数字孪生技术产业市场前瞻

数字孪生技术产业市场前瞻数字孪生建筑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射。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。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。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，改善服务。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。全球数字孪生市场关注度提升，行业市场规模持续增长数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生是一种超越现实的概念，可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统。数字孪生是个普遍适应的理论技术体系，在众多领域中应用，如产品设计、产品制造、医学分析、工程建设等。作为科技发展主要需求技术之一，数字孪生已经成为全球多个国家重点布局行业。例如，美国工业互联网盟将数字孪生作为工业互联网落地的核心和关键，德国工业4．0参考架构将数字孪生作为重要内容。数字孪生关注度不断提升。截止2021年10月，全球数字孪生论文数量超5000个。随着数字孪生重要性凸显，全球市场规模持续扩大，2021年达74．7亿元，预计2025年全球数字孪生市场规模将达264．9亿元。数字孪生城市架构数字孪生城市的典型应用有城市空间现状可视化、规划方案模拟分析、用地指标过程管控、智慧工地监管、社区风格管理、产业网区运营、生态空间治理。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。数字孪生城市执行快速的假设分析和虚拟规划，可迅速摸清城市家底，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顶层设计落地。实现智慧城市建设协同创新。数字孪生城市关注城乡居民出行轨迹、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。对于践踏草坪、非机动车占用机动车道、非机动车逆行等行为，在线推送到城市监督部门曝光，有效地起到警示作用，提升全民文明风气。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%。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。中国城市智慧化中安全综治占比最大，占了37%；其次是慧园区、智慧交通，各占17%；智慧校园占6%；城市级平台占了3%；服务机器人占1%。数字孪生行业前景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。数字孪生是5G赋能产业链上的重要一环，作为5G衍生应用，可以加速物联网成型和物联网设备数字化，与5G三大场景之一的万物互联需求强耦合。在未来的5G时代，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、智能化演进趋势日益明显，将催生一批制造业数字化转型新模式、新业态，数字孪生日趋成为产业各界研究热点，未来发展前景广阔。随着数字经济发展浪潮，大多巨头企业纷纷加入数字化转型大军，国内外也把数字孪生定义为未来发展的关键战略。数字孪生产业链上下游情况（一）数字孪生行业与行业上下游关系本行业的上游行业为计算机、网络设备、操作系统及通用软件行业；本行业的下游为各民用机场。（二）数字孪生行业与行业上下游关系说明1、数字孪生上游行业的影响本行业的上游行业为计算机、网络设备、操作系统及通用软件行业，其产业特点为：上游市场为开放市场，计算机、网络设备等硬件产品供应充足，厂商间竞争充分，产品替代性强；技术更新快，产品生命周期短，价格变动大；高端设备、操作系统、数据库等主要由外商提供，且价格较高。上游行业的技术进步、新产品的价格下降均将对主营业务产生积极的促进作用，有利于改进技术研发手段、完善产品性能、提高工程实施效率。2、数字孪生下游行业的影响本行业的下游为各民用机场。近年来，随着国民经济的迅速增长，人们可支配收入的增长，飞机出行因其所具备的便捷性、舒适性和安全性成为人们的首选。根据国家民航局预测，我国民航业将保持10．5-13．5%的年增长率。民航业的快速发展，极大刺激了民用机场的建设需求，机场地理信息系统从机场的改扩建到开始运营都发挥着举足轻重的作用。数字孪生建筑典型应用场景数字孪生建筑的核心环节在于BIM的应用。具体到BIM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。典型的数字孪生平台有达索3Dexperience、ANSYSTwinBuilder、微软Azure、上海优也ThingswiseiDOS。民航行业发展现状近年来，我国民航业发展迅速并且已经取得了举世瞩目的成绩。2019年全年我国定期航班线已经突破5000条；全年旅客吞吐量超过13亿人次;货邮吞吐量达到1710万吨。截止2019年，我国航空运输规模已连续15年位居世界第二。北京首都机场、上海浦东机场和广州白云机场的旅客量和货物吞吐量已经挤进全球航空运输量排名TOP20的榜单。北京首都机场旅客吞吐量突破1亿人次，全球排名第二；上海浦东机场货邮吞吐量达到363．4万吨，全球排名第三。2020年，新冠肺炎疫情给民航业造成巨大冲击，全行业明确了保安全运行、保应急运输、保风险可控、保精细施策的防控工作要求，准确把握疫情形势变化，科学决策，创造性应对，因时因势精准施策，统筹推进疫情防控和安全发展，中国民航在全球率先触底反弹，国内航空运输市场成为全球恢复最快、运行最好的航空市场。2021年我国民用运输机场完成旅客吞吐量90，748．3万人次，比上年增长5．9%，恢复到2019年的67．