示2020年全球数字孪生市场规模为52.2亿美元，之后几年会迎来高速增长，预计2025年市场规模将达到264.6亿美元。随着数字孪生市场规模的扩大，数字孪生技术也会更成熟，应用范围扩大，最终有望实现元宇宙的世界孪生。2018-2025年全球数字孪生市场规模及增长率2、相关学术研究数字
4、孪生城市文献发表数量呈现快速增长态势。近五年来，“数字孪生”研究较为火热，论文数量呈现爆发式增长态势。数字孪生城市发展相对较晚，2017年全球仅有8篇相关论文，但近年来发文量显著增长，到2021年10月，累计数量达到445篇，从国别来看，美国、中国、韩国是数字孪生城市领域发表论文最多的三个国家。2017-2021年10月全球“数字孪生”论文年度累计相关报告：华经产业研究院发布的；四、数字孪生竞争格局目前全球数字孪生行业巨头公司有西门子、PTC、达索、GE、百度、谷歌、腾讯等，国内数字孪生主要以概念企业为主，以能科股份、东方国信、天夏智慧、延华智能、赛摩电气为代表的国内公司纷纷布局，国内公司尚处
5、于起步阶段，预计随着落地项目持续增长，国内数字孪生产业有望诞生龙头企业。全球数字孪生行业巨头五、数字孪生需求现状1、应用情况数字孪生城市通过对物理世界的人、物、事件等所有要素数字化，在网络空间再造一个与之对应的“虚拟世界”，形成物理维度上的实体世界和信息维度上的数字世界同生共存、虚实交融的格局。通过建设城市数字孪生体，以定量和定性结合的形式，在数字世界推演天气环境、人口土地、产业交通等要素的交互运行，绘制“城市画像”，支撑决策者在物理世界实现城市规划的综合效益最优化布局，目前在公共服务/管理、社区发展和智能建筑等领域应用较广。全球数字孪生城市项目应用占比2、智慧城市和CIM项目在技术进步、城市
6、实际需求、政策鼓励的三重催化下，数字孪生城市近年开始在相关试点城市快速发展。根据中国信通院统计，CIM相关标的数从2018年的2项快速增长至2021年10月的149项，招投标的项目总费用超过30亿元，呈现出快速发展的态势。2018-2021年10月中国CIM项目总数量变动智慧城市成为数字孪生技术的重点应用方向。中国智慧城市市场规模居于世界前列，发展前景广阔。在全球范围内，2020年中国智慧城市市场规模占全球比重为22.7%，仅次于美国与西欧地区。2014至2020年，我国智慧城市市场规模由0.74亿元增长至14.9亿元，年均复合增长率约为65%，预计2022年市场规模将到达25亿元左右。2014-2022年年中国智慧城市市场规模变动六、数字孪生技术推动产业落地数字孪生城市强调数据驱动，真实、即时的城市信息是保障数字孪生城市模型运行的基础。数字孪生城市技术架构复杂，由数字化标识、自动感知、网络连接、协同计算、新型测绘、3D建模等多种信息技术体系综合支撑，每一种技术的发展与变革都会影响数字孪生城市建设过程。全域感知体系、边缘计算、5G、人工智能等基础技术的日趋成熟是构成数字孪生城市的基石，实现采集更多更准确的物理城市信息，更快的信息交互能力、更完善的数据处理整合水平、以及更优化的决策能力，将推动数字孪生城市的落地建设与成熟。