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2020年中国数字孪生行业应用现状分析 推动新型智慧城市建设

来源:前瞻产业研究院2022.02.11阅读 2941

  1、数字挛生行业基本概况分析:定义、应用情况
  数字挛生是具有数据连接的特定物理实体或过程的数字化表达,该数据连接可以保证物理状态和虚拟状态之间的同速率收敛,并提供物理实体或流程过程的整个生命周期的集成视图,有助于优化整体性能。数字孪生可应用于工业生产、智慧城市大数据医疗等领域。
  随着物联网的应用更加广泛,各个领域越来越多的企业开始计划数字孪生的部署。Gartner的研究显示,截至2019年1月底实施物联网的企业中,已有13%的企业实施了数字孪生项目,62%的企业正在实施或者有计划实施。工业互联网是数字孪生的延伸和应用,而数字孪生则拓展了工业互联网应用层面的可能性。
  其中CONTROL ENGINEERING China版权所有,在企业方面,许多企业积极关注并开展数字孪生实践,将数字孪生技术付诸实现的研发方,提供数字孪生相关技术咨询的平台方和数字孪生技术的应用方。

  2、数字孪生贯通工业生产信息孤岛
  在工业生产方面当前工业生产已经发展到高度自动化与信息化阶段控制工程网版权所有,在生产过程中产生大量信息。但由于信息的多源异构、异地分散特征易形成信息孤岛,在工业生产中没有发挥出应有价值。
  而数字挛生为工业产生的物理对象创建了虚拟空间,并将物理设备的各种属性映射到虚拟空间中。工业人员通过在虚拟空间中模拟、分析、生产预测,能够仿真复杂的制造工艺,实现产品设计,制造和智能服务等闭环优化。数字孪生是未来数字化企业发展的关键技术,例如可应用于以下的常见工业领域:

  3、数字孪生推动新型智慧城市建设
  中国以“智慧城市”和“新基建”为代表的建设模式虽然起步较晚,但爆发速度前所未有。目前全球近1000个提出智慧化发展的城市中,有近500个中国城市,占全球数量的48%。这为中国下一阶段的城市和基础设施发展奠定了基础。2019年中国新型智慧城市规模超过9000亿元,未来几年将保持较快速度增长,预计到2023年市场规模将超过1.3万亿元。
  当前,安全综治、智慧园区、智慧交通是智慧城市建设投入的重点,三大细分场景规模占智慧城市建设总规模的71%,而城市级平台、机器人等新技术和产品则在快速落地,被更多城市建设方采纳和应用。



  数字孪生城市通过对物理世界的人、物、事件等所有要素数字化www.cechina.cn,在网络空间再造一个与之对应的“虚拟世界”,形成物理维度上的实体世界和信息维度上的数字世界同生共存、虚实交融的格局。
  物理世界的动态,通过传感器精准、实时地反馈到数字世界。数字化、网络化实现由实入虚,网络化智能化实现由虚入实,通过虚实互动,持续迭代,实现物理世界的最佳有序运行。
  数字孪生城市将推动新型智慧城市建设控制工程网版权所有,在信息空间上构建的城市虚拟映像叠加在城市物理空间上,将极大地改变城市面貌,重塑城市基础设施,形成虚实结合、挛生互动的城市发展新形态;借助更泛在、普惠的感知,更快速的网络,更智能的计算,一种更加智慧化的新型城市将得以创建。
  数字孪生城市不仅赋予了城市政府全局规划和实时治理能力,更带给所有市民能感受到的品质生活体验。

  当前智慧城市应用需求主要包括以下几个部分:

  4、数字孪生打造科学公共服务体系
  公共服务,是21世纪公共行政和政府改革的核心理念,包括加强城乡公共设施建设,发展教育、科技、文化、体育、政务、交通、司法等公共事业,为社会公众参与社会经济、政治、文化活动等提供保障。
  城市是一个开放庞大的复杂系统,具有人口密度大、基础设施密集、子系统耦合等特点。如何实现对城市各类数据信息的实时监控,围绕城乡公共设施建设,发展科技、威化、政务、交通、司法等多方面对城市高效管理,是现在城市建设的核心。

  4、数字孪生提升公共健康保障效率
  智慧医疗保健是数字李生智能化应用的重要组成部分。通过移动监测、移动诊室、无线远程会诊、智慧处方、医疗信息云存储等智能技术手段,可提升城市诊疗覆盖面与效率,促进城市医疗资源的合理化分配。
  进一步利用物联网技术构建“电子医疗”服务体系www.cechina.cn,实现医疗监护设备的小型化、无线化、发展智慧家庭健康保健、智能健康监护,可大幅降低城市公众医疗负担,缓解城市医疗资源紧缺的压力。具体应用需求如下:

  5、数字孪生使建筑实现虚实交互
  “数字孪生建筑”是将数字孪生使能技术应用于建筑科技的新技术,简单说就是利用物理建筑模型,使用各种传感器全方位获取数据的仿真过程,在虚拟空间中完成映射,以反映相对应的实体建筑的全生命周期过程。数字孪生建筑具有四大特点:精准映射、虚实交互、软件定义、智能干预。

  数字孪生建筑的核心环节在于BIM的应用。建筑信息模型(BIM)是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具和一种信息建模技术,可以实现建筑设计的三维可视化,BIM技术叠加时间轴形成4D模型,进一步叠加成本信息可构筑5D模型,对建筑进行多维度考量,可贯穿建筑全生命周期中规划、概念设计、细节设计、分析、出图、预制、施工、运营维护、拆除或翻新等所有环节。
  具体到BIM软件的核心领域,目前国内厂商占建筑结构设计软件市场优势,建筑信息化模型软件市场仍以国外厂商为主导。现在,知名的BIM软件供应商有Autodesk、Trimble、Bentley、广联达、RIBSoftware等:

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