2021年数字孪生行业发展规模及行业发展分析

2021年数字孪生行业发展规模及行业发展分析一、数字孪生基本概况数字孪生,可简单理解为,是一个和真实世界同步变化的虚拟系统.从数字孪生的定义可以看出,数字孪生具有以下几个典型特点：序号序号典型特点具体概述1互操作性数字孪生中的物理对象和数字空间能够双向映射、动态交互和实时连接，因此数字孪生具备以多样的数字模型映射物理实体的能力，具有能够在不同数字模型之间转合并和建立“表达”的等同性。2可扩展性数字孪生技术具备集成、添加和替换数字模型的能力，3实时性数字孪生技术要求数字化，即以一种计算机可识别和处理的方式管理数据以对随时间轴变化的物理实体进行表成物理实体实时状态的数字虚体映射。4保真性数字孪生的保真性指描述数字虚体模型和物理实体的接近性。要求虚体和实体不仅要保持几何结构的高度仿真，例如工况场景中可能只要求描述虚体的物理性质，并不5闭环性数字孪生中的数字虚体，用于描述物理实体的可视化模分析推理、优化工艺参数和运行参数，实现决策功能，即赋予数字虚体和物理实体一个大脑。因此数字孪生具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.数字孪生应用领域二、数字孪生行业发展现状数字孪生是5G赋能产业链上的重要一环,5G时代数字孪生不可或缺.随着新一代信息技术与实体经济的加速融合,工业数字化、网络化、智能化演进趋势为产业各界研究热点,未来发展前景广阔.2020年全球互联传感器与端点将多达超过200亿,数字孪生将服务于数十数据驱动的决策和协作、简化业务流程和新的业务模型,改变传统的供应链.2020年全球头部600家企业都会使用数字孪生来提供产品创新,2020年全孪生市场规模将突破260亿美元的大关.、智慧城市以智慧城市为例,数字孪生,简单来说就是在一个设备或系统“物理实体”的基础上,创建一个数字版的“虚拟模型”.数字孪生城市通过对物理世界的人、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.数字孪生城市主要有新型基础设施、智能运行中枢、智慧应用体系三大横向的分层：数字孪生城市架构指标过程管控、智慧工地监管、社区风格管理、产业网区运营、生态空间治理.理数字孪生城市的典型应用有七大场景：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.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.数字孪生城市的作用数字孪生城市品质具体概述生活提升城市规划质量数字孪生城市执行快速的“假设”分析和虚拟规划，可迅和水平速摸清城市“家底”，把握城市运行脉搏；在规划前期和建设早期了解城市特性、评估规划影响，避免在不切实际的规划设计上浪费时间，防止在验证阶段重新进行设计，以更少的成本、更快的速度，推动创新技术支撑智慧城市推动以人为核心的城市设计出行轨迹、收入水准、家庭结构、日常消费等，对相关数据进行动态监测，并纳入模型，实现协同计算。同时，通过在信息空间上预测人口结构和迁徙轨迹、推演未来的设施布局、评估商业项目影响等。优化智慧城市建设并评估其成效，辅助政府在信息化、智慧化建设中的科学决策，避免走弯路或重复、低效建设。节省市民出行时间第一时间感知路况、事故报警、拥堵分流。为市民消除设总成本与安全感。营造更加文明的社对于践踏草坪、非机动车占用机动车道、非机动车逆行等会风气作2、数字孪生建筑智慧城市建设发展已近十年,至今却无一个城市自我标榜已建成了智慧城市.事实上,智慧城市面临技术和非技术两大瓶颈难以突破,可谓举步维艰.基于物联网、大数据、人工智能、区块链、量子通信等技术的原始创新极度缺乏,未出现杀手级应用,各功能模块有机融合的ONEICT架构未能实现,造成创新只停留在表面,城市运行和治理的水平有量的提升,但没有质的改变.近日,由工信部牵头编写的2020年数字孪生应用白皮书正式发布,重点介绍了数字孪生技术在智慧制造、智慧城市、智慧交通、智慧能源、智慧建筑、智慧健康6个领域的应用和发展.数字孪生技术在环保领域的应用,通常作为生态环境治理包括智慧城市建设中.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,但爆发城市,占全球数量的48%.根据智慧城市行业与市场调研报告,2019年中国新型智慧城市规模超过1.3万亿元.“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.数字孪生建筑的特点序号序号特点具体分析1精准映射数字孪生建筑通过各层面的传感器布设，实现对建筑的全面数字化建模，以及对建筑运行状态的充分感知、动态监测，形成虚拟建筑在信息维度上对实体建筑的精准信息表达和映2虚实交互未来数字孪生建筑中，在建筑实体空间可观察各类痕迹，在建筑虚拟空间可搜索各类信息，建筑规划、建设以及民众的各类活动，不仅在实体空间，而且在虚拟空间得到极大扩充，虚实融合、虚实协同将定义建筑未来发展新模式。3软件定义数字孪生建筑针对物理建筑建立相对应的虚拟模型，并以软件的方式模拟建筑人、事、物在真实环境下的行为，通过云端和边缘计算，软性指引和操控建筑的电热能源调度等。4智能干预通过在“数字孪生建筑”上规划设计、模拟仿真等，将建筑可能产生的不良影响、矛盾冲突、潜在危险进行智能预警，并提供并提供合理可行的对策建议，以未来视角智能干预建筑原有发展轨迹和运行，进而指引和优化实体建筑的规划、管理，数字孪生建筑典型应用场景有规划设计、建设实施、运营维护.数字孪生建筑典型应用场景BIMBIM软件的核心领域,目前国内厂商占建筑结构设计软件市场优势,建筑信息化模型软件市场仍以国外厂商为主导.4、典型的数字孪生平台典型的数字孪生平台有达索——3Dexperience、ANSYS——TwinBuilder、微软——Azure、上海优也——ThingswiseiDOS.典型的数字孪生平台三、数字孪生的意义数字孪生的概念逐步扩展到了模拟仿真、虚拟装配和3D打印这些领域,2014年以后,随着物联网技术、人工智能和虚拟现实技术的不断发展,更多的工业产品、工业设备具备了智能的特征,而数字孪生