目前数字孪生行业传统参与者主要有GIS、测绘企业,建模、仿真企业,建筑信息模型(BIM)企业和集成商、运营商四大类,近年来,随着行业热度的不断提升,越来越多的互联网企业、大数据公司、人工智能科技企业、规划设计院等开始进入行业。数字孪生行业内玩家可以分为两类,分别为数字孪生相关技术提供商与解决方案集成商。其中,技术提供商包括可视化厂商、BIM、GIS、CIM以及CAD/CAE仿真建模等技术厂商;而解决方案厂商主要是为不同行业客户提供定制化的物联网解决方案和服务,从而帮助广大客户实现不同层级的数字孪生解决方案,相关企业主要为互联网大厂(BAT)、华为等云厂商以及三大运营商、万睿科技、软通动力等垂直领域综合智慧平台厂商。在智慧城市建设中,数字孪生能高效模拟交通、能源等系统,为决策提供动态数据支撑。常州科技数字孪生应用场景

供应链优化:数字孪生可以实现对供应链的多角度监控和优化。通过建立供应链的数字孪生模型,企业可以实时监控原材料采购、生产制造、物流配送等环节的状态,预测潜在的供应链风险,优化供应链布局和资源配置,提高供应链的灵活性和响应速度25。例如,某炼油厂引入数字孪生技术对其生产设备进行管理,通过实时采集设备的运行数据,建立设备的数字孪生模型,提前发现设备潜在的故障,使设备非计划停机时间减少了 40%,生产效率提高了 15%浦东新区元宇宙数字孪生价目表预测性维护算法的训练数据集须包含不少于3个完整设备生命周期记录。

在探析数字孪生的商业价值时,企业须重点考虑战略绩效与市场动态相关问题,包括持续提升产品绩效、加快设计周期、发掘新的潜在收入来源,以及优化保修成本管理。更为重要的是,与传统项目不同,数字孪生并不会在有所收效后戛然而止。要长期在市场占据独特优势,企业应不断在新的业务领域再次进行尝试。同时,企业须将数字化技术与数字孪生渗透至整个组织结构,涵盖研发与销售,并运用数字孪生改变企业的业务模式及决策过程,从而源源不断地为企业开创新的收入来源。
数字孪生是充分利用物理模型、传感器、运行历史等数据,集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程,在虚拟空间中完成映射,从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生是一种超越现实的概念,可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统。 数字孪生是个普遍适应的理论技术体系,可以在众多领域应用,在产品设计、产品制造、医学分析、工程建设等领域应用较多。在国内应用深入的是工程建设领域,关注度高、研究热的是智能制造领域。虚拟调试环境应具备物理规则引擎,能够模拟重力、摩擦等基础力学效应。

2010年,美国陆军环境医学研究所的“阿凡达”单兵项目正式启动。该所研究人员希望给每名军人都创建出自己的数字虚拟形象,无论高矮胖瘦和脾气秉性。目前已经成功地开发了250名“阿凡达”单兵。在一个复杂的虚拟训练系统中,研究人员让这些虚拟单兵穿上不同的作战服,变换不同的姿势和位置,不断加载战场环境的数字孪生体来进行各种逼真的高风险模拟,从而替代实战测试。通过各种数字化测试来找出他们的弱点,甚至模拟各种恶劣气候环境来测试这些单兵的生理环境适应能力。所有测试过程无人身危险,可以随意反复试验。可以说,数字孪生不但持续发生在物理孪生体全生命周期中,而且会超越物理孪生体生命周期,在数字空间持久存续。因此,充分利用数字孪生可在智能制造中孕育出大量新技术和新模式。全球数字孪生技术市场规模2023年已达122亿美元,年复合增长率33.7%。江苏人工智能数字孪生技术指导
某高校成立数字孪生联合实验室,培养交叉学科专业人才。常州科技数字孪生应用场景
云计算与边缘计算为数字孪生提供了强大的计算和存储支持,以及实时交互能力。云计算可以实现大规模的数据存储和计算,满足数字孪生对数据处理和分析的需求。边缘计算则可以在靠近物理实体的地方进行数据处理和分析,减少数据传输延迟,提高数字孪生的实时性。例如在智能交通中,边缘计算可以实时处理交通摄像头采集到的图像数据,进行车辆识别、流量统计等,为交通管理提供及时的决策支持。
数字孪生可以优化生产线,减少设备停机时间。例如宝马集团用数字孪生优化生产线,将设备停机时间减少 50%。富士康 “黑灯工厂” 通过虚拟调试缩短 60% 设备部署周期。数字孪生还可以实现数字线程,打通设计 - 生产 - 运维全流程,并且结合 AR 实现远程设备维护,如 PTC 的 Vuforia 平台。 常州科技数字孪生应用场景