专业软件开发面临数据高效采集、多属性多专业建模、高性能算力提升、复杂场景应用等多方面的挑战， 但数宇孪生技术为专业软件开发提供工作基础，为专业软件融合共通提供支撑条件。目前专业软件开发已在电力、燃气等公共基础设施层面开展应用，形成智慧电力、智慧燃气等模式，即通过建构数字孪生平台，构筑各基础应用间的相互关系，并以数字孪生模型作为基础优化现实应用和模拟现实情况，减少人力和时间等层面成本需求。目前可预见的是下一步专业软件开发将逐步拓展至其他公共基础设施领域，从公共基础设施领域再转化为其他应用领域。因同类型软件在地域上具有可复制性、在业务上具有可拓展性，专业软件开发具有广阔的应用和发展前景。海量信息数据的获取和录入是制约数字孪生技术应用的难题。通过引入人工智能技术，以终端传感器的信息采集为基础，可有效降低信息获取成本。对于部分时效性要求较高的数据，通过人工智能技术，实现数据需求的动态更新，将大幅度降低信息动态获取和更新成本，为技术的积累和应用提供空间。通过系统学习事物运行规律，研判未来发展方向，构建集中管理平台、促进资源有效配置等思路，重塑数据结构，构筑数据内部关联，降低信息动态更新成本，通过算法提高处理效率。数字孪生技术的主要作用在于提供决策参考，即通过集中分析等模式以降低应用成本。通过引入沉浸式虚拟现实技术，有助于提升人机交互操作效率，即通过数字孪生技术实时反馈数据进行个人回应，提高应用层面的可操作性。虚拟现实技术的核心在于对现实场景的虚拟模型建构和虚拟效应反馈，也是数字孪生技术的核心。在引入现有虚拟现实技术的基础上，拓展现有虚拟现实技术主要应用于游戏，旅游等娱乐领域，将有助于大幅度拓宽虚拟现实技术的边界，催发数宇孪生技术与虚拟现实技术的局部结合，达到总体使用成本的降低，提升实时交互能力。数字孪生技术多针对单一研究目标，单一研究目标的场景建构和分析决策的经济性较低。在构筑数字孪生技术平台的基础上，在单个研究目标需求的驱动下，对平台进行局部模型和数据的截取，将有助于大幅度降低数宇孪生技术的成本。在基础平台构筑的基础下，通过建立个体属性间的数据映射关系，则有助于拓展实际应用需求场景，通过前期大规模投入和后期逐步盈利，以实现数字孪生技术的发展和迭代。建模、仿真和集成是数字孪生技术的重要核心。通过引入虚拟场景模式，在虚拟空间构筑基础设施、交流场所和空间，以规避现实场景建设相应场所产生的大量成本。通过虚拟场景构筑，以较低的成本满足市民各类生产生活或娱乐消费需求，降低现实需求实现难度，具备显著的商业价值和社会价值。在物联网构筑逐步成熟的背景下，万物互联的发展愿景使得虚拟场景模式将获得更大的发展空间和更便捷的接入模式。通过在虚拟世界构筑场所和空间，将有效提高个人娱乐休憩的可达性。目前，国际层面数宇孪生技术的发展和实践主要是以政府作为主导。目前各国都在致力于提升数字经济和实现传统产业的数字化，数宇孪生技术可充分运用于传统产业的数字化领域。与数字经济需要不断技术迭代升级不同，传统产业具备成熟的产业模式、产业规模和产业流程，是数字孪生技术发展的潜在方向和新型应用场景。通过引入传统产业作为新型应用场景，有助于拓展数字孪生技术的实际影响范围，形成技术层面的规模效应，提高使用范围的同时降低研发成本。数字孪生技术是对原有建模设计技术的优化和提升，通过建立虚拟环境与现实环境间的映射关系，对虚拟环境进行模拟分析，大幅度降低现实环境操作的难度和制约。数字孪生技术包括静态和动态两种模式。静态模式主要应用于记录还原等场景，动态模式主要应用于辅助决策等场景，差异化的模式对基础数据和资源投入有较大的需求差异。目前各地方政府和相关企业对数字孪生技术进行探索，但因成本原因，仍未得到大规模采用。在提升基础算力效率、降低数据使用门槛和开放合作共贏机会后，有助于为数字孪生技术的应用提供盈利来源并降低成本，有助于扩大数字孪生技术的应用场景。数字孪生技术的发展瓶颈主要包括资源和技术两个层面，其中，资源层面指数字孪牛技术需大量前期投资。资源等投入以研发技术模型和算力标准，需大量后续维护资源等投入以维持模型的动态数据更新和动态结果输出；技术层面指数宇孪生技术需面向实际应用，即数字孪生技术的算法和标准对实际模型效果具有显著的影响作用，且辅助决策等场景需根据实际情况调整重点，因难以形成统一的辅助决策模式，易形成多样化和开放性的辅助决策模式，与数宇孪生的人工智能优化目标具有一定的冲突。当前数字孪生技术主要应用于城市规划设计和城市管控平台领域，并逐步进入智能制造等新领域。在未来潜在重点应用领域中，城市规划设计和城市管控平台仍将是主要研究内容，即通过建构一种统一的、可地域拓展的平台模式，广泛应用于国内智慧城市建设，以数字孪生技术作为平台承载现有重大项目立项、城市规划设计、城市专项管理等城市规划、建设、运行全过程。通过统一的平台模式有助于降低单个城市的实际应用成本。另一个潜在重点应用领域则是工业互联网，因工业的门类和特点差异较大，前期数字孪生技术更适合应用在市场规模大的行业，在汽车等制造业具备成熟的部署条件。对于市场规模较小的行业，数字孪生技术模型成本过高，难以应用。未来数字孪生技术的主要研究方向包括通过引入人工智能技术以降低信息动态更新成本，引入虚拟现实技术以提升可视交互操作效率和引入数据映射关系以拓展实际应用需求场景。通过以上方向的研究，将有助于大幅度扩展数字孪生技术的应用边界和提高数字孪生技术的处理效率。未来数字孪生技术将不仅在传统城市规划设计和城市管控平台领域有效提升城市管理效率，为城市决策提供分析基础，也将在智能制造和专业软件开发等领域中发挥重大作用，为我国城市和产业的高质量发展提供技术支撑。
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