概念定義：

數字孿生指將物理實體鏡像映射到虛擬空間，生成一個“數字雙胞胎”，在虛擬空間中的克隆體可以通過物聯(lián)網實現數據實時雙向互聯(lián)互通，反映對應物理實體的全生命周期過程，在整合底層數據信息的基礎上進行仿真預測，為優(yōu)化決策賦能。根據復雜程度，數字孿生可以分成5級。受益于數字經濟、工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展、政策落地、技術突破、下游需求增長，當前行業(yè)步入快速增長期；數字孿生關鍵技術包括建模、渲染、仿真及物聯(lián)網。

市場概覽：

2022年中國數字孿生市場規(guī)模超100億元，預計2025年將達375億元；當前全球學術領域對數字孿生研究熱度活躍，中國論文發(fā)布數量領先。投融資方面，行業(yè)融資熱度逐步回暖，城市賽道景氣度最高；數字孿生行業(yè)玩家可分為技術服務商（如CIM、BIM、可視化平臺廠商等）以及集成方案廠商（如運營商、互聯(lián)網大廠等）。技術、業(yè)務、資源三方面筑造數字孿生廠商競爭壁壘。數字孿生發(fā)展伴隨產生四大挑戰(zhàn)：廠商商業(yè)模式不成熟，支撐技術要求高，標準體系未統(tǒng)一以及數據能力不完善。

應用場景：

數字孿生與各行業(yè)融合加深，本文主要介紹數字孿生技術在城市管理（智慧交通、零碳園區(qū)以及城市應急）、智慧工業(yè)（流程型工業(yè)、離散型工業(yè)）、自動駕駛測試以及醫(yī)療場景（智慧醫(yī)院、精準醫(yī)療及藥物研發(fā)）的應用，通過數字孿生技術賦能各行業(yè)應用場景。

發(fā)展展望：

呼吁數字孿生行業(yè)參與者共同建立統(tǒng)一的標準體系，構建協(xié)同共贏、開源創(chuàng)新的數字孿生產業(yè)生態(tài)。

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基本概念

物理實體克隆與數據雙向實時聯(lián)通構成數字孿生的形與神

數字孿生指將物理實體鏡像映射到虛擬空間，生成一個“數字雙胞胎”，在虛擬空間中的克隆體可以通過物聯(lián)網實現數據實時雙向互聯(lián)互通，從而反映對應物理實體的全生命周期過程，在整合底層數據信息的基礎上進行仿真預測，為優(yōu)化決策賦能。同樣是在數字空間構建產物，數字孿生并不等于元宇宙，數字孿生是元宇宙的重要技術基礎之一，二者的區(qū)別在于前者強調復現物理對象的狀態(tài)使其更加貼近現實，更多使用于B端領域，后者強調人及其感知，更加貼近C端消費場景。另外根據復雜程度，數字孿生可以分成5級，級別越高，數字孿生越強大。

技術框架

在數據層引入物理世界數據，通過應用層反作用于現實實體

數字孿生通過構建數字孿生體并對其全生命周期進行模擬分析，為優(yōu)化決策提供依據，這需要數據能力與建模能力作為底層支持。數字孿生通過傳感器等媒介，采集人、物等物理實體的數據，通過物聯(lián)網技術傳輸實時狀態(tài)數據，最終在內部進行數據標記與管理，構成底層數據池。具有底層數據做支撐后，數字孿生將基于現實世界建模，構建一個與現實世界基本一致的數字世界，再通過仿真等技術模擬物理世界的規(guī)律，實現狀態(tài)預測、問題診斷等功能，反饋現實世界決策。

關鍵技術

建模、渲染、仿真及物聯(lián)網融合構成數字孿生關鍵技術

數字孿生過程中涉及多種技術，可大體分為前端設備層及技術層，本頁所談論的核心技術并不涉及傳感器等前端設備。建模、渲染、仿真是數字孿生的關鍵技術，分別負責構建模型，讓模型更貼近現實，讓模型適用現實世界物理法則。除此，數字孿生體需要和物理實體保持全生命周期狀態(tài)的同步更新，要求數據實時同步，因此大數據、云計算以及網絡成為必不可少的底層技術支持，保證數據流通、實時交互。

發(fā)展歷程

當前處于增長期，隨技術發(fā)展已在部分行業(yè)完成具體實踐

數字孿生概念起源于美國，最初是為了預防損失極高的航天意外事件、空軍戰(zhàn)斗機維護等問題的發(fā)生，隨后美國通用電氣公司發(fā)現數字孿生技術對生產制造的價值，將之推廣到工業(yè)生產領域，西門子、達索等老牌制造企業(yè)紛紛入局，數字孿生技術從美國向歐洲擴散。隨著人工智能、物聯(lián)網、虛擬現實等技術的持續(xù)發(fā)展以及元宇宙概念的興起，數字孿生概念進一步完善，適用范圍不斷拓寬，在工業(yè)和城市領域均具備更大的想象空間。

驅動因素｜政策標準

相關政策部署加速，營造數字孿生產業(yè)良好發(fā)展環(huán)境

我國早已對數字孿生進行相關政策布局，隨著“十四五”規(guī)劃的出臺，近年來數字孿生相關政策部署與落地明顯提速，為產業(yè)提供良好的社會環(huán)境，助力其發(fā)展規(guī)范性進一步提升。

市場規(guī)模｜中國

2022年中國市場規(guī)模突破100億，未來仍將保持高增長

2022年中國數字孿生市場規(guī)模為104億元，同比增長35.0%，2020-2022年CAGR為65.4%。隨著各行業(yè)數字化轉型的推進，數字孿生滲透率也將上升，推動國內未來數字孿生市場規(guī)模增長，預計2025年國內市場規(guī)模將達375億元， 2022-2025年CAGR為54.3%。

學術論文情況

全球學術研究熱度活躍，中國論文發(fā)布數量領先

近年全球學術界對數字孿生的研究勢頭活躍，全球論文發(fā)布數量呈現逐年增長趨勢，自2019年以來研究熱度持續(xù)高漲。根據Web of Science數據，2022年全球共發(fā)布與數字孿生相關論文數量為2027篇，同比增長42.1%。我國論文發(fā)布數量與全球趨勢保持一致，且占全球比重逐年上升，2022年中國共發(fā)布688篇數字孿生相關論文，占全球33.9%。從總量上看，2017-2022年間，全球共累計發(fā)布4727篇數字孿生相關論文，其中中國（1306篇，27.6%）、美國（725篇，15.3%） 、德國（574篇，12.1%） 、意大利（300篇，6.3%）等國家是論文產出最多的國家。

?企業(yè)投融資情況

融資熱度逐步回暖，城市賽道景氣度最高

自數字孿生步入增長期，行業(yè)的相關投融資事件起數及融資規(guī)模整體趨勢往上增長，根據IT桔子數據，2017年至2022年，國內數字孿生相關企業(yè)融資事件共計80起，融資總額82.6億元。從融資熱度角度，2022年處于快速發(fā)展期，融資金額在2021年相對回落后又持續(xù)走高，2022年攀升至25.4億元。從融資輪次角度，主要以A輪及以前的相關事件為主，戰(zhàn)略投資及Pre-IPO事件近年來頻現。從應用場景看，城市作為數字孿生最重要的落地場景，近年來始終維持較高景氣度，其次為制造。

產業(yè)鏈及流程圖示

玩家類型

業(yè)內玩家類型可分為技術服務商與解決方案集成廠商

數字孿生行業(yè)內玩家可以分為兩類，分別為數字孿生相關技術提供商與解決方案集成商。其中，技術提供商包括可視化廠商、BIM、GIS、CIM以及CAD/CAE仿真建模等技術廠商；而解決方案廠商主要是為不同行業(yè)客戶提供定制化的物聯(lián)網解決方案和服務，從而幫助廣大客戶實現不同層級的數字孿生解決方案，代表企業(yè)主要為互聯(lián)網大廠（BAT）、華為等云廠商以及三大運營商、萬?？萍?、軟通動力等垂直領域綜合智慧平臺廠商。

競爭壁壘

技術、業(yè)務、資源三方面筑造數字孿生廠商競爭壁壘

數字孿生行業(yè)玩家競爭壁壘主要體現在技術、業(yè)務及資源三方面。技術壁壘主要是掌握場景數量、多元異構數據處理能力以及自研渲染引擎打磨能力；除了技術壁壘以外，數字孿生行業(yè)還具有業(yè)務壁壘，需要玩家積累深刻的下游應用行業(yè)Know-how、對用戶服務能力；最后為資源壁壘，主要是服務商的渠道關系，是否擁有行業(yè)標桿案例。三個壁壘既相互獨立，又相互掣肘和促進。

現存挑戰(zhàn)

數字孿生發(fā)展伴隨產生一系列挑戰(zhàn)

目前中國數字孿生行業(yè)現存挑戰(zhàn)主要有四大挑戰(zhàn)：廠商商業(yè)模式不成熟，主要體現在客戶需求端較低迷，產品高定制化需求導致供給廠商盈利困難；其次是行業(yè)內缺乏統(tǒng)一的標準體系，數字孿生數據、產品、項目落地等標準體系有待完善；此外，數字孿生對高性能計算、顯示技術等基礎支撐技術要求較高，且基礎軟件和渲染引擎仍依賴國外廠商；第四點是數據能力方面，挑戰(zhàn)體現在數據準確性無法保證，數據處理能力弱及可靠性低以及數據安全性易受攻擊等。

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