原文標題：2021年中國數字孿生產業現狀分析，技術推動產業快速落地「圖」
一、數字孿生產業概述
數字孿生在數據整合、分析的基礎上,在數字空間實施構建物理對象的數字化模型，實現由實到虛物理信息傳遞到虛擬世界後,通過模擬、驗證、預測和控制物理實體全生命周期行為，進行最優化決策以提高效率,最終實現虛擬實體對物理實體的反饋賦能。
1、發展歷程
回顧數字孿生的發展歷程，21世紀之前CAD/CAE系列軟體和系統工程等預先技術的誕生為數字孿生奠定了技術基礎。概念早期起源於航空及空軍領域，近年來隨著概念發展，開始逐步進入城市管理、工業、交通等領域。同時，數字孿生的相關學術研究也呈現快速增長的態勢。
數字孿生髮展歷程
資料來源：公開資料整理
2、數字孿生城市技術結構圖
目前中國數字孿生城市市場的技術提供方包括基礎設施解決方案提供商、平台級解決方案提供商以及集成商三類角色。平台層市場作為數字孿生城市市場核心，包括模擬推演、可視化、交互控制、城市信息模型等市場板塊，整體市場規模仍較小，但增速較高。
數字孿生城市技術結構圖
資料來源：IDC，華經產業研究院整理
3、產業優勢
以汽車研發環節為例，在造型階段，數字孿生解決數據滯後和難以回溯的問題；在虛擬模擬階段解決傳統分散式模擬的系統性和協同性驗證問題；在樣機試驗階段解決物理實驗的故障風險和經濟性問題。總體而言，數字孿生在相同試驗標準下可節省約20%左右的時間和40%-45%的研發成本，其多維度、多領域的虛擬驗證方式令其成為研發數字化關鍵的技術之一。
數字孿生對於研發效率的提升
資料來源：公開資料整理
二、數字孿生政策背景
近年來多部委亦陸續出台政策文件，指導加快數字孿生技術在城市建設中的應用。「探索建設數字孿生城市」首次納入《國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》，為數字孿生城市建設提供了國家戰略指引。
近年數字孿生城市相關政策背景
資料來源：公開資料整理
三、市場規模
1、市場規模
就全球數字孿生市場規模變動情況而言，數據顯示2020年全球數字孿生市場規模為52.2億美元，之後幾年會迎來高速增長，預計2025年市場規模將達到264.6億美元。隨著數字孿生市場規模的擴大，數字孿生技術也會更成熟，應用範圍擴大，最終有望實現元宇宙的世界孿生。
2018-2025年全球數字孿生市場規模及增長率
資料來源：IDC，華經產業研究院整理
2、相關學術研究
數字孿生城市文獻發表數量呈現快速增長態勢。近五年來，「數字孿生」研究較為火熱，論文數量呈現爆髮式增長態勢。數字孿生城市發展相對較晚，2017年全球僅有8篇相關論文，但近年來發文量顯著增長，到2021年10月，累計數量達到445篇，從國別來看，美國、中國、韓國是數字孿生城市領域發表論文最多的三個國家。
2017-2021年10月全球「數字孿生」論文年度累計
資料來源：信通院，華經產業研究院整理
四、數字孿生競爭格局
目前全球數字孿生行業巨頭公司有西門子、PTC、達索、GE、百度、谷歌、騰訊等，國內數字孿生主要以概念企業為主，以能科股份、東方國信、天夏智慧、延華智能、賽摩電氣為代表的國內公司紛紛布局，國內公司尚處於起步階段，預計隨著落地項目持續增長，國內數字孿生產業有望誕生龍頭企業。
全球數字孿生行業巨頭
資料來源：公開資料整理
五、數字孿生需求現狀
1、應用情況
數字孿生城市通過對物理世界的人、物、事件等所有要素數字化，在網路空間再造一個與之對應的「虛擬世界」，形成物理維度上的實體世界和信息維度上的數字世界同生共存、虛實交融的格局。通過建設城市數字孿生體，以定量和定性結合的形式，在數字世界推演天氣環境、人口土地、產業交通等要素的交互運行，繪製「城市畫像」，支撐決策者在物理世界實現城市規劃的綜合效益最優化布局，目前在公共服務/管理、社區發展和智能建築等領域應用較廣。
全球數字孿生城市項目應用佔比
資料來源：WEF，華經產業研究院整理
2、智慧城市和CIM項目
在技術進步、城市實際需求、政策鼓勵的三重催化下，數字孿生城市近年開始在相關試點城市快速發展。根據中國信通院統計，CIM相關標的數從2018年的2項快速增長至2021年10月的149項，招投標的項目總費用超過30億元，呈現出快速發展的態勢。
2018-2021年10月中國CIM項目總數量變動
資料來源：信通院，華經產業研究院整理
智慧城市成為數字孿生技術的重點應用方向。中國智慧城市市場規模居於世界前列，發展前景廣闊。在全球範圍內，2020年中國智慧城市市場規模佔全球比重為22.7%，僅次於美國與西歐地區。2014至2020年，我國智慧城市市場規模由0.74億元增長至14.9億元，年均複合增長率約為65%，預計2022年市場規模將到達25億元左右。
2014-2022年年中國智慧城市市場規模變動
資料來源：中國智慧城市工作委員會，華經產業研究院整理
六、數字孿生技術推動產業落地
數字孿生城市強調數據驅動，真實、即時的城市信息是保障數字孿生城市模型運行的基礎。數字孿生城市技術架構複雜，由數字化標識、自動感知、網路連接、協同計算、新型測繪、3D建模等多種信息技術體系綜合支撐，每一種技術的發展與變革都會影響數字孿生城市建設過程。全域感知體系、邊緣計算、5G、人工智慧等基礎技術的日趨成熟是構成數字孿生城市的基石，實現採集更多更準確的物理城市信息，更快的信息交互能力、更完善的數據處理整合水平、以及更優化的決策能力，將推動數字孿生城市的落地建設與成熟。
原文標題：2021年中國數字孿生產業現狀分析，技術推動產業快速落地「圖」
華經產業研究院對中國數字孿生行業發展現狀、行業上下游產業鏈、競爭格局及重點企業等進行了深入剖析，最大限度地降低企業投資風險與經營成本，提高企業競爭力；並運用多種數據分析技術，對行業發展趨勢進行預測，以便企業能及時搶佔市場先機；更多詳細內容，請關注華經產業研究院出版的《2022-2027年中國數字孿生行業發展監測及投資戰略研究報告》。
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