中国信通院：数字孪生城市产业图谱研究报告（2022年）_66页_2mb

数字孪生城市产业图谱研究报告总结

核心内容

数字孪生技术作为集成多种先进技术的代表，已经成为推动产业数字化转型、实现城市可持续发展和促进数字经济发展的重要手段。本报告由中国信息通信研究院联合苏州工业园区数字孪生创新坊、中国互联网协会数字孪生技术应用工作委员会及政产学研多家单位共同编写，首次提出数字孪生产业概念与内涵，分析其发展现状与趋势，并绘制数字孪生城市产业总体视图和细分领域视图。结合苏州工业园区、上海临港、雄安等地的建设经验，报告提出数字孪生产业发展建议，旨在为社会各界提供参考。

主要观点

1. 数字孪生产业内涵
   数字孪生城市是基于数字化标识、自动化感知、网络化连接、智能化控制等技术，在数字空间中构建与物理城市匹配的虚拟城市，实现城市全要素数字化、全状态实时化和城市运行管理协同化。数字孪生产业包括核心企业、关联企业和辐射企业，分别负责关键技术、集成应用和支撑服务。

2. 数字孪生产业发展阶段
   我国数字孪生产业正处于增长期，从2020年起，随着“十四五”规划的推进，数字孪生在城市、水利、能源、军事、智能制造等领域深度应用，ToG、ToB市场增长稳定，技术工具化和平台化快速发展。

3. 产业生态与市场趋势
   产业市场蓬勃发展，企业数量快速增长，投融资市场强势反弹，元宇宙概念推动消费市场增长。全球数字孪生市场规模预计将在2026年达到482亿美元，我国数字孪生企业数量在2019-2021年增长超过100家。

4. 学术研究与技术创新
   我国在数字孪生领域论文和专利数量均居全球前列，尤其在专利方面，中国占全球总量的50.33%。研究热点包括模拟仿真、智能制造、信息物理系统、机器学习和模型应用，国际合作也在不断加强。

5. 标准化进程
   国内外标准化组织和机构不断增多，推动数字孪生产业生态组织化和标准化发展。我国已研究或制定数字孪生技术相关标准超50项，涵盖通用要求、城市技术要求、道路数字孪生等多个方面。

关键信息

一、数字孪生产业内涵

• 五大阵营：孪生建模、可视化渲染、仿真推演、感知标识、GIS与新型测绘。
• 三大圈层：核心企业、关联企业、辐射企业。
• 核心能力：包括物联感知操控、可视化呈现、全要素数字化表达、数据融合供给、虚实融合互动、空间分析计算、模拟仿真推演、自学习自优化、众创扩展应用。

二、我国数字孪生产业发展态势

• 市场蓬勃发展：2021年全国投融资交易数量达45笔，金额超过300亿元。
• 区域分布差异大：北京、广东、江苏、上海等经济发达地区企业数量和专利申请量领先。
• 学术研究活跃：我国论文发布数量持续领先，占全球总量的22.7%。
• 应用领域广泛：制造、能源、城市/园区、交通、水利等领域成为当前应用热点。
• 标准化进程加速：国内外标准化组织不断推进，我国已制定超50项数字孪生相关标准。

三、数字孪生城市产业图谱

六大核心产业板块

1. 孪生建模

   • 技术路线：几何建模、物理建模。
   • 代表企业：中望软件、达索、微软、安斯科技等。
   • 发展态势：建模产品亟需实现核心技术国产化，AI技术逐渐应用于建模领域。

2. 可视化渲染

   • 技术路线：B/S架构、C/S架构，分为轻量化引擎和重量级引擎。
   • 代表企业：优锘科技、51WORLD、数字冰雹、飞渡科技等。
   • 发展态势：轻量化引擎国产化水平高，重量级引擎发展迅速，未来将实现端渲染与云渲染融合。

3. 仿真推演

   • 技术路线：机理仿真、数据驱动仿真、多智能体仿真。
   • 代表企业：安世亚太、清鹏智能、MIT人工智能实验室等。
   • 发展态势：仿真技术与建模、渲染技术一体化发展，未来在制造业和广域空间领域有较大潜力。

4. 感知标识

   • 技术路线：北斗网格位置码、物体全域标识、物联感知平台、交互控制。
   • 代表企业：浪潮、泰瑞数创、微软、科大讯飞、商汤等。
   • 发展态势：交互方式不断升级，VR/AR、脑机接口等成为研究热点。

5. GIS与新型测绘

   • 技术路线：倾斜摄影、激光雷达、地理信息系统。
   • 代表企业：泰瑞数创、四维远见、南方测绘、超图软件等。
   • 发展态势：两者互补，融合应用方案逐步成熟，提升三维建模精度和效率。

6. 交互控制

   • 技术路线：定点操控、语音交互、体感交互、脑波交互。
   • 代表企业：微软、科大讯飞、商汤、念通智能等。
   • 发展态势：交互方式不断升级，未来将更注重人机交互效率和准确性。

五大关联产业板块

1. 数字孪生城市规建管

   • 产业主体：基础设施企业、技术提供商、行业解决方案提供商、系统集成商。
   • 核心价值：辅助交通工程、城市调度、资源监控等。

2. 数字孪生流域

   • 产业主体：水利科研设计院所、数字技术企业、电信运营商、水利信息化企业。
   • 核心价值：实现流域全要素和治理活动全过程的数字化映射和智能化模拟。

3. 数字孪生交通

   • 产业主体：交通工程企业、服务平台、地图业务、智能网联企业。
   • 核心价值：辅助交通规划建设、预测预警、精细化运维、资源调度等。

4. 数字孪生电力

   • 产业主体：底层技术提供商、电力研究机构、电力信息化服务提供商。
   • 核心价值：推动新型电力系统建设，实现智能电网、智慧电厂等。

5. 数字孪生制造

   • 产业主体：建模技术企业、仿真技术企业、数字孪生服务企业。
   • 核心价值：应用于产品研发、设备维护、工艺规划，推动制造业数字化转型。

三大辐射产业板块

1. 数字孪生基础设施服务

   • 包括通信网络、存储计算、融合基础设施。
   • 代表企业：华为、中兴、英伟达、摩尔线程等。
   • 发展趋势：算力基础设施成为高价值场景实现的主要动力。

2. 数字孪生咨询标准服务

   • 涉及标准制定、研究咨询、测评服务。
   • 代表机构：中国信息通信研究院、IEEE、ISO、全国信标委等。
   • 发展趋势：标准体系逐步完善，推动产业生态组织化发展。

3. 数字孪生安全服务

   • 包括网络安全和地理信息安全。
   • 代表企业：三六零、紫光股份、风奥科技等。
   • 发展趋势：安全需求日益增强，需构建协同联动的网络安全防御体系。

发展建议

1. 强化顶层设计：统筹产业全要素协调联动发展。
2. 强化自主可控：加强核心技术协同攻关与自主创新。
3. 强化生态开放：构建共建共享的产业合作生态圈。
4. 强化集成突破：开展高价值场景征集与试点示范。
5. 强化补链强链：提高产业集聚度和集群竞争力。

总结

数字孪生城市产业图谱涵盖了从核心技术到行业应用的多个环节，形成了完整的产业链条。当前，我国数字孪生产业正处于快速增长阶段，市场潜力巨大，技术创新活跃，标准化进程加速，应用场景不断拓展。未来，随着元宇宙等新兴概念的推动，数字孪生在消费市场将有更大发展空间。同时，数字孪生安全和基础设施服务将成为其高质量发展的关键支撑。