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赛智时代:2020年我国数字孪生产业发展研究
  • 赛智时代:2020年我国数字孪生产业发展研究

    Innov100
    2021-03-22 11:44:14
  • 摘要:当前随着物联网、大数据、云计算、人工智能等技术正在逐渐步入人类生活,数字技术为物理世界而带来高效、有序、精准、尖端的服务和管理。在此基础上,数字孪生技术应运而生,在工业、能源、医疗、城市治理等多个领域发挥作用,数字孪生产业也随之发展。本文主要通过对2020年我国数字孪生市场规模、产业生态、政策梳理、场景应用等方面进行研究,并提出2021年数字孪生产业发展趋势。

    一、2020年我国数字孪生产业发展综述

    (一)数字孪生核心市场规模

    随着物联网、人工智能、大数据等技术的不断发展,并且在机械制造、航空航天、智慧城市等领域发展的刺激下,以及国家利好政策的助力下,我国数字孪生发展迅速,数字孪生核心市场规模已经从2014年的27亿元发展到2020年的137亿元,年均复合增长率约为31.2%。

    图1 2014-2020年我国数字孪生核心市场规模

    (二)数字孪生产业生态

    数字孪生产业生态主要分为数字孪生硬件设备、数字孪生软件平台、数字孪生建模与仿真和数字孪生应用场景四层。其中数字孪生硬件设备主要包含芯片、传感器和监控设备等,我国代表企业有华为海思、海康威视等。数字孪生软件平台包括数据采集、传输和数据增强,代表企业有四维图新、泰瑞数创等。数字孪生建模与仿真包括仿真分析和模型构建,代表企业有阿里巴巴、百度等。数字孪生应用场景主要在智慧建筑、智慧工业、智能医疗和智慧城市等领域探索。

    图2 数字孪生产业生态

    (三)数字孪生产业集群尚未形成

    到2020年底,中国数字孪生产业尚未形成聚集,但数字孪生已成为数字化转型中炙手可热的焦点,从技术到应用,阿里、百度、腾讯、京东等互联网巨头、通信巨头纷纷牵头构建生态;安防设备商、AI独角兽、系统集成商也在各地的数字孪生城市建设中纷纷尝试;空间信息领域创业公司也进入数字孪生领域。

    (四)数字孪生政策环境向好

    2020年,国家发改委、工信部、住建部等多个国家部位出台数字孪生相关政策文件,推进数字孪生技术、应用、产业的发展。2020年4月7日,国家发改委和中央网信办发布《关于推进“上云用数赋智”行动培育新经济发展实施方案》首次指出数字孪生是七大新一代数字技术之一,并启动“数字孪生创新计划”,通过数字孪生体开源社区的建设,突破数字化转型关键核心技术,推进数字孪生产业高质量发展。

    二、2020年我国数字孪生产业生态分析

    (一)数字孪生硬件

    数字孪生硬件设备主要指可以构建数字孪生基础的物联网终端提供芯片、传感器等厂商。目前来说现在全球所有芯片巨头都将物联网芯片作为未来的主要战场,物联网传感器也是美国、日本、德国半导体公司争夺的主要市场。在监控设备领域,我国的企业具有比较强的优势,例如海康威视提出“物信融合”的架构体系,在业务流程层面、在数据层面,把物联网和信息网结合在一起,通过大数据智能来洞察规律。

    (二)数字孪生软件

    2020年,在CAD、EDA等工业仿真软件和像交通、物流领域的复杂系统仿真软件方面,我国仿真软件的国产化率较低,还达不到国外一线产品的水平。而在数字孪生建模方面,主要进行数字化建模服务的企业以国有测绘企业为主,市场规模达到数百亿,但提供测绘数据服务的软件仍以采购国外软件为主。

    数字孪生平台主要都掌握在国际的软件巨头中,比如Bentley的iTwin Service,ANSYS的TwinBuilder,微软的 Azure,达索的3D Experience 等,2020年阿里巴巴、泰瑞数创等企业也积极打造数字孪生平台在智慧城市等领域应用。

    (三)数字孪生服务与应用

    2020年,数字孪生在工业生产、智慧城市、建筑工程、医疗健康等领域展开诸多应用。

    三、2021年我国数字孪生产业发展趋势分析

    (一)数字孪生核心市场规模逐渐扩大

    2021年,全球数字孪生市场规模预计达到72亿美元,中国数字孪生核心市场规模预计达到200亿元。50%的大型工业企业将使用数字孪生,从而使企业效率提高10%。数字孪生提供了强大的跟踪、监视和诊断资产的能力,通过促进数据驱动的决策和协作、简化业务流程和新的业务模型,改变传统的供应链。

    (二)新一代信息技术推进数字孪生技术不断突破

    数字孪生主要技术包括信息建模、信息同步、信息强化、信息分析、智能决策、信息访问界面、信息安全等方面,在快速演进当中。随着新一代信息技术等新兴技术的发展,数字孪生技术发展将进一步探索和尝试、优化和完善。数字孪生支撑技术主要有大数据、云计算、人工智能、5G、VR/AR/MR、边缘计算、物联网、区块链等,云、网、端三大层次,构成了数据驱动决策与技术综合集成的综合技术支撑体系。

    (三)数字孪生商业路径逐渐明晰

    大型企业由于架构分散,人员、物料和资产数量巨大,可以通过工业互联网平台,依托数字孪生的建设,定义和实现集团物理资产、人、资源和企业的数字化建模标准,从而大幅提升企业的数字化转型速度、降低数字化成本和风险。而对于小型企业,针对运营效率不高与资金不足等痛点,可借助公有云的lloT平台,以较小成本快速实现企业能力的提升。

    (四)数字孪生应用市场前景巨大

    数字孪生技术将在各行各业广泛应用。在物流、制造和供应链领域,使用机器学习和5G网络数字双晶技术,跟踪、监控、订购渠道和优化世界各地货物流,使货物的位置和地点环境(温度、湿度等)实时可见。无需人为干预,“控制塔”可以指挥库存转移、装配线工序的调整、集装箱路线的重新订划等纠正措施。在产品销售向产品服务模式或者销售即服务(As-a-service )转型方面,将数字孪生连接到嵌入式传感器上,用于财务分析和预测,可以改善和优化预测、定价和销售机会。

    注:本文摘自赛智时代数字孪生产业课题组周君、冯姣姣、冯诗楠完成的研究报告,详细内容请点击饮鹿网产业报告栏目阅读。

    ▎本文系Innov100原创文章,转载请标明出处。

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