数字孪生城市应用已经渗透到城市生产、生活、生态等诸多领域，数字孪生技术可实现对城市人、地、物的整体感知和推演，帮助城市进行全面系统、合理预判的规划设计，避免“拆了建”“建了拆”，实现“一张蓝图建到底”。

数字孪生技术概述

数字孪生在数据整合、分析的基础上,在数字空间实施构建物理对象的数字化模型，实现由实到虚物理信息传递到虚拟世界后,通过模拟、验证、预测和控制物理实体全生命周期行为，进行最优化决策以提高效率,最终实现虚拟实体对物理实体的反馈赋能。

回顾数字孪生的发展历程，21世纪之前CAD/CAE系列软件和系统工程等预先技术的诞生为数字孪生奠定了技术基础。概念早期起源于航空及空军领域，近年来随着概念发展，开始逐步进入城市管理、工业、交通等领域。同时，数字孪生的相关学术研究也呈现快速增长的态势。

目前中国数字孪生城市市场的技术提供方包括基础设施解决方案提供商、平台级解决方案提供商以及集成商三类角色。平台层市场作为数字孪生城市市场核心，包括仿真推演、可视化、交互控制、城市信息模型等市场板块，整体市场规模仍较小，但增速较高。

以汽车研发环节为例，在造型阶段，数字孪生解决数据滞后和难以回溯的问题;在虚拟仿真阶段解决传统分布式仿真的系统性和协同性验证问题;在样机试验阶段解决物理实验的故障风险和经济性问题。总体而言，数字孪生在相同试验标准下可节省约20%左右的时间和40%-45%的研发成本，其多维度、多领域的虚拟验证方式令其成为研发数字化关键的技术之一。

近年来多部委亦陆续出台政策文件，指导加快数字孪生技术在城市建设中的应用。“探索建设数字孪生城市”首次纳入《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》，为数字孪生城市建设提供了国家战略指引。

数字孪生技术应用现状

数字孪生的发展得到我国的政策支持。2020年，“新基建”首次写入政府工作报告，在对于该项热点的讨论中，“数字孪生”被不少代表和委员提及。2020年4月，国家发改委印发《关于推进“上云用数赋智”行动，培育新经济发展实施方案》中，方案提出要围绕解决企业数字化转型所面临的数字基础设施、通用软件和应用场景等难题，支持数字孪生等数字化转型共性技术、关键技术研发应用，引导各方参与提出数字孪生的解决方案。数字孪生技术受关注程度和云计算、AI、5G等一样，上升到国家高度。2020年9月11日，工信部副部长强调，要前瞻部署一批5G、人工智能、数字孪生等新技术应用标准。

据中研产业研究院《2022-2027年中国数字孪生技术行业市场全景调研与发展前景预测报告》分析：

随着数字孪生技术的日益成熟，国家和地方政府纷纷将其纳入智慧城市顶层设计框架，在全国范围加快CIM平台的落地建设，并协调解决各种建模技术之间的兼容性以及数据标准统一等问题。在国家层面，发改委、科技部、工信部、自然资源部、住建部等部委密集出台政策文件，有力地推动了城市信息模型相关技术与应用的发展与落地。

数字孪生城市应用已经渗透到城市生产、生活、生态等诸多领域，数字孪生技术可实现对城市人、地、物的整体感知和推演，帮助城市进行全面系统、合理预判的规划设计，避免“拆了建”“建了拆”，实现“一张蓝图建到底”。截至2021年6月底，中国、德国、美国、英国等主要经济体均出台国家政策，推动数字孪生技术研究、建设和应用;中国浙江、上海等多个省份和城市出台相关政策探索建设数字孪生城市。

数字孪生行业竞争格局

目前全球数字孪生行业巨头公司有西门子、PTC、达索、GE、百度、谷歌、腾讯等，国内数字孪生主要以概念企业为主，以能科股份、东方国信、天夏智慧、延华智能、赛摩电气为代表的国内公司纷纷布局，国内公司尚处于起步阶段，预计随着落地项目持续增长，国内数字孪生产业有望诞生龙头企业。

数字孪生技术推动产业落地

数字孪生城市强调数据驱动，真实、即时的城市信息是保障数字孪生城市模型运行的基础。数字孪生城市技术架构复杂，由数字化标识、自动感知、网络连接、协同计算、新型测绘、3D建模等多种信息技术体系综合支撑，每一种技术的发展与变革都会影响数字孪生城市建设过程。全域感知体系、边缘计算、5G、人工智能等基础技术的日趋成熟是构成数字孪生城市的基石，实现采集更多更准确的物理城市信息，更快的信息交互能力、更完善的数据处理整合水平、以及更优化的决策能力，将推动数字孪生城市的落地建设与成熟。

数字孪生技术行业发展前景

数字孪生是5G赋能产业链上的重要一环，作为5G衍生应用，可以加速物联网成型和物联网设备数字化，与5G三大场景之一的万物互联需求强耦合。在未来的5G时代，随着新一代信息技术与实体经济的加速融合，工业数字化、网络化、智能化演进趋势日益明显，将催生一批制造业数字化转型新模式、新业态，数字孪生日趋成为产业各界研究热点，未来发展前景广阔。