引言

数字孪生是在数据整合分析基础上，构建与物理实体相对应的平行虚拟实体，并最终实现虚拟实体对物理实体的反哺赋能。作为数字经济及产业元宇宙发展的重要抓手，近年来我国数字孪生行业开始受到广泛关注，但整体尚处于起步阶段，发展时间较短。国际数据公司(IDC)发布的数据显示，预计到2025年，全球数字孪生市场规模将增至264.6亿美元，2020-2025年复合年均增长率高达38.35%。

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概述

数字孪生（Digital Twin）是一种先进的建模技术，它通过创建一个物理实体的虚拟复制品，以实时模拟、预测和优化实体的行为和性能。这个虚拟模型会同步收集和分析来自其物理对应物的数据，从而提供关于其运行状况、性能和潜在问题的实时反馈。

数字孪生是元宇宙的重要技术基础之一，二者的区别在于前者强调复现物理对象的状态使其更加贴近现实，更多使用于B端领域，后者强调人及其感知，更加贴近C端消费场景。另外根据复杂程度，数字李生可以分成5级，级别越高，数字孪生越强大。

数字孪生等级划分 图源：艾瑞咨询

目前，数字孪生技术正被广泛地应用于工业制造、工程建设、智慧城市、汽车驾驶、政府机构、医学分析及文旅创意等诸多领域。

在工业领域，数字孪生的使用将大幅推动产品在设计、生产、维护及维修等环节的变革。通过数字孪生技术，不仅能够对工厂设备进行监测，实现故障预判和及时维修，还可以实现远程操控、远程维修，极大降低运营成本，提高安全性。

在医疗领域，个人的健康监测与管理通过数字孪生可以更清楚地了解身体的变化，对疾病做出及时预警。未来可通过各种新型医疗检测和扫描仪器以及可穿戴设备，完美地复制出一个数字化身体。通过追踪这个数字化身体的运动与变化，来更好地进行健康监测和管理。

在智慧城市领域，无人机群将为城市提供基于图像扫描的城市数字模型，使街道、社区、娱乐、商业等各功能模块都可拥有数字模型，便于人类对城市智慧化管理。

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产业链图谱

数字孪生产业链由下至上可划分为“基础支撑”、“数据互动”、“模型构建”、“仿真分析”、“共性应用”、“行业应用”6大核心模块，对应从设备、数据到行业应用的全生命周期。

基础支撑层是物联网的终端，主要包括芯片、传感器等设备，用于数据的采集以及向网络端发送;数据互动层主要功能为信息采集、信息传输与同步以及信息增强;仿真分析层主要负责建立物理对象的数字化模型，并对其进行分析预测，又可分为工业仿真软件和复杂系统(交通和物流等)仿真软件;模型构建层是数字化的核心技术，包含测绘扫描、几何建模、网格剖分、系统建模、流程建模、组织建模等技术;共性应用层为数字孪生的构建和应用提供平台支持;行业应用层则针对具体行业需求为智慧城市、智慧交通、工业生产等不同领域提供服务。

数字孪生行业产业链 图源：前瞻产业研究院

数字孪生产业链基础支撑层高端参与者多为国外企业，例如高通、英特尔、博世、意法半导体等，国内企业主要包括海康威视、华为、寒武纪等;数据互动层代表企业有高德地图、霍尼韦尔、SmartEarth、SuperMap等;仿真分析和模型构建层主要运用的软件市场完全被外资产品占据，包括ANSYS、海克斯康、Altair、西门子等;应用层代表企业则有微软、达索、ANSYS、上海优也等。

数字孪生产业生态结构图谱 图源：36氪研究院

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商业模式与行业参与者主体

数字孪生行业的商业模式多种多样，取决于公司的核心业务、目标客户和提供的具体服务。但是，一般来说，数字孪生行业的商业模式可以分为以下五类。这些商业模式可以单独使用，也可以组合使用，取决于公司的业务策略和市场需求。

软件和服务销售：许多数字孪生公司会开发并销售自己的软件平台，以支持创建和管理数字孪生。这种模式的收入主要来自软件许可证的销售、订阅费用和相关服务（如实施、培训和支持）的收费。

解决方案提供商：一些公司以提供完整的数字孪生解决方案作为其业务模式。这种模式通常包括定制软件开发、系统集成、数据分析和咨询服务等。

平台即服务（PaaS）：一些公司提供一个可以创建和管理数字孪生的云平台。客户可以在这个平台上创建自己的数字孪生，而无需自行开发和维护基础设施。这种模式的收入主要来自平台使用费和数据存储费。

数据分析和咨询：一些数字孪生公司专注于利用数字孪生技术进行数据分析和提供咨询服务，帮助客户解决特定的业务问题。

行业特定应用：有些公司专门开发针对特定行业（如制造业、能源、运输等）的数字孪生应用。这种模式的收入主要来自应用销售和相关服务。

近年来，数字孪生行业参与者主体逐渐扩充，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，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、规划设计院等也开始进入行业。

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竞争格局

全球数字孪生行业整体处于发展初期，参与企业数量众多，包括传统制造业企业、软件企业和互联网企业等，根据Meticulous Research排名数据显示，目前数字孪生领域全球排名前十的企业分别是：通用电气、IBM、美国参数技术公司（PTC）、微软、安思系统、西门子、树液（SAP）、甲骨文、游泳人工智能、博世。

目前我国数字孪生注册企业主要分布在北京、江苏等为首的发达省市，其中北京市数字孪生行业数量最高，达到370家以上，江苏省数字孪生行业企业数量排名第二，近350家。

中国数字孪生行业企业数量区域分布（单位：家）

来源：米可维大数据