一、数字孪生行业概况
数字孪生是利用物理模型、传感器更新、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。即针对物理实体在虚拟世界中1:1重建一个“数字孪生体”。实际应用例如视频化社交、视频会议、直播等内容。视频内容以及参与者都是真实的，而直播和会议的空间是虚拟的，参与者能够通过互动、打赏等手段影响这一虚拟场景。
数字孪生行业生命周期过程
资料来源：公开资料整理
数字孪生具有互操作性、可扩展性、实时性、保真性及闭环性等特征。
数字孪生行业特征
资料来源：华经产业研究院整理
二、数字孪生行业现状
在工业互联网概念出现之前，数字孪生的概念还只是停留在软件环境中，比如几何建模的CAD系统、产品生命周期管理的PLM等。但随着工业互联网的出现，网络的连通效用使得各个数字孪生在设备资产管理，产品生命周期管理和制造流程管理中开始发生关联、互相补充。据中国信通院数据，我国工业互联网产业经济总体规模从2017年的8383亿元增长至2019年的21315亿元，估计2020年达到31370亿元左右，同比增长47.17%。
2017-2020年中国工业互联网产业经济总体规模及增速
资料来源：中国信通院，华经产业研究院整理
随着工业4.0相关战略的不断出台，数字孪生技术得到各方的普遍关注。根据IDC数据显示，2020年全球数字孪生市场规模达到52.2亿美元，到2024年其市场规模有望达到212.8亿美元，期间CAGR高达42.09%。
2020-2024年全球数字孪生市场规模及预测
资料来源：IDC，华经产业研究院整理
相关报告：华经产业研究院发布的《2021-2026年中国数字孪生行业发展监测及投资战略规划研究报告》
三、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、腾讯等等，数字孪生被应用在不同场景下。主要应用场景有虚拟车间、数字工厂、产品设计、智慧医疗、设备管理、车联网等。
全球数字孪生行业巨头
资料来源：公开资料整理
近年来国内公司纷纷布局数字孪生市场，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在数字孪生市场有所动作，从大多公司尚处于起步阶段。
中国数字孪生概念公司
资料来源：公开资料整理
四、数字孪生行业发展展望
（一）技术发展趋势
数字孪生主要技术包括信息建模、信息同步、信息强化、信息分析、智能决策、信息访问界面、信息安全等七个方面，尽管目前已取得了很多成就，但仍在快速演进当中。模拟、新数据源、互操作性、可视化、仪器、平台等多个方面的共同推动实现了数字孪生技术及相关系统的快速发展，随着新一代信息技术、先进制造技术、新材料技术等系列新兴技术的共同发展，上述要素还将持续得到优化，数字孪生技术发展将一边探索和尝试、一边优化和完善。
（二）标准化的趋势
随着ISO、IEC、ISO/IEC JTC1、IEEE、全国信息技术标准化技术委员会、国家智能制造标准化总体组等国内外标准化组织或机构对数字孪生标准化的关注与推动，《数字孪生概念与术语》（ISO/IEC JTC1 AWI 5618）、《数字孪生应用案例》（ISO/IEC JTC1 AWI 5719）、《智能制造虚拟工厂参考架构》（20182046-T-339）、《智能制造虚拟工厂信息模型》（20182047-T-339）等多项数字孪生相关国际、国家标准获得立项或提出讨论。未来，数字孪生领域基础共性及关键技术标准将不断涌现，依托正在研制的数字孪生概念框架等标准，通过聚焦核心标准化需求逐步建立基本的数字孪生标准体系并孵化典型行业中的数字孪生应用标准，形成国际标准、国家标准、行业标准和团体标准良性互动的局面。
（三）应用的趋势
长期以来，使用虚拟的模型来优化流程、产品或服务的想法并不新鲜。但随着具有更复杂的仿真和建模能力、更好的互操作性和IoT传感器以及电力系统可视化的数字化仿真平台和工具的广泛使用，使企业逐渐意识到创建更精细、更具动态感的数字化仿真模型成为可能。目前，越来越多的企业，特别是从产品销售向“产品+服务”转变的企业，正在广泛应用数字孪生技术。数字孪生的大规模应用场景还比较有限，涉及的行业也有待继续拓展。仍然面临企业内、行业内数据采集能力层次不齐，底层关键数据无法得到有效感知等问题。此外，对于已采集的数据闲置度高，缺乏数据关联和挖掘相关的深度集成应用，难以发挥数据潜藏价值。从长远来看，要释放数字孪生技术的全部潜力，有赖于从底层向上层数据的有效贯通，并需要整合整个生态系统中的所有系统与数据。
华经产业研究院对中国数字孪生行业发展现状、市场供需情况等进行了详细分析，对行业上下游产业链、企业竞争格局等进行了深入剖析，最大限度地降低企业投资风险与经营成本，提高企业竞争力；并运用多种数据分析技术，对行业发展趋势进行预测，以便企业能及时抢占市场先机；更多详细内容，请关注华经产业研究院出版的《2021-2026年中国数字孪生技术市场竞争策略及行业投资潜力预测报告》。
