2025年8月10日,第六屆全球數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用博覽會(huì)在上海國家會(huì)展中心拉開帷幕。作為亞洲規(guī)模很大的行業(yè)盛會(huì),本屆展會(huì)吸引了包括西門子、達(dá)索系統(tǒng)、華為云在內(nèi)的87個(gè)國家與地區(qū)的1200余家參展商。開幕式上,中國工程院院士李培根通過數(shù)字孿生系統(tǒng)實(shí)時(shí)連線德國工業(yè)4.0研究院zhuan家,雙方在虛擬會(huì)場共同演示了跨國工廠設(shè)備同步運(yùn)維場景。展區(qū)中間的巨型LED屏持續(xù)播放著城市級(jí)數(shù)字孿生平臺(tái)動(dòng)態(tài),實(shí)時(shí)渲染的交通流量與能源消耗數(shù)據(jù)模型引發(fā)眾多參觀者駐足。值得注意的是,組委會(huì)特別設(shè)置了"數(shù)字孿生倫理與安全"專題論壇,反映出行業(yè)對(duì)技術(shù)應(yīng)用規(guī)范的持續(xù)關(guān)注。智慧城市數(shù)字孿生平臺(tái)新增空氣質(zhì)量模擬模塊,助力環(huán)保決策。鹽城元宇宙數(shù)字孿生應(yīng)用領(lǐng)域
在數(shù)字經(jīng)濟(jì)的大背景下,數(shù)字孿生正與社會(huì)發(fā)展不斷融合深化,并向部分行業(yè)全生命周期全mian滲透,目前數(shù)字孿生已應(yīng)用至工業(yè)、城市管理、能源電力、醫(yī)療、水利等領(lǐng)域,市場增長潛力大。中商產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2024-2029年中國數(shù)字孿生行業(yè)前景預(yù)測與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》顯示,2022年中國數(shù)字孿生市場規(guī)模為104億元,2023年為137億。2020-2022年的復(fù)合年均增長率為65.4%。隨著各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的推進(jìn),數(shù)字孿生滲透率也將上升,推動(dòng)國內(nèi)未來數(shù)字孿生市場規(guī)模增長。中商產(chǎn)業(yè)研究院分析師預(yù)測,2024年全國數(shù)字孿生市場規(guī)??蛇_(dá)237億元,2025年國內(nèi)市場規(guī)模將達(dá)375億元,2022-2025年CAGR為54.3%。鎮(zhèn)江大數(shù)據(jù)數(shù)字孿生共同合作水利部試點(diǎn)數(shù)字孿生流域項(xiàng)目,提升防汛調(diào)度決策準(zhǔn)確度。
數(shù)智孿生依賴于一套高度集成化的技術(shù)體系,這些技術(shù)共同協(xié)作,塑造了數(shù)智孿生的強(qiáng)大功能: 1.數(shù)字孿生:作為重要框架,提供了物理實(shí)體的虛擬化實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)。 2.人工智能(AI):AI技術(shù)確保孿生系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)挖掘、建模、學(xué)習(xí)與推理能力。對(duì)于自適應(yīng)動(dòng)態(tài)優(yōu)化、閉環(huán)控制尤為關(guān)鍵。 3.大數(shù)據(jù):支持孿生系統(tǒng)實(shí)時(shí)處理海量的異構(gòu)數(shù)據(jù),形成可靠、高效的預(yù)測分析。 4.物聯(lián)網(wǎng)(IoT):實(shí)時(shí)感知層,通過傳感器數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)物理到虛擬的動(dòng)態(tài)映射。 5.高性能計(jì)算與云計(jì)算:支撐模型的大規(guī)模運(yùn)行和跨地域協(xié)作。
盡管數(shù)字孿生帶來了諸多機(jī)遇,但在實(shí)際部署過程中仍面臨不少挑戰(zhàn)。首先是數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)問題,由于涉及大量個(gè)人敏感信息,必須確保所有操作都在合法合規(guī)的前提下進(jìn)行。其次是標(biāo)準(zhǔn)化難題,目前市場上存在多種不同的數(shù)字孿生解決方案,缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)可能會(huì)阻礙互操作性的實(shí)現(xiàn)。為此,相關(guān)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)需要加強(qiáng)合作,共同推動(dòng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定和完善。展望未來,隨著5G網(wǎng)絡(luò)、量子計(jì)算等新興技術(shù)的發(fā)展成熟,數(shù)字孿生的功能將進(jìn)一步擴(kuò)展。一方面,超高速低延遲的通信能力將加速數(shù)據(jù)傳輸速度,提高實(shí)時(shí)響應(yīng)性能;另一方面,更強(qiáng)的計(jì)算能力也有助于解決復(fù)雜場景下的模擬需求。預(yù)計(jì)在不遠(yuǎn)的將來,我們將見證更多創(chuàng)新性應(yīng)用案例涌現(xiàn)出來,徹底改變?nèi)祟惖纳罘绞胶蜕鐣?huì)運(yùn)作機(jī)制。航空航天領(lǐng)域依托數(shù)字孿生技術(shù),可大幅縮短飛行器研發(fā)周期并降低物理測試成本。
數(shù)智孿生系統(tǒng)通過多學(xué)科知識(shí)的有機(jī)融合,能夠超越單一領(lǐng)域,在復(fù)雜系統(tǒng)管理中實(shí)現(xiàn)跨域協(xié)同: 在“智慧城市”領(lǐng)域,依托數(shù)智孿生模型對(duì)公共設(shè)施的實(shí)時(shí)監(jiān)測與模擬管理,提供準(zhǔn)確、高效的城市資源優(yōu)化。此外,在面對(duì)突發(fā)災(zāi)害時(shí),孿生系統(tǒng)還能輔助進(jìn)行應(yīng)急推演,優(yōu)化資源分配和決策效率。 其演進(jìn)能力亦不可忽視:隨著數(shù)據(jù)的持續(xù)積累,數(shù)智孿生的模型可以不斷優(yōu)化,支持未知場景的推理和動(dòng)態(tài)適應(yīng)。例如環(huán)境模擬領(lǐng)域中,可以推演氣候變遷對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的潛在影響,為決策提供指導(dǎo)依據(jù)。預(yù)測性維護(hù)算法的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集須包含不少于3個(gè)完整設(shè)備生命周期記錄。鎮(zhèn)江大數(shù)據(jù)數(shù)字孿生共同合作
數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用于文化遺產(chǎn)保護(hù),完成敦煌壁畫三維數(shù)字化存檔。鹽城元宇宙數(shù)字孿生應(yīng)用領(lǐng)域
城市級(jí)數(shù)字孿生系統(tǒng)的構(gòu)建需要多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)支撐。新加坡"虛擬新加坡"項(xiàng)目整合了20個(gè)zf部門的GIS數(shù)據(jù)、8萬個(gè)智能電表讀數(shù)及1500路交通攝像頭信息,構(gòu)建了涵蓋建筑能耗、人流密度等138項(xiàng)指標(biāo)的動(dòng)態(tài)城市模型。在杭州亞運(yùn)會(huì)籌備期間,主辦方利用數(shù)字孿生技術(shù)模擬了10萬人流疏散場景,通過調(diào)整28處出入口布局使疏散效率提升19%。此類系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)在于數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化問題,目前IEEE 2806標(biāo)準(zhǔn)正試圖統(tǒng)一不同廠商的BIM、CIM數(shù)據(jù)接口格式。據(jù)ABI Research預(yù)測,到2027年全球?qū)⒂?5%的百萬人口級(jí)城市部署數(shù)字孿生管理平臺(tái)。鹽城元宇宙數(shù)字孿生應(yīng)用領(lǐng)域