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2020年中国数字孪生行业应用现状分析推动新型智慧城市建设李胜基

时间：2022年07月21日

2020年中国数字孪生行业应用现状分析推动新型智慧城市建设

1、数字挛生行业基本概况分析：定义、应用情况

数字挛生是具有数据连接的特定物理实体或过程的数字化表达，该数据连接可以保证物理状态和虚拟状态之间的同速率收敛，并提供物理实体或流程过程的整个生命周期的集成视图，有助于优化整体性能。数字孪生可应用于工业生产、智慧城市、大数据医疗等领域。

随着物联网的应用更加广泛，各个领域越来越多的企业开始计划数字孪生的部署Gartner的研究显示，截至2019年1月底实施物联网的企业中，已有13%的企业实施了数字孪生项目，62%的企业正在实施或者有计划实施。工业互联网是数字孪生的延伸和应用，而数字孪生则拓展了工业互联网应用层面的可能性。

其中，在企业方面，许多企业积极关注并开展数字孪生实践，将数字孪生技术付诸实现的研发方，提供数字孪生相关技术咨询的平台方和数字孪生技术的应用方。

2、数字孪生贯通工业生产信息孤岛

在工业生产方面当前工业生产已经发展到高度自动化与信息化阶段，在生产过程中产生大量信息。但由于信息的多源异构、异地分散特征易形成信息孤岛，在工业生产中没有发挥出应有价值。

而数字挛生为工业产生的物理对象创建了虚拟空间，并将物理设备的各种属性映射到虚拟空间中。工业人员通过在虚拟空间中模拟、分析、生产预测，能够仿真复杂的制造工艺，实现产品设计，制造和智能服务等闭环优化。数字孪生是未来数字化企业发展的关键技术，例如可应用于以下的常见工业领域：

3、数字孪生推动新型智慧城市建设

中国以“智慧城市”和“新基建”为代表的建设模式虽然起步较晚，但爆发速度前所未有。目前全球近1000个提出智慧化发展的城市中，有近500个中国城市，占全球数量的48%。这为中国下一阶段的城市和基础设施发展奠定了基础。2019年中国新型智慧城市规模超过9000亿元，未来几年将保持较快速度增长，预计到2023年市场规模将超过1.3万亿元。

当前，安全综治、智慧园区、智慧交通是智慧城市建设投入的重点，三大细分场景规模占智慧城市建设总规模的71%，而城市级平台、机器人等新技术和产品则在快速落地，被更多城市建设方采纳和应用。

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。

物理世界的动态，通过传感器精准、实时地反馈到数字世界。数字化、网络化实现由实入虚，网络化智能化实现由虚入实，通过虚实互动，持续迭代，实现物理世界的最佳有序运行。

数字孪生城市将推动新型智慧城市建设，在信息空间上构建的城市虚拟映像叠加在城市物理空间上，将极大地改变城市面貌，重塑城市基础设施，形成虚实结合、挛生互动的城市发展新形态;借助更泛在、普惠的感知，更快速的网络，更智能的计算，一种更加智慧化的新型城市将得以创建。

数字孪生城市不仅赋予了城市政府全局规划和实时治理能力，更带给所有市民能感受到的品质生活体验。

当前智慧城市应用需求主要包括以下几个部分：

4、数字孪生打造科学公共服务体系

公共服务，是21世纪公共行政和政府改革的核心理念，包括加强城乡公共设施建设，发展教育、科技、文化、体育、政务、交通、司法等公共事业，为社会公众参与社会经济、政治、文化活动等提供保障。

城市是一个开放庞大的复杂系统，具有人口密度大、基础设施密集、子系统耦合等特点。如何实现对城市各类数据信息的实时监控，围绕城乡公共设施建设，发展科技、威化、政务、交通、司法等多方面对城市高效管理，是现在城市建设的核心。

4、数字孪生提升公共健康保障效率

智慧医疗保健是数字李生智能化应用的重要组成部分。通过移动监测、移动诊室、无线远程会诊、智慧处方、医疗信息云存储等智能技术手段，可提升城市诊疗覆盖面与效率，促进城市医疗资源的合理化分配。

进一步利用物联网技术构建“电子医疗”服务体系，实现医疗监护设备的小型化、无线化、发展智慧家庭健康保健、智能健康监护，可大幅降低城市公众医疗负担，缓解城市医疗资源紧缺的压力。具体应用需求如下：

5、数字孪生使建筑实现虚实交互

“数字孪生建筑”是将数字孪生使能技术应用于建筑科技的新技术，简单说就是利用物理建筑模型，使用各种传感器全方位获取数据的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，以反映相对应的实体建筑的全生命周期过程。数字孪生建筑具有四大特点：精准映射、虚实交互、软件定义、智能干预。

数字孪生建筑的核心环节在于BIM的应用。建筑信息模型(BIM)是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具和一种信息建模技术，可以实现建筑设计的三维可视化，BIM技术叠加时间轴形成4D模型，进一步叠加成本信息可构筑5D模型，对建筑进行多维度考量，可贯穿建筑全生命周期中规划、概念设计、细节设计、分析、出图、预制、施工、运营维护、拆除或翻新等所有环节。