数字孪生拉开数字经济的帷幕

　　数字孪生（DigitalTwin）的设想首次出现于2003年前后Grieves教授在美国密歇根大学的产品全生命周期管理课程上，意思是在虚拟空间构建的数字模型与物理实体交互映射，忠实地描述物理实体全生命周期的运行轨迹。根据Gartner新兴技术成熟度曲线，2018年，数字孪生到达新兴技术成熟度曲线的顶点，2019年，数字孪生未出现在曲线中，标志着已进入主流技术行列。同时，得益于物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术的发展，数字孪生的实施已逐渐成为可能。我国《关于国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》决议中也提到探索建设数字孪生城市,数字孪生不再是一种技术，而是成为一种发展新模式和推动各行业深刻变革的新动力(310328)。

　　在此背景下，六棱镜研究院依托sixlens全球专利投融资情报系统，分析数字孪生行业整体概况及典型应用场景。

　　· 数字孪生行业整体概况 ·

　　◆ 近五年来，数字孪生相关专利申请量呈现井喷趋势，年复合增长率204%

　　Sixlens数据显示，近五年来，数字孪生相关专利申请量呈现井喷趋势，由2016年的4件增长到2020年的342件，近五年复合增长率204%。

　　◆ 具有数字孪生专利布局的企业达到上百家，分布在能源、智能制造、轨道交通等行业

　　Sixlens数据显示，具有数字孪生专利布局的企业达到上百家。从行业分布来看，上百家企业主要分布在能源、智能制造、轨道交通、建筑、烟草、软件设计、信息技术、煤矿等行业；从技术布局来看，技术布局方向包括数字孪生在具体行业中的应用、数字孪生仿真系统、数字孪生对智能制造技术的优化、城市数字孪生可视化等。

　　◆ 从企业类型来看，数字孪生布局的企业类型包括巨头企业、上市公司、初创企业等

　　从企业类型来看，包括巨头企业、上市公司、初创企业等，其中，数字孪生相关的巨头企业包括百度、谷歌、西门子、GE等，上市公司包括赛摩电气(300466,股吧)、能科股份(603859,股吧)、东方国信(300166,股吧)、天夏智慧(000662,股吧)等,初创企业包括江丰生物、八维通、上海至数、纯白矩阵等。

　　◆ 数字孪生专利布局的城市包括北京市、上海市、南京市等。其中，南京市在数字孪生方面布局较早

　　从我国的城市分布来看，数字孪生专利布局企业数量排名前十的城市分别为北京市、上海市、南京市、深圳市、广州市、苏州市、杭州市、武汉市、西安市、重庆市。其中，南京市在数字孪生方面布局较早，2019年6月，南京江北新区率先建设“全国数字孪生第一城”；2020年7月，南京市印发《南京市数字经济发展三年行动计划(2020—2022年)》，提出推动数字经济与实体经济深度融合发展，打造数字政府和数字孪生城市。

　　· 数字孪生的典型应用场景 ·

　　◆ 数字孪生已经成为智能制造领域的应用热点，典型应用场景包括智能工厂的运行实时模拟和远程监控、产品的运行监控和智能运维等

　　数字孪生已经成为智能制造领域的应用热点。数字孪生技术在智能工厂中的应用价值主要体现在通过虚实映射来改进产品性能，提高产品运行的安全性以及工厂的数据透明程度，并提高设备运转率、降低能耗等。其典型应用场景包括智能工厂的运行实时模拟和远程监控、产品的运行监控和智能运维等。

　　Sixlens显示，布局智能制造数字孪生技术的工业企业包括长虹电器、振华重工(600320,股吧)、中国重型机械研究院、哲达科技、利元亨智能装备、华制智能、八维通、达美软件等。2021年3月9日，达美盛软件获得数字孪生的相关专利授权：一种用于控制及显示的实时数字孪生工厂系统。

　　该发明专利涉及用于控制及显示的实时数字孪生工厂系统，包括彼此建立通信连接的二维模块、三维模块和设备模块，设备模块包括被控对象和控制单元，二维模块用于以二维的方式显示被控对象，以便操作方控制其状态；三维模块用于以三维的方式显示被控对象，以便操作方显示其当前控制或查看的被控对象。

　　2021年4月2日，海克斯康收购CADLM公司，增强智能制造与数字孪生能力，CADLM公司是计算机辅助工程(CAE)与人工智能(AI)、机器学习的先驱，其技术可变革仿真技术，并提升产品设计效率。

　　◆ 能源互联网的布局企业主要是电力公司，关键技术在于量测感知、数字空间建模、仿真分析决策以及云计算环境等

　　能源互联网数字孪生是充分利用能源互联网的物理模型、在线量测数据、历史运行数据，并集成电气、流体、热力、计算机、通信、气候、经济等多学科知识进行的多物理量、多时空尺度、多概率的仿真过程，通过在虚拟空间中完成对能源互联网的映射，反映能源互联网的全生命周期过程。

　　Sixlens显示，布局能源互联网数字孪生技术的企业包括中国电力科学研究院有限公司、南方电网、国网上海市电力公司、国网重庆市电力公司电力科学研究院、广东电网等。

　　能源互联网数字孪生构建的关键技术环节包括：物理系统的量测感知、数字空间建模、仿真分析决策以及云计算环境。

　　◆ 智慧医疗：智慧医疗保健是数字孪生智能化应用的重要组成部分，主要应用场景包括临床试验设计、医疗器械设计、药物研发、护理服务等

　　智慧医疗保健是数字孪生智能化应用的重要组成部分。通过移动监测、移动诊室、无线远程会诊、医疗信息云存储等智能技术手段，可提升诊疗覆盖面与效率，促进医疗资源的合理化分配。进一步实现医疗监护设备的小型化、无线化、发展智慧家庭健康保健、智能健康监护，可大幅降低城市公众医疗负担，缓解城市医疗资源紧缺的压力。尤其是在新冠肺炎疫情器件，数字孪生技术发挥了很大的作用。当前，数字孪生技术在医疗健康的主要应用场景包括临床试验设计、医疗器械设计、药物研发、护理服务等。

　　Sixlens显示，布局智慧医疗数字孪生技术的国外企业包括达索、西门子医疗、美敦力等，国内企业包括江丰生物、荣科科技(300290,股吧)、海信等。据悉，达索使用磁共振图像（MRI）和心电图（ECG）测量结果开发了一种数字孪生模型，可以模拟人心脏的结构和某些生理功能。

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