數(shù)字孿生技術(shù)行業(yè)投資價(jià)值分析及發(fā)展前景預(yù)測(cè)

數(shù)字孿生技術(shù)行業(yè)投資價(jià)值分析及發(fā)展前景預(yù)測(cè)數(shù)字孿生行業(yè)前景目前全球數(shù)字孿生行業(yè)巨頭公司有西門子、PTC、達(dá)索、GE、百度、谷歌、騰訊等，國(guó)內(nèi)數(shù)字孿生主要以概念企業(yè)為主，以能科股份、東方國(guó)信、天夏智慧、延華智能、賽摩電氣為代表的國(guó)內(nèi)公司紛紛布局，國(guó)內(nèi)公司尚處于起步階段，預(yù)計(jì)隨著落地項(xiàng)目持續(xù)增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)數(shù)字孿生產(chǎn)業(yè)有望誕生龍頭企業(yè)。數(shù)字孿生是5G賦能產(chǎn)業(yè)鏈上的重要一環(huán)，作為5G衍生應(yīng)用，可以加速物聯(lián)網(wǎng)成型和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)字化，與5G三大場(chǎng)景之一的萬(wàn)物互聯(lián)需求強(qiáng)耦合。在未來(lái)的5G時(shí)代，隨著新一代信息技術(shù)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)的加速融合，工業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化演進(jìn)趨勢(shì)日益明顯，將催生一批制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型新模式、新業(yè)態(tài)，數(shù)字孿生日趨成為產(chǎn)業(yè)各界研究熱點(diǎn)，未來(lái)發(fā)展前景廣闊。隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展浪潮，大多巨頭企業(yè)紛紛加入數(shù)字化轉(zhuǎn)型大軍，國(guó)內(nèi)外也把數(shù)字孿生定義為未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵戰(zhàn)略。數(shù)字孿生建筑數(shù)字孿生建筑是將數(shù)字孿生使能技術(shù)應(yīng)用于建筑科技的新技術(shù)，簡(jiǎn)單說(shuō)就是利用物理建筑模型，使用各種傳感器全方位獲取數(shù)據(jù)的仿真過(guò)程，在虛擬空間中完成映射，以反映相對(duì)應(yīng)的實(shí)體建筑的全生命周期過(guò)程。數(shù)字孿生建筑具有四大特點(diǎn)：精準(zhǔn)映射、虛實(shí)交互、軟件定義、智能干預(yù)。數(shù)字孿生建筑通過(guò)各層面的傳感器布設(shè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑的全面數(shù)字化建模，以及對(duì)建筑運(yùn)行狀態(tài)的充分感知、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，形成虛擬建筑在信息維度上對(duì)實(shí)體建筑的精準(zhǔn)信息表達(dá)和映射。未來(lái)數(shù)字孿生建筑中，在建筑實(shí)體空間可觀察各類痕跡，在建筑虛擬空間可搜索各類信息，建筑規(guī)劃、建設(shè)以及民眾的各類活動(dòng)，不僅在實(shí)體空間，而且在虛擬空間得到極大擴(kuò)充，虛實(shí)融合、虛實(shí)協(xié)同將定義建筑未來(lái)發(fā)展新模式。數(shù)字孿生建筑針對(duì)物理建筑建立相對(duì)應(yīng)的虛擬模型，并以軟件的方式模擬建筑人、事、物在真實(shí)環(huán)境下的行為，通過(guò)云端和邊緣計(jì)算，軟性指引和操控建筑的電熱能源調(diào)度等。通過(guò)在數(shù)字孿生建筑上規(guī)劃設(shè)計(jì)、模擬仿真等，將建筑可能產(chǎn)生的不良影響、矛盾沖突、潛在危險(xiǎn)進(jìn)行智能預(yù)警，并提供合理可行的對(duì)策建議，以未來(lái)視角智能干預(yù)建筑原有發(fā)展軌跡和運(yùn)行，進(jìn)而指引和優(yōu)化實(shí)體建筑的規(guī)劃、管理，改善服務(wù)。數(shù)字孿生建筑典型應(yīng)用場(chǎng)景有規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)實(shí)施、運(yùn)營(yíng)維護(hù)。數(shù)字孿生建筑典型應(yīng)用場(chǎng)景數(shù)字孿生建筑的核心環(huán)節(jié)在于BIM的應(yīng)用。具體到BIM軟件的核心領(lǐng)域，目前國(guó)內(nèi)廠商占建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，建筑信息化模型軟件市場(chǎng)仍以國(guó)外廠商為主導(dǎo)。典型的數(shù)字孿生平臺(tái)有達(dá)索3Dexperience、ANSYSTwinBuilder、微軟Azure、上海優(yōu)也ThingswiseiDOS。全球數(shù)字孿生市場(chǎng)關(guān)注度提升，行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)數(shù)字孿生是充分利用物理模型、傳感器更新、運(yùn)行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過(guò)程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對(duì)應(yīng)的實(shí)體裝備的全生命周期過(guò)程。數(shù)字孿生是一種超越現(xiàn)實(shí)的概念，可以被視為一個(gè)或多個(gè)重要的、彼此依賴的裝備系統(tǒng)的數(shù)字映射系統(tǒng)。數(shù)字孿生是個(gè)普遍適應(yīng)的理論技術(shù)體系，在眾多領(lǐng)域中應(yīng)用，如產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造、醫(yī)學(xué)分析、工程建設(shè)等。作為科技發(fā)展主要需求技術(shù)之一，數(shù)字孿生已經(jīng)成為全球多個(gè)國(guó)家重點(diǎn)布局行業(yè)。例如，美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)盟將數(shù)字孿生作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)落地的核心和關(guān)鍵，德國(guó)工業(yè)4．0參考架構(gòu)將數(shù)字孿生作為重要內(nèi)容。數(shù)字孿生關(guān)注度不斷提升。截止2021年10月，全球數(shù)字孿生論文數(shù)量超5000個(gè)。隨著數(shù)字孿生重要性凸顯，全球市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，2021年達(dá)74．7億元，預(yù)計(jì)2025年全球數(shù)字孿生市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)264．9億元。數(shù)字孿生產(chǎn)業(yè)鏈上下游情況（一）數(shù)字孿生行業(yè)與行業(yè)上下游關(guān)系本行業(yè)的上游行業(yè)為計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、操作系統(tǒng)及通用軟件行業(yè)；本行業(yè)的下游為各民用機(jī)場(chǎng)。（二）數(shù)字孿生行業(yè)與行業(yè)上下游關(guān)系說(shuō)明1、數(shù)字孿生上游行業(yè)的影響本行業(yè)的上游行業(yè)為計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、操作系統(tǒng)及通用軟件行業(yè)，其產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)為：上游市場(chǎng)為開(kāi)放市場(chǎng)，計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等硬件產(chǎn)品供應(yīng)充足，廠商間競(jìng)爭(zhēng)充分，產(chǎn)品替代性強(qiáng)；技術(shù)更新快，產(chǎn)品生命周期短，價(jià)格變動(dòng)大；高端設(shè)備、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)等主要由外商提供，且價(jià)格較高。上游行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步、新產(chǎn)品的價(jià)格下降均將對(duì)主營(yíng)業(yè)務(wù)產(chǎn)生積極的促進(jìn)作用，有利于改進(jìn)技術(shù)研發(fā)手段、完善產(chǎn)品性能、提高工程實(shí)施效率。2、數(shù)字孿生下游行業(yè)的影響本行業(yè)的下游為各民用機(jī)場(chǎng)。近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速增長(zhǎng)，人們可支配收入的增長(zhǎng)，飛機(jī)出行因其所具備的便捷性、舒適性和安全性成為人們的首選。根據(jù)國(guó)家民航局預(yù)測(cè)，我國(guó)民航業(yè)將保持10．5-13．5%的年增長(zhǎng)率。民航業(yè)的快速發(fā)展，極大刺激了民用機(jī)場(chǎng)的建設(shè)需求，機(jī)場(chǎng)地理信息系統(tǒng)從機(jī)場(chǎng)的改擴(kuò)建到開(kāi)始運(yùn)營(yíng)都發(fā)揮著舉足輕重的作用。數(shù)字孿生數(shù)字孿生像一面鏡子一樣可以建立與真實(shí)世界一樣的虛擬世界，具有高保真的特性。但數(shù)字孿生又不僅僅是一面鏡子，因?yàn)樗哂薪换バ?，它通過(guò)物理世界的映射可以真實(shí)地感知、驗(yàn)證以及預(yù)測(cè)物理世界系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，不斷優(yōu)化直到系統(tǒng)最優(yōu)。數(shù)字孿生行業(yè)壁壘（一）數(shù)字孿生品牌壁壘機(jī)場(chǎng)數(shù)字孿生平臺(tái)及應(yīng)用可為機(jī)場(chǎng)規(guī)劃、機(jī)場(chǎng)建設(shè)、機(jī)場(chǎng)維護(hù)、機(jī)場(chǎng)安全管理提供專業(yè)地理信息、實(shí)時(shí)定位、全生命周期管理等服務(wù)，因此其系統(tǒng)的安全性、精準(zhǔn)性和穩(wěn)定性尤為重要，更高的品牌知名度意味著更加成熟的產(chǎn)品和更為完善的服務(wù)體系，過(guò)往成功案例和品牌影響力對(duì)于機(jī)場(chǎng)方購(gòu)買決策影響較大。而樹(shù)立一個(gè)一流品牌又需要長(zhǎng)期的資金、技術(shù)投入和積累，并反復(fù)接受市場(chǎng)考驗(yàn)。因此，新進(jìn)入者很難快速建立并維持穩(wěn)定的業(yè)務(wù)渠道。（二）數(shù)字孿生人才壁壘數(shù)字孿生軟件及應(yīng)用，對(duì)專業(yè)技術(shù)人才的要求高。要求軟件開(kāi)發(fā)人員既能綜合運(yùn)用時(shí)空數(shù)據(jù)、BIM、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、模擬仿真、人工智能等技術(shù)，還能針對(duì)特定場(chǎng)景進(jìn)行獨(dú)有的特征定制研發(fā)，一般企業(yè)很難同時(shí)具備技術(shù)。同時(shí)，機(jī)場(chǎng)、航司、水利等重要設(shè)施環(huán)境的位置定位精準(zhǔn)性要求非常高，但實(shí)際上的地理形態(tài)差別比較大，信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性又比較容易受到氣候和周圍電磁場(chǎng)的影響，這對(duì)軟件開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)的技術(shù)實(shí)力要求比較高。若依靠自身研究開(kāi)發(fā)，需要較長(zhǎng)時(shí)間的積累，并需要對(duì)核心技術(shù)的研發(fā)進(jìn)行大規(guī)模、長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)投入，因此形成了人才壁壘。（三）數(shù)字孿生技術(shù)壁壘作為知識(shí)密集型行業(yè)，需滿足不同學(xué)科的交叉融合和重點(diǎn)基礎(chǔ)設(shè)施不斷發(fā)展更新的需要，技術(shù)壁壘較高。機(jī)場(chǎng)、水利等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需求多樣性進(jìn)一步加大了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的技術(shù)難度和創(chuàng)新要求。同時(shí)，由于人們對(duì)飛機(jī)出行普遍具有較高的時(shí)效性要求，但涉及公共交通安全，如何在客戶對(duì)時(shí)間緊迫性的要求和確保出行安全上作出權(quán)衡是機(jī)場(chǎng)建設(shè)中面對(duì)的一個(gè)非常棘手的問(wèn)題，因此機(jī)場(chǎng)數(shù)字孿生平臺(tái)及應(yīng)用對(duì)穩(wěn)定性和安全性要求也相對(duì)較高。產(chǎn)品成熟度、系統(tǒng)完善性、定制開(kāi)發(fā)效率、系統(tǒng)可擴(kuò)展性與技術(shù)服務(wù)水平作為客戶購(gòu)買的重要考慮因素，也使得擁有全面成熟的產(chǎn)品體系和領(lǐng)先研發(fā)技術(shù)的服務(wù)廠商在該領(lǐng)域內(nèi)具有明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，也對(duì)潛在的市場(chǎng)進(jìn)入者形成較高的技術(shù)壁壘。民航行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)（一）民航發(fā)展趨勢(shì)民航局發(fā)布的《十四五民用航空發(fā)展規(guī)劃》，民用機(jī)場(chǎng)數(shù)量要從2020年的580個(gè)增長(zhǎng)至2025年的770個(gè)；從旅客運(yùn)輸量看，預(yù)計(jì)將從2020年的4．2億增長(zhǎng)到2025年的9．3億，累計(jì)增長(zhǎng)超過(guò)一倍以上，年均增長(zhǎng)率將達(dá)17．2%。（二）民航智慧化發(fā)展趨勢(shì)環(huán)境生態(tài)綠色和諧，充分體現(xiàn)新時(shí)代高質(zhì)量發(fā)展要求的機(jī)場(chǎng)。其中要以智慧為引領(lǐng)，通過(guò)智慧化手段加快推動(dòng)平安、綠色、人文目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，由鞏固硬實(shí)力逐步轉(zhuǎn)向提升軟實(shí)力。智慧機(jī)場(chǎng)建設(shè)在四型機(jī)場(chǎng)中處于引領(lǐng)地位，是民航業(yè)近一段時(shí)期以及未來(lái)的重點(diǎn)發(fā)展方向，也是機(jī)場(chǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。智慧機(jī)場(chǎng)主要運(yùn)用地理信息、三維建模、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，全面覆蓋機(jī)場(chǎng)空側(cè)、航站樓、陸側(cè)區(qū)域，高度集成信息感知、傳輸、處理各個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑、航班、車輛、旅客精細(xì)化、協(xié)同化、可視化、智能化的運(yùn)行與管理，建立功能更加完善、更加安全高效的機(jī)場(chǎng)。智慧機(jī)場(chǎng)除了為機(jī)場(chǎng)管理方提供及時(shí)、準(zhǔn)確、有效的信息服務(wù)以外，也能為為空中交通管制、機(jī)場(chǎng)駐場(chǎng)單位、機(jī)場(chǎng)客戶等第三方提供服務(wù)。自2017年加快推進(jìn)民航基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)并正式提出智慧機(jī)場(chǎng)概念以來(lái)，我國(guó)機(jī)場(chǎng)新建、擴(kuò)建持續(xù)增速，信息化需求明顯提升。隨著民用航空進(jìn)入十四五規(guī)劃時(shí)期，將全面開(kāi)啟智慧民航新征程。堅(jiān)持?jǐn)?shù)字化、智能化、智慧化發(fā)展路徑，統(tǒng)籌存量和增量、傳統(tǒng)和新型基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃建設(shè)，瞄準(zhǔn)重點(diǎn)領(lǐng)域，發(fā)揮新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的杠桿撬動(dòng)和輻射放大作用。改變煙囪式的系統(tǒng)建設(shè)思想和項(xiàng)目推進(jìn)方式，圍繞去中心化和中臺(tái)戰(zhàn)略，運(yùn)用新一代面向服務(wù)的分布式架構(gòu)理念，強(qiáng)化航空運(yùn)輸系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)設(shè)計(jì)，推動(dòng)行業(yè)主體間數(shù)據(jù)的互聯(lián)和對(duì)接。強(qiáng)化數(shù)據(jù)共享和功能復(fù)用，建立優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、暢通共享、自主可控的開(kāi)放型智慧民航生態(tài)體系。根據(jù)2022年1月中國(guó)民用航空局下發(fā)的《關(guān)于印發(fā)智慧民航建設(shè)路線圖的通知》（民航發(fā)〔2022〕1號(hào)），2025年，主要機(jī)場(chǎng)完成全要素?cái)?shù)字化，開(kāi)展機(jī)場(chǎng)數(shù)字孿生技術(shù)研究和試驗(yàn)，完成飛行區(qū)感知設(shè)備智能互聯(lián)，加強(qiáng)多源信息融合，提升智能決策能力，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)面風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)和預(yù)警；推進(jìn)樞紐機(jī)場(chǎng)流程再造，實(shí)現(xiàn)多主體一體化運(yùn)行。2030年，提升支線機(jī)場(chǎng)數(shù)字化水平和能力；樞紐機(jī)場(chǎng)構(gòu)建數(shù)字孿生環(huán)境，實(shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)全要素態(tài)勢(shì)精準(zhǔn)監(jiān)控與預(yù)測(cè)，基本實(shí)現(xiàn)航空器、車輛、場(chǎng)道、設(shè)施的智能協(xié)同；2035年，機(jī)－車－場(chǎng)道－設(shè)施智能協(xié)同技術(shù)在樞紐機(jī)場(chǎng)推廣應(yīng)用，構(gòu)建更高水平的多元主體協(xié)同運(yùn)行和應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制。民航行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀近年來(lái)，我國(guó)民航業(yè)發(fā)展迅速并且已經(jīng)取得了舉世矚目的成績(jī)。2019年全年我國(guó)定期航班線已經(jīng)突破5000條；全年旅客吞吐量超過(guò)13億人次;貨郵吞吐量達(dá)到1710萬(wàn)噸。截止2019年，我國(guó)航空運(yùn)輸規(guī)模已連續(xù)15年位居世界第二。北京首都機(jī)場(chǎng)、上海浦東機(jī)場(chǎng)和廣州白云機(jī)場(chǎng)的旅客量和貨物吞吐量已經(jīng)擠進(jìn)全球航空運(yùn)輸量排名TOP20的榜單。北京首都機(jī)場(chǎng)旅客吞吐量突破1億人次，全球排名第二；上海浦東機(jī)場(chǎng)貨郵吞吐量達(dá)到363．4萬(wàn)噸，全球排名第三。2020年，新冠肺炎疫情給民航業(yè)造成巨大沖擊，全行業(yè)明確了保安全運(yùn)行、保應(yīng)急運(yùn)輸、保風(fēng)險(xiǎn)可控、保精細(xì)施策的防控工作要求，準(zhǔn)確把握疫情形勢(shì)變化，科學(xué)決策，創(chuàng)造性應(yīng)對(duì)，因時(shí)因勢(shì)精準(zhǔn)施策，統(tǒng)籌推進(jìn)疫情防控和安全發(fā)展，中國(guó)民航在全球率先觸底反彈，國(guó)內(nèi)航空運(yùn)輸市場(chǎng)成為全球恢復(fù)最快、運(yùn)行最好的航空市場(chǎng)。2021年我國(guó)民用運(yùn)輸