數(shù)字孿生技術(shù)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)前瞻

數(shù)字孿生技術(shù)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)前瞻數(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)。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)字孿生城市架構(gòu)數(shù)字孿生城市的典型應(yīng)用有城市空間現(xiàn)狀可視化、規(guī)劃方案模擬分析、用地指標(biāo)過(guò)程管控、智慧工地監(jiān)管、社區(qū)風(fēng)格管理、產(chǎn)業(yè)網(wǎng)區(qū)運(yùn)營(yíng)、生態(tài)空間治理。數(shù)字孿生城市通過(guò)對(duì)物理世界的人、物、事件等所有要素?cái)?shù)字化，在網(wǎng)絡(luò)空間再造一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的虛擬世界，形成物理維度上的實(shí)體世界和信息維度上的數(shù)字世界同生共存、虛實(shí)交融的格局。數(shù)字孿生城市不僅賦予了城市政府全局規(guī)劃和實(shí)時(shí)治理能力，更帶給所有市民能感受到的品質(zhì)生活體驗(yàn)。數(shù)字孿生城市執(zhí)行快速的假設(shè)分析和虛擬規(guī)劃，可迅速摸清城市家底，把握城市運(yùn)行脈搏；在規(guī)劃前期和建設(shè)早期了解城市特性、評(píng)估規(guī)劃影響，避免在不切實(shí)際的規(guī)劃設(shè)計(jì)上浪費(fèi)時(shí)間，防止在驗(yàn)證階段重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，以更少的成本、更快的速度，推動(dòng)創(chuàng)新技術(shù)支撐智慧城市頂層設(shè)計(jì)落地。實(shí)現(xiàn)智慧城市建設(shè)協(xié)同創(chuàng)新。數(shù)字孿生城市關(guān)注城鄉(xiāng)居民出行軌跡、收入水準(zhǔn)、家庭結(jié)構(gòu)、日常消費(fèi)等，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，并納入模型，實(shí)現(xiàn)協(xié)同計(jì)算。同時(shí)，通過(guò)在信息空間上預(yù)測(cè)人口結(jié)構(gòu)和遷徙軌跡、推演未來(lái)的設(shè)施布局、評(píng)估商業(yè)項(xiàng)目影響等。優(yōu)化智慧城市建設(shè)并評(píng)估其成效，輔助政府在信息化、智慧化建設(shè)中的科學(xué)決策，避免走彎路或重復(fù)、低效建設(shè)。對(duì)于踐踏草坪、非機(jī)動(dòng)車占用機(jī)動(dòng)車道、非機(jī)動(dòng)車逆行等行為，在線推送到城市監(jiān)督部門曝光，有效地起到警示作用，提升全民文明風(fēng)氣。智慧城市建設(shè)發(fā)展已近十年，至今卻無(wú)一個(gè)城市自我標(biāo)榜已建成了智慧城市。事實(shí)上，智慧城市面臨技術(shù)和非技術(shù)兩大瓶頸難以突破，可謂舉步維艱。基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈、量子通信等技術(shù)的原始創(chuàng)新極度缺乏，未出現(xiàn)殺手級(jí)應(yīng)用，各功能模塊有機(jī)融合的ONEICT架構(gòu)未能實(shí)現(xiàn)，造成創(chuàng)新只停留在表面，城市運(yùn)行和治理的水平有量的提升，但沒有質(zhì)的改變。近日，由工信部牽頭編寫的2020年《數(shù)字孿生應(yīng)用白皮書》正式發(fā)布，重點(diǎn)介紹了數(shù)字孿生技術(shù)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個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。數(shù)字孿生技術(shù)在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用，通常作為生態(tài)環(huán)境治理包括智慧城市建設(shè)中。中國(guó)以智慧城市和新基建為代表的建設(shè)模式雖然起步較晚，但爆發(fā)速度前所未有。目前全球近1000個(gè)提出智慧化發(fā)展的城市中，有近500個(gè)中國(guó)城市，占全球數(shù)量的48%。根據(jù)《智慧城市行業(yè)與市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告》，2019年中國(guó)新型智慧城市規(guī)模超過(guò)9000億元，未來(lái)幾年將保持較快速度增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2023年市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)1．3萬(wàn)億元。中國(guó)城市智慧化中安全綜治占比最大，占了37%；其次是慧園區(qū)、智慧交通，各占17%；智慧校園占6%；城市級(jí)平臺(tái)占了3%；服務(wù)機(jī)器人占1%。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)建到開始運(yùn)營(yíng)都發(fā)揮著舉足輕重的作用。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。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)輸機(jī)場(chǎng)完成旅客吞吐量90，748．3萬(wàn)人次，比上年增長(zhǎng)5．9%，恢復(fù)到2019年的67．