内容概况
数字孪生是综合运用感知、计算、建模等信息技术，通过软件定义，对物理空间进行描述、诊断、预测、决策，进而实现物理空间与赛博空间的交互映射。Gartner在2018年和2019年十大战略科技发展趋势中将数字孪生作为重要技术之一。
全球数字孪生市场蓬勃发展。根据预测，到2030年，数字孪生技术的应用将为城市规划、建设、运营节省成本达到2800亿美元。市场规模方面，2020年全球数字孪生市场规模为31亿美元，预计全球数字孪生市场将以58%的复合年增长率增长，到2026年将达到482亿美元。国内市场方面，《数字孪生技术应用白皮书（2021）》显示，数字孪生市场规模将由2020年的31亿美元增长到2026年的482亿美元，年复合增长率达到58%。数字孪生技术已广泛应用于各类场景，以设计、监控类场景为主。智慧城市、工业4.0和智能驾驶产业是先进数字孪生技术使用较多的产业，也是众多科技巨头重点布局的产业。
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。在我国，数字孪生城市已成为各地政府推进智慧城市建设的主流模式选择，产业界也将其视为技术创新的风向标、发展的新机遇，数字孪生应用已在部分领域率先展开。
数字孪生的发展得到我国的政策支持。2020年，“新基建”首次写入政府工作报告，在对于该项热点的讨论中，“数字孪生”被不少代表和委员提及。2020年4月，国家发改委印发《关于推进“上云用数赋智”行动，培育新经济发展实施方案》中，方案提出要围绕解决企业数字化转型所面临的数字基础设施、通用软件和应用场景等难题，支持数字孪生等数字化转型共性技术、关键技术研发应用，引导各方参与提出数字孪生的解决方案。数字孪生技术受关注程度和云计算、AI、5G等一样，上升到国家高度。2020年9月11日，工信部副部长强调，要前瞻部署一批5G、人工智能、数字孪生等新技术应用标准。
随着数字孪生技术的日益成熟，国家和地方政府纷纷将其纳入智慧城市顶层设计框架，在全国范围加快CIM平台的落地建设，并协调解决各种建模技术之间的兼容性以及数据标准统一等问题。在国家层面，发改委、科技部、工信部、自然资源部、住建部等部委密集出台政策文件，有力地推动了城市信息模型相关技术与应用的发展与落地。
根据预测，从2021年到2027年，为数字孪生建模的实物资产和流程的数量将从5%增加到50%，从而实现运营绩效的优化，不仅可以降低运营成本，而且可以加速实现转型与创新。到2025年，30%的城市将通过物联网、人工智能和数字孪生技术，将物理和数字相结合，并改善关键基础设施和数字服务的远程管理。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。
产业研究院发布的《2023-2028年中国数字孪生技术全景调查及投资咨询报告》共九章，首先介绍了数字孪生技术定义及应用等，接着分析了全球数字孪生技术发展状况及中国数字孪生总体状况。然后报告重点分析了数字孪生城市的发展，并对航空领域、智能制造等领域发展应用进行深入分析。随后，报告对数字孪生技术的企业布局及重点企业的经营状况进行了具体分析，并阐述了数字孪生技术相关产业的发展。最后，报告对数字孪生技术的投资及发展前景进行了科学的预测分析。
本研究报告数据主要来自于国家统计局、工信部、产业研究院、产业研究院市场调查中心以及国内外重点刊物等渠道，数据权威、详实、丰富，同时通过专业的分析预测模型，对产业核心发展指标进行科学地预测。您或贵单位若想对数字孪生技术有个系统深入的了解、或者想投资数字孪生技术相关应用产业，本报告将是您不可或缺的重要参考工具。
报告目录
第一章 数字孪生技术基本概述
第一节、数字孪生基本介绍
一、数字孪生的定义
二、数字孪生的内涵
三、数字孪生的特征
四、数字孪生技术体系
五、数字孪生关键技术
第二节、数字孪生技术应用分析
一、数字孪生应用场景
二、数字孪生应用功能
三、数字孪生应用流程
四、数字孪生产业特点
第三节、数字孪生与平行系统的异同分析
一、平行系统的内涵
二、两者相同点分析
三、两者的区别分析
第二章 2020-2022年全球数字孪生技术发展分析
第一节、全球数字孪生技术发展综述
一、数字孪生发展历程
二、主要国家数字孪生政策
三、数字孪生技术成熟度
四、企业布局数字孪生技术
第二节、全球数字孪生融合产业发展分析
一、推动仿真产业发展
二、成为智能制造要素
三、引领智慧城市建设
四、发力军工领域应用
第三节、全球主要国家数字孪生技术发展动态
一、美国
二、德国
三、法国
第三章 2020-2022年中国数字孪生技术发展分析
第一节、中国数字孪生技术发展驱动因素分析
一、战略科技发展必然趋势
二、5G赋能产业链环节发展
三、工业互联网发展凸显优势
四、新基建带来发展新机遇
五、数字孪生得到政策支持
六、区域数字孪生政策及项目进展
第二节、中国数字孪生技术发展状况
一、技术研究进展
二、技术发展动态
三、企业布局情况
第三节、中国数字孪生标准体系研究状况
一、数字孪生标准需求背景
二、数字孪生标准需求分析
三、数字孪生标准体系框架
四、数字孪生标准体系结构
五、数字孪生细分领域标准
第四节、中国数字孪生技术发展存在的问题及建议
一、网络安全问题
二、技术面临挑战
三、标准体系缺失
四、模型研究问题
第五节、中国数字孪生技术发展对策与建议
一、加强顶层设计
二、推进应用普及
三、培育产业生态
四、构建安全保障体系
第四章 2020-2022年中国数字孪生城市发展分析
第一节、中国数字孪生城市发展综述
一、数字孪生城市发展背景
二、数字孪生城市内涵特征
三、数字孪生城市总体架构
四、数字孪生城市核心平台
第二节、2020-2022年中国数字孪生城市发展现状
一、数字孪生城市发展总况
二、数字孪生城市建设阶段现状
三、数字孪生城市研究工作发展
四、数字孪生城市合作生态发展状况
五、数字孪生城市建设企业布局状况
六、数字孪生城市加快城市治理创新
七、数字孪生城市技术和应用能力发展
八、数字孪生缩短各产业数字化进程
九、资本助力数字孪生城市
第三节、数字孪生城市核心能力要求分析
一、物联感知操控能力
二、数字化表达能力
三、可视化呈现能力
四、数据融合供给能力
五、空间分析计算能力
六、模拟仿真推演能力
七、虚实融合互动能力
八、自学习自优化能力
九、众创扩展能力
第四节、数字孪生城市关键技术要素分析
一、新型测绘
二、标识感知
三、协同计算
四、全要素表达
五、模拟仿真
六、深度学习
第五节、中国数字孪生城市典型应用场景
一、城市规划仿真
二、城市建设管理
三、城市常态管理
四、交通信号仿真
五、应急演练仿真
六、公共安全防范
七、公共服务升级
第六节、数字孪生城市当前主要问题
一、发展目的和方向不明确
二、城市信息模型重复建设
三、缺乏统一标准规范
四、关键技术亟待创新
第七节、中国数字孪生城市发展建议及未来展望
一、数字孪生城市推进策略与建议
二、数字孪生城市业务发展建议
三、中国数字孪生城市发展建议
四、中国数字孪生城市发展展望
第五章 2020-2022年中国数字孪生其他应用领域发展分析
第一节、航天航空领域运用
一、航天航空领域应用状况
二、航天制造车间应用分析
三、航空发动机运维应用分析
四、航天航空领域应用挑战
第二节、智能制造
一、工业制造应用情况
二、智能工厂应用分析
三、智能制造应用案例
四、技术应用面临挑战
五、技术应用发展展望
第三节、水利工程
一、水利工程运行现状
二、应用理论融合分析
三、应用运行机制分析
四、应用实施方案分析
五、应用关键技术分析
第四节、石化产业
一、石化产业运行现状
二、技术应用融合分析
三、应用系统建设分析
四、应用前景发展展望
第五节、能源互联网
一、能源互联网数字孪生的定义
二、能源互联网数字孪生的构建
三、能源互联网数字孪生的应用
四、数字孪生的能源互联网规划
第六节、其他应用领域
一、车联网
二、智慧医疗
三、智慧园区
四、智慧校园
五、工程建设
第六章 2020-2022年数字孪生技术企业布局分析
第一节、国外企业
一、微软
二、达索
三、西门子
四、Bentley
五、SAP
六、PTC
第二节、传统智慧城市建设服务企业
一、阿里云
二、华为
三、科大讯飞
四、软通动力
五、紫光云
第三节、空间信息企业
一、超图
二、泰瑞数创
三、51VR
第四节、智能制造服务企业
一、中兴
二、能科科技
三、东方国信
四、佳都科技
第七章 2019-2022年中国数字孪生技术重点上市企业经营状况分析
第一节、能科科技股份有限公司
一、企业发展概况
二、经营效益分析
三、业务经营分析
四、财务状况分析
五、核心竞争力分析
六、公司发展战略
七、未来前景展望
第二节、北京东方国信科技股份有限公司
一、企业发展概况
二、经营效益分析
三、业务经营分析
四、财务状况分析
五、核心竞争力分析
六、公司发展战略
七、未来前景展望
第三节、佳都新太科技股份有限公司
一、企业发展概况
二、经营效益分析
三、业务经营分析
四、财务状况分析
五、核心竞争力分析
六、公司发展战略
七、未来前景展望
第四节、上海延华智能科技（集团）股份有限公司
一、企业发展概况
二、经营效益分析
三、业务经营分析
四、财务状况分析
五、核心竞争力分析
六、未来前景展望
第五节、赛摩智能科技集团股份有限公司
一、企业发展概况
二、经营效益分析
三、业务经营分析
四、财务状况分析
五、核心竞争力分析
六、公司发展战略
七、未来前景展望
第六节、神州数码集团股份有限公司
一、企业发展概况
二、经营效益分析
三、业务经营分析
四、财务状况分析
五、核心竞争力分析
六、未来前景展望
第八章 2020-2022年中国数字孪生技术相关产业发展分析
第一节、2020-2022年中国工业互联网产业发展分析
一、产业政策环境
二、产业经济规模
三、产业生态体系
四、平台发展状况
五、网络基础建设
六、企业竞争格局
七、产业创新发展
八、产业发展展望
第二节、2020-2022年中国智慧城市建设发展分析
一、智慧城市产业链条
二、智慧城市发展阶段
三、智慧城市支出规模
四、区域建设格局分析
五、智慧城市评价结果
六、企业竞争合作格局
七、智慧城市发展态势
八、智慧城市发展展望
九、智慧城市发展前景
第三节、2020-2022年中国智能制造产业发展分析
一、产业发展促进政策
二、智能制造发展态势
三、智能制造发展规模
四、智能制造产业格局
五、智能制造发展机遇
六、智能制造发展趋势
七、智能制造发展战略
第四节、2020-2022年中国5G产业发展分析
一、5G产业链条结构
二、5G产业政策环境
三、5G技术发展历程
四、5G产业发展进程
五、5G商业模式分析
六、5G商用企业布局
七、5G业务发展趋势
八、5G应用愿景展望
第九章 中国数字孪生技术投资及发展前景展望
第一节、数字孪生技术带来的投资机会分析
一、数字孪生的潜在商业价值
二、实景三维产业投资新热点
三、数字孪生模型正成为焦点
四、数字孪生企业投融资动态
第二节、数字孪生技术发展趋势
一、关键技术发展趋势
二、技术应用发展态势
三、技术未来研究方向
第三节、数字孪生技术发展前景
一、市场规模预测
二、技术发展展望
图表目录
图表1 数字孪生的特征
图表2 数字孪生技术架构
图表3 数字孪生中的技术集成
图表4 数字孪生技术应用场景
图表5 数字孪生重要使用场景
图表6 数字孪生应用功能
图表7 数字孪生应用流程
图表8 平行系统研究框架
图表9 数字孪生发展历程
图表10 一些国家出台数字孪生相关政策
图表11 Gartner技术成熟曲线
图表12 跨国企业业务布局方向
图表13 西门子车辆数字孪生
图表14 基于Mindsphere平台的西门子数字孪生
图表15 ANSYS构建的泵数字孪生
图表16 各定位单元协同引导装配过程
图表17 GE风力涡轮机的数字孪生
图表18 MapleSim创建数字孪生的流程图
图表19 WORLD智慧城市运维平台
图表20 数字孪生技术在产品全生命周期的应用
图表21 物理城市与数字孪生城市
图表22 以数字孪生体框架为核心的工业互联网Paas系统
图表23 德国工业4.0参考架构
图表24 “新基建”加促数字孪生城市形成
图表25 国家部委出台相关政策
图表26 各地数字孪生城市相关政策
图表27 数字孪生相关上市公司
图表28 部分数字孪生相关上市公司布局情况
图表29 数字孪生标准体系框架
图表30 数字孪生标准体系结构
图表31 数字孪生基础共性相关标准及主要内容
图表32 数字孪生关键技术标准
图表33 物理实体标准
图表34 虚拟实体标准
图表35 孪生数据相关标准及主要内容
图表36 连接与集成相关标准及主要内容
图表37 服务相关标准及主要内容
图表38 数字孪生工具/平台相关标准及主要内容
图表39 数字孪生测评相关标准及主要内容
图表40 数字孪生安全相关标准及主要内容
图表41 工业4.0参考架构模型
图表42 智能制造系统架构（IMSA）
图表43 数字孪生城市：智能新区
图表44 数字孪生城市：虚拟新加坡
图表45 数字孪生城市虚实融合迭代优化
图表46 数字孪生城市运行机理
图表47 数字孪生城市总体框架
图表48 数字孪生城市总体框架运行机理
图表49 城市信息模型（CIM）相关投标项目统计
图表50 “数字孪生城市”主题文献发表数量统计
图表51 数字孪生城市各类企业主导生态圈
图表52 数字孪生城市新型企业阵营
图表53 数字孪生启发产业加速转型
图表54 数字孪生城市核心能力与典型特征关系图
图表55 城市全息物联感知体系
图表56 主要建模方式分类
图表57 基于数字孪生的寿命预测过程
图表58 不同维护策略下的单次飞行失败率
图表59 不确定性降低前后的维护成本
图表60 数字孪生伴飞系统框架
图表61 数字孪生“建模与分析模块”的核心技术体系架构
图表62 数字孪生伴飞系统的功能
图表63 航天制造数字孪生车间架构
图表64 航天制造数字孪生车间组成
图表65 数字孪生车间分层管控模式
图表66 孪生数据驱动的生产设备闭环控制
图表67 孪生数据驱动的制造执行闭环控制
图表68 基于实时数据仿真的车间运行管控
图表69 基于虚实融合的MI应用
图表70 基于虚实融合的BI应用
图表71 数字孪生技术在航空发动机运行维护中的应用落地场景图
图表72 不同模型在计算精度速度上的比较
图表73 航空发动机运维数字孪生
图表74 精准监测功能
图表75 故障诊断功能
图表76 性能预测功能
图表77 控制优化功能
图表78 智能工厂应用
图表79 运行机制
图表80 系统级水利工程数字孪生系统运行机制
图表81 SoS级水利工程数字孪生系统运行机制
图表82 系统总体架构图
图表83 物耗降低效益估算
图表84 数字孪生技术在车联网中的应用
图表85 数字孪生在智慧医疗领域的应用
图表86 基于数字孪生模型的项目施工过程管理
图表87 基于数字模型和大数据的项目运维管理
图表88 基于微软Azure的数字孪生方案
图表89 达索3DEXPERIENCE平台框架
图表90 阿里云数字孪生三步走战略
图表91 51VR“地球克隆计划”
图表92 51VR以自动驾驶+智慧城市的综合规划
图表93 能科股份募投项目情况
图表94 能科股份基于数字孪生的产品全生命周期协同平台项目构成
图表95 2018-2021年能科科技股份有限公司总资产及净资产规模
图表96 2018-2021年能科科技股份有限公司营业收入及增速
图表97 2018-2021年能科科技股份有限公司净利润及增速
图表98 2020年能科科技股份有限公司主营业务分产业、产品、地区
图表99 2018-2021年能科科技股份有限公司营业利润及营业利润率
图表100 2018-2021年能科科技股份有限公司净资产收益率
图表101 2018-2021年能科科技股份有限公司短期偿债能力指标
图表102 2018-2021年能科科技股份有限公司资产负债率水平
图表103 2018-2021年能科科技股份有限公司运营能力指标
图表104 2018-2021年北京东方国信科技股份有限公司总资产及净资产规模
图表105 2018-2021年北京东方国信科技股份有限公司营业收入及增速
图表106 2018-2021年北京东方国信科技股份有限公司净利润及增速
图表107 2019-2020年北京东方国信科技股份有限公司营业收入分产业、产品、地区
图表108 2018-2021年北京东方国信科技股份有限公司营业利润及营业利润率
图表109 2018-2021年北京东方国信科技股份有限公司净资产收益率
图表110 2018-2021年北京东方国信科技股份有限公司短期偿债能力指标
图表111 2018-2021年北京东方国信科技股份有限公司资产负债率水平
图表112 2018-2021年北京东方国信科技股份有限公司运营能力指标
图表113 2018-2021年佳都新太科技股份有限公司总资产及净资产规模
图表114 2018-2021年佳都新太科技股份有限公司营业收入及增速
图表115 2018-2021年佳都新太科技股份有限公司净利润及增速
图表116 2020年佳都新太科技股份有限公司主营业务分产业、产品、地区
图表117 2018-2021年佳都新太科技股份有限公司营业利润及营业利润率
图表118 2018-2021年佳都新太科技股份有限公司净资产收益率
图表119 2018-2021年佳都新太科技股份有限公司短期偿债能力指标
图表120 2018-2021年佳都新太科技股份有限公司资产负债率水平
图表121 2018-2021年佳都新太科技股份有限公司运营能力指标
图表122 2018-2021年上海延华智能科技（集团）股份有限公司总资产及净资产规模
图表123 2018-2021年上海延华智能科技（集团）股份有限公司营业收入及增速
图表124 2018-2021年上海延华智能科技（集团）股份有限公司净利润及增速
图表125 2019-2020年上海延华智能科技（集团）股份有限公司营业收入分产业、产品、地区
图表126 2018-2021年上海延华智能科技（集团）股份有限公司营业利润及营业利润率
图表127 2018-2021年上海延华智能科技（集团）股份有限公司净资产收益率
图表128 2018-2021年上海延华智能科技（集团）股份有限公司短期偿债能力指标
图表129 2018-2021年上海延华智能科技（集团）股份有限公司资产负债率水平
图表130 2018-2021年上海延华智能科技（集团）股份有限公司运营能力指标
图表131 2018-2021年赛摩智能科技集团股份有限公司总资产及净资产规模
图表132 2018-2021年赛摩智能科技集团股份有限公司营业收入及增速
图表133 2018-2021年赛摩智能科技集团股份有限公司净利润及增速
图表134 2019-2020年赛摩智能科技集团股份有限公司营业收入分产业、产品、地区
图表135 2018-2021年赛摩智能科技集团股份有限公司营业利润及营业利润率
图表136 2018-2021年赛摩智能科技集团股份有限公司净资产收益率
图表137 2018-2021年赛摩智能科技集团股份有限公司短期偿债能力指标
图表138 2018-2021年赛摩智能科技集团股份有限公司资产负债率水平
图表139 2018-2021年赛摩智能科技集团股份有限公司运营能力指标
图表140 2018-2021年神州数码集团股份有限公司总资产及净资产规模
图表141 2018-2021年神州数码集团股份有限公司营业收入及增速
图表142 2018-2021年神州数码集团股份有限公司净利润及增速
图表143 2019-2020年神州数码集团股份有限公司营业收入分产业、产品、地区
图表144 2018-2021年神州数码集团股份有限公司营业利润及营业利润率
图表145 2018-2021年神州数码集团股份有限公司净资产收益率
图表146 2018-2021年神州数码集团股份有限公司短期偿债能力指标
图表147 2018-2021年神州数码集团股份有限公司资产负债率水平
图表148 2018-2021年神州数码集团股份有限公司运营能力指标
图表149 中国工业互联网主要国家政策汇总
图表150 中国工业互联网产业生态体系构建
图表151 2017-2020年中国工业互联网平台与工业软件产业存量规模
图表152 2019年中国跨产业、跨领域工业互联网平台清单
图表153 2017-2019年中国工业互联网网络产业存量规模
图表154 中国工业互联网标识发展进程
图表155 2017-2018年度中国工业互联网前20名企业
图表156 2018-2019年度中国工业互联网50佳企业
图表157 5G+工业互联网融合创新应用
图表158 我国三大运营商在5G与工业互联网领域的布局
图表159 工业互联网产业应用创新方向
图表160 2020年中国工业互联网投融资特点
图表161 2020年中国工业互联网助力疫情防控和复工复产
图表162 “新基建”对中国工业互联网的发展要求
图表163 2018-2019年中央及各部委出台智慧城市相关政策和标准
图表164 2019年我国智慧城市试点区域分布情况
图表165 2017和2019年全国新型智慧城市评价结果比对
图表166 2019年全国新型智慧城市一级指标得分率分布
图表167 智慧城市产业厂商类型与竞争合作格局
图表168 2017年和2019年各发展阶段城市数量占比
图表169 2015-2019年我国智能制造产业重大利好政策
图表170 2020年以来我国智能制造产业政策汇总
图表171 我国智能制造产业聚集区特色
图表172 工业机器人的类型及主要应用领域
图表173 疫情下智能制造的应用场景
图表174 后疫情时代智能制造产业迎来机遇
图表175 5G产业链结构
图表176 2018-2021年5G产业相关政策汇总
图表177 5G总体愿景
图表178 全球5G整体商用进度排名
图表179 数字孪生商业价值
