重磅：业界首个《数字孪生白皮书》发布(附完整PPT)

重磅：业界首个《数字孪生白皮书》发布(附完整PPT)

数字孪生技术作为当前信息技术领域的热门话题，其应用范围涵盖了智能工厂、车联网、智慧城市等多个领域。本文将为您详细解读数字孪生的概念、技术架构、应用场景以及发展前景。

数字孪生技术的兴起

2019年12月19日，在2019通信产业大会暨第十四届通信技术年会上，由中国电子信息产业发展研究院推出的《数字孪生白皮书（2019）》正式发布。赛迪工业互联网首席研究员袁晓庆对白皮书进行了详细解读。

数字孪生技术的兴起与2018年底至2019年初波音737Max8机型的两次坠毁事故密切相关。这些事故促使人们思考，如果能为物理世界找到一个数字映射，是否能让飞机故障被及时察觉，甚至被预测到，从而避免事故的发生。这一事件推动了数字孪生技术在2019年的广泛关注。

数字孪生技术的发展现状

当前，数字孪生已经成为全球信息技术发展的新焦点。Gartner预测，数字孪生将在未来5年产生破坏性创新。跨国企业如西门子、PTC、达索、ESI等纷纷布局数字孪生技术。同时，数字孪生技术发展已上升到国家策略层面，成为不少国家数字化转型的新抓手。例如，美国工业互联网联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4.0参考架构也将数字孪生作为重要内容。

在智慧城市领域，不少国家以数字孪生为抓手，设立建设目标，如中国的雄安新区数字城市、杭州城市大脑，新加坡的虚拟新加坡，法国的数字孪生巴黎，加拿大的多伦多高科技社区等。在车联网领域，数字孪生技术也已经成为一项关键技术，相关知名企业包括中国的百度、华为、腾讯、阿里，美国的特斯拉、福特，日本的丰田、本田，以及德国的西门子等。

数字孪生技术的定义与特征

白皮书将数字孪生定义为“实现物理空间在赛博空间交互映射的通用使能技术”。具体来说，数字孪生是通过综合运用感知、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。

数字孪生主要涵盖“12345”五大内容：

• 一项通用技术：支撑经济社会数字化转型的通用使能技术
• 两大孪生空间：物理空间与赛博空间交互反馈
• 三大技术要素：数据是基础、数据驱动模型、软件是载体
• 四大功能等级：描述、诊断、预测、决策
• 五大典型特征：数据驱动、模型支撑、软件定义、精准映射、智能决策

数字孪生技术的应用场景

数字孪生技术的应用场景主要包括：

• 智能工厂：实现产品迭代式创新、生产制造全过程数字化管理，开展设备预测性维护
• 车联网：实现车与人、车、路、设施的全面连接，推动自动驾驶智能化水平、交通安全保障水平和公共交通服务效率的提升
• 智慧城市：建设城市数字孪生体，支撑城市规划、难题解决和治理优化
• 智慧医疗：实现人体运行机理和医疗设备的动态监测、模拟和仿真
• 设备预测性维护：实现设备全生命周期数字化管理，提供产品故障分析、寿命预测等增值服务
• 数字化设计：在汽车、轮船、航空航天、精密装备制造等领域开展数字化设计实践

数字孪生技术的发展前景

从宏观来看，数字孪生不仅仅是一项通用使能技术，也将会是数字社会人类认识和改造世界的方法论。从中观来看，数字孪生将成为支撑社会治理和产业数字化转型的发展范式。从微观来看，数字孪生落地的关键是“数据+模型”，亟需分领域、分行业编制数字孪生模型全景图谱。

然而，数字孪生技术的发展也面临挑战。我国在数据采集、模型积累、软件开发等方面还存在诸多短板，成为制约数字孪生发展的瓶颈。白皮书建议，要坚持需求牵引和价值导向，以需求迫切、基础较好、潜力巨大的应用场景为突破口，在重点领域、重点环节率先实现突破，树立一批典型模式和样板。

结语

数字孪生技术作为一项前沿技术，其应用前景广阔。虽然目前仍面临一些挑战，但随着技术的不断发展和应用的深化，数字孪生有望成为人类解构、描述、认识物理世界的新型工具。