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引言

數(shù)字孿生是在數(shù)據(jù)整合分析基礎上，構建與物理實體相對應的平行虛擬實體，并最終實現(xiàn)虛擬實體對物理實體的反哺賦能。作為數(shù)字經濟及產業(yè)元宇宙發(fā)展的重要抓手，近年來我國數(shù)字孿生行業(yè)開始受到廣泛關注，但整體尚處于起步階段，發(fā)展時間較短。國際數(shù)據(jù)公司(IDC)發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，預計到2025年，全球數(shù)字孿生市場規(guī)模將增至264.6億美元，2020-2025年復合年均增長率高達38.35%。

01

概述

數(shù)字孿生（Digital Twin）是一種先進的建模技術，它通過創(chuàng)建一個物理實體的虛擬復制品，以實時模擬、預測和優(yōu)化實體的行為和性能。這個虛擬模型會同步收集和分析來自其物理對應物的數(shù)據(jù)，從而提供關于其運行狀況、性能和潛在問題的實時反饋。

數(shù)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(xiàn)物理對象的狀態(tài)使其更加貼近現(xiàn)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(jù)復雜程度，數(shù)字李生可以分成5級，級別越高，數(shù)字孿生越強大。

數(shù)字孿生等級劃分 圖源：艾瑞咨詢

目前，數(shù)字孿生技術正被廣泛地應用于工業(yè)制造、工程建設、智慧城市、汽車駕駛、政府機構、醫(yī)學分析及文旅創(chuàng)意等諸多領域。

在工業(yè)領域，數(shù)字孿生的使用將大幅推動產品在設計、生產、維護及維修等環(huán)節(jié)的變革。通過數(shù)字孿生技術，不僅能夠對工廠設備進行監(jiān)測，實現(xiàn)故障預判和及時維修，還可以實現(xiàn)遠程操控、遠程維修，極大降低運營成本，提高安全性。

在醫(yī)療領域，個人的健康監(jiān)測與管理通過數(shù)字孿生可以更清楚地了解身體的變化，對疾病做出及時預警。未來可通過各種新型醫(yī)療檢測和掃描儀器以及可穿戴設備，完美地復制出一個數(shù)字化身體。通過追蹤這個數(shù)字化身體的運動與變化，來更好地進行健康監(jiān)測和管理。

在智慧城市領域，無人機群將為城市提供基于圖像掃描的城市數(shù)字模型，使街道、社區(qū)、娛樂、商業(yè)等各功能模塊都可擁有數(shù)字模型，便于人類對城市智慧化管理。

02

產業(yè)鏈圖譜

數(shù)字孿生產業(yè)鏈由下至上可劃分為“基礎支撐”、“數(shù)據(jù)互動”、“模型構建”、“仿真分析”、“共性應用”、“行業(yè)應用”6大核心模塊，對應從設備、數(shù)據(jù)到行業(yè)應用的全生命周期。

基礎支撐層是物聯(lián)網的終端，主要包括芯片、傳感器等設備，用于數(shù)據(jù)的采集以及向網絡端發(fā)送;數(shù)據(jù)互動層主要功能為信息采集、信息傳輸與同步以及信息增強;仿真分析層主要負責建立物理對象的數(shù)字化模型，并對其進行分析預測，又可分為工業(yè)仿真軟件和復雜系統(tǒng)(交通和物流等)仿真軟件;模型構建層是數(shù)字化的核心技術，包含測繪掃描、幾何建模、網格剖分、系統(tǒng)建模、流程建模、組織建模等技術;共性應用層為數(shù)字孿生的構建和應用提供平臺支持;行業(yè)應用層則針對具體行業(yè)需求為智慧城市、智慧交通、工業(yè)生產等不同領域提供服務。

數(shù)字孿生行業(yè)產業(yè)鏈 圖源：前瞻產業(yè)研究院

數(shù)字孿生產業(yè)鏈基礎支撐層高端參與者多為國外企業(yè)，例如高通、英特爾、博世、意法半導體等，國內企業(yè)主要包括?？低暋⑷A為、寒武紀等;數(shù)據(jù)互動層代表企業(yè)有高德地圖、霍尼韋爾、SmartEarth、SuperMap等;仿真分析和模型構建層主要運用的軟件市場完全被外資產品占據(jù)，包括ANSYS、海克斯康、Altair、西門子等;應用層代表企業(yè)則有微軟、達索、ANSYS、上海優(yōu)也等。

數(shù)字孿生產業(yè)生態(tài)結構圖譜 圖源：36氪研究院

03

商業(yè)模式與行業(yè)參與者主體

數(shù)字孿生行業(yè)的商業(yè)模式多種多樣，取決于公司的核心業(yè)務、目標客戶和提供的具體服務。但是，一般來說，數(shù)字孿生行業(yè)的商業(yè)模式可以分為以下五類。這些商業(yè)模式可以單獨使用，也可以組合使用，取決于公司的業(yè)務策略和市場需求。

軟件和服務銷售：許多數(shù)字孿生公司會開發(fā)并銷售自己的軟件平臺，以支持創(chuàng)建和管理數(shù)字孿生。這種模式的收入主要來自軟件許可證的銷售、訂閱費用和相關服務（如實施、培訓和支持）的收費。

解決方案提供商：一些公司以提供完整的數(shù)字孿生解決方案作為其業(yè)務模式。這種模式通常包括定制軟件開發(fā)、系統(tǒng)集成、數(shù)據(jù)分析和咨詢服務等。

平臺即服務（PaaS）：一些公司提供一個可以創(chuàng)建和管理數(shù)字孿生的云平臺?？蛻艨梢栽谶@個平臺上創(chuàng)建自己的數(shù)字孿生，而無需自行開發(fā)和維護基礎設施。這種模式的收入主要來自平臺使用費和數(shù)據(jù)存儲費。

數(shù)據(jù)分析和咨詢：一些數(shù)字孿生公司專注于利用數(shù)字孿生技術進行數(shù)據(jù)分析和提供咨詢服務，幫助客戶解決特定的業(yè)務問題。

行業(yè)特定應用：有些公司專門開發(fā)針對特定行業(yè)（如制造業(yè)、能源、運輸?shù)龋┑臄?shù)字孿生應用。這種模式的收入主要來自應用銷售和相關服務。

近年來，數(shù)字孿生行業(yè)參與者主體逐漸擴充，傳統(tǒng)參與者主要有GIS、測繪企業(yè)，建模、仿真企業(yè)，建筑信息模型(BIM)企業(yè)和集成商、運營商四大類，隨著行業(yè)熱度的不斷提升，越來越多的互聯(lián)網企業(yè)、大數(shù)據(jù)公司、人工智能科技企業(yè)、規(guī)劃設計院等也開始進入行業(yè)。

04

競爭格局

全球數(shù)字孿生行業(yè)整體處于發(fā)展初期，參與企業(yè)數(shù)量眾多，包括傳統(tǒng)制造業(yè)企業(yè)、軟件企業(yè)和互聯(lián)網企業(yè)等，根據(jù)Meticulous Research排名數(shù)據(jù)顯示，目前數(shù)字孿生領域全球排名前十的企業(yè)分別是：通用電氣、IBM、美國參數(shù)技術公司（PTC）、微軟、安思系統(tǒng)、西門子、樹液（SAP）、甲骨文、游泳人工智能、博世。

目前我國數(shù)字孿生注冊企業(yè)主要分布在北京、江蘇等為首的發(fā)達省市，其中北京市數(shù)字孿生行業(yè)數(shù)量最高，達到370家以上，江蘇省數(shù)字孿生行業(yè)企業(yè)數(shù)量排名第二，近350家。

中國數(shù)字孿生行業(yè)企業(yè)數(shù)量區(qū)域分布（單位：家）

來源：米可維大數(shù)據(jù)