随着5G、物联网、人工智能等各种前沿技术的不断发展、进步与成熟，与各行各业的融合深度不断加深，使得“数字孪生”的概念被提及得越来越多，并且正在引起全球范围内的关注和重视。

作为数字经济发展的重要一环，数字孪生有力推动了数字产业化和产业数字化，加速实现数字经济国家发展战略。当前，越来越多的企业开始广泛应用数字孪生技术，以提升企业数字化转型的迭代升级。

根据IoT analytics的《2023-2027年数字孪生市场报告》显示，数字孪生市场正在逐步扩大，预计2023-2027年的复合增长率为30%。目前，29%的全球制造企业已全面或部分实施数字孪生战略，并且与2021年10月相比，与数字孪生相关的职位增加了11%，而同期其他技术主题的职位空缺有所下降。

在2023年3月的《解码数字孪生》一文中，IoT analytics将数字孪生定义为复制现有或潜在真实世界资产、系统或多个系统行为的虚拟模型。

IoT analytics提出了一个三维的长方体模型，而长方体的每个轴代表了数字孪生的一个维度，且基于此模型，存在210种潜在的数字孪生组合。不过，研究表明，许多数字孪生都是针对多种组合量身定制的。

而对于数字孪生市场而言，该市场模型仅考虑数字孪生的软件支出，可将其分为广泛的数字孪生市场和狭隘的数字孪生市场。

广泛的数字孪生市场包括提供用于数字孪生功能的所有软件解决方案的收入，例如将数据源集成到数字孪生中并能够进行模拟、可视化和预测的解决方案。而狭隘的数字孪生市场仅考虑数字孪生特定软件的支出，例如用于对数字孪生数据进行建模的软件。

虽然与数字孪生相关的硬件和服务可以增强数字孪生软件的能力，但一般只将其视为软件的支持服务，并且不会在数字孪生的市场模型中考虑它们。也就是说，这种支持功能的能力意味着它们可以帮助数字孪生市场的增长。

根据《2023-2027年数字孪生市场报告》，其指出了有助于促进数字孪生市场增长的四大趋势。

趋势1：部署数字孪生以实现可持续发展目标

在最近的CEO财报电话会议上，约有21%的人提到了可持续发展，而这也将是贯穿整个2023年的一个话题。正好这也与报告的分析相吻合，即追求可持续发展目标是数字孪生市场一个有利的宏观因素。

为了实现可持续发展目标，许多公司正在探索数字孪生。由于数字孪生能够模拟真实世界的条件并提供实时信息，组织可以优化资源使用、减少碳排放并改善供应和运输网络。

根据凯捷研究院的2022年数字孪生报告，57%的组织认为数字孪生投资的关键驱动因素之一是提高其可持续性，51%的组织认为数字孪生将有助于实现其组织的环境可持续发展目标。

在《2023-2027年数字孪生市场报告》中，一家工业自动化供应商的前副总裁分享道：“数字解决方案提供了应对可持续发展目标固有挑战所需的可见性、分析和洞察力。而作为整体数字化计划的一部分，数字孪生战略对于资产密集型行业来说是一项至关重要的能力，需要涵盖从设计、运营到维护和战略业务规划的整个资产生命周期、流程和价值链。”

趋势2：数字孪生在复杂条件下可作为虚拟传感器

虚拟传感器接近物理传感器无法获得的数据，通常是由于物理传感器不切实际、成本高昂以及使用起来有危险。因此，多数公司正在构建数字孪生模型，以模拟硬件并根据其他条件计算数据，这不仅可以从复杂的设备中收集数据，还可以使运营商跟踪设备性能并预测维护和停机时间。

譬如，在大型电机应用中，泵送大量气体，石油或其他化学品的房间大小的电机，操作人员需要监控电机的温度，尤其是在电机大功率且反复启动的情况下。如果电机在重新启动过程中过热，组件可能会造成严重损坏。而在这种情况下，不幸的是，在电机中使用直接的物理传感器通常是不切实际的，操作人员必须从假定的电机冷却时间开始工作（加上额外的安全缓冲时间）。这意味着电机可能会停机更长时间，从而影响效率和收入。

为了解决这个问题，西门子开发了一种基于数字孪生的虚拟传感器原型，其模拟了一个物理传感器安装在电机上是如何运行的。

趋势3：在云端建立合作伙伴关系：超大规模企业与OT和仿真专家合作

在过去的几年里，像AWS和微软这样的超大规模云厂商引入了数字孪生平台，例如AWS IoT TwinMaker和Azure digital Twins，这些平台允许连接各种数据源并构建数字孪生拓扑。然而，这些公司意识到他们自身无法提供端到端的数字孪生解决方案，因此他们正在与OT和仿真公司合作，为其网络增加功能。

• 超大规模企业与OT公司

OT公司提供工业数据管理功能和与数百万本地物理资产的连接。通过与超大规模企业合作，OT公司可以通过提供存储和计算能力等典型的云优势来吸引更广泛的寻求数字化转型解决方案的受众。

2021年，西门子和AWS宣布扩大合作伙伴关系，其中数字孪生技术是重点领域。两家公司的目标是加速西门子Xcelerator的采用，并使用AWS IoT TwinMaker实现新的数字孪生解决方案大众化，该服务旨在更快、更轻松地创建包含多个数据源的数字孪生。

• 超大规模企业和仿真公司

仿真公司在创建物理实体（无论是机械、建筑物还是整个生态系统）的精确、高保真模型方面拥有专业知识。通过与超大规模公司合作，仿真公司可以利用这些云服务的数据存储和计算能力来创建更强大、响应更快、更准确的数据孪生，这些数据孪生可以扩展并无缝集成到更广泛的IT生态系统中。

2023年，Ansys和微软宣布建立合作伙伴关系，帮助客户大规模设想数字孪生。Ansys和微软通过与Tata Consultancy Services合作，将Ansys的Twin Builder基于物理的仿真功能与Azure Digital Twin和物联网数据集成在一起，使Twin Builder用户能够运行场景并获得有关其系统行为的预测。

趋势4：促进不同供应商系统之间的数字孪生互操作性的举措

不同的数字孪生技术提供商之间就集成标准达成一致对于构建跨系统数字孪生至关重要。通过标准，制造商可以提供适用于其他数字孪生技术和软件的独特情况的服务。

基于此，各国和行业组织已采取若干措施来满足这一需求:

• 工业4.0平台和CESMII

工业4.0平台和CESMII合作，为德国和美国的制造商制定了标准，以更好地实现智能、可持续的竞争。该合作伙伴关系解决了与工业4.0和智能制造相关的类似挑战。

• DTC数字孪生互操作性框架

数字孪生联盟（DTC）是一个由工业界、学术界和政府专家组成的联盟，其发布了数字孪生系统互操作性框架，以“统一一个由高价值、多供应商服务组成的新生生态系统，这些服务可以无缝地“插入”一个多维的、可互操作系统的系统。”

• DTC和IDTA协作

DTC和工业数字孪生协会（IDTA）宣布了一项联络协议，以在标准化需求上进行合作，通过讨论实现互操作性，协调横向领域的工作，并在开源项目、贡献和参考实施方面进行合作。

• DTC和OPC基金会合作

DTC和OPC基金会宣布了一项联络协议，以“加速数字孪生技术的开发和采用”，促进互操作性标准和流程，以推动数字孪生在多个行业的制造业中的使用。

当下，随着技术的不断进步与创新，数字孪生将具有更加广泛的应用前景和市场潜力，并在各个领域中发挥更大的作用，推动社会的智能化与可持续化发展。

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