引言

數字孿生是在數據整合分析基礎上，構建與物理實體相對應的平行虛擬實體，并最終實現虛擬實體對物理實體的反哺賦能。作為數字經濟及產業元宇宙發展的重要抓手，近年來我國數字孿生行業開始受到廣泛關注，但整體尚處于起步階段，發展時間較短。國際數據公司(IDC)發布的數據顯示，預計到2025年，全球數字孿生市場規模將增至264.6億美元，2020-2025年復合年均增長率高達38.35%。

01

概述

數字孿生（Digital Twin）是一種先進的建模技術，它通過創建一個物理實體的虛擬復制品，以實時模擬、預測和優化實體的行為和性能。這個虛擬模型會同步收集和分析來自其物理對應物的數據，從而提供關于其運行狀況、性能和潛在問題的實時反饋。

數字孿生是元宇宙的重要技術基礎之一，二者的區別在于前者強調復現物理對象的狀態使其更加貼近現實，更多使用于B端領域，后者強調人及其感知，更加貼近C端消費場景。另外根據復雜程度，數字李生可以分成5級，級別越高，數字孿生越強大。

數字孿生等級劃分 圖源：艾瑞咨詢

目前，數字孿生技術正被廣泛地應用于工業制造、工程建設、智慧城市、汽車駕駛、政府機構、醫學分析及文旅創意等諸多領域。

在工業領域，數字孿生的使用將大幅推動產品在設計、生產、維護及維修等環節的變革。通過數字孿生技術，不僅能夠對工廠設備進行監測，實現故障預判和及時維修，還可以實現遠程操控、遠程維修，極大降低運營成本，提高安全性。

在醫療領域，個人的健康監測與管理通過數字孿生可以更清楚地了解身體的變化，對疾病做出及時預警。未來可通過各種新型醫療檢測和掃描儀器以及可穿戴設備，完美地復制出一個數字化身體。通過追蹤這個數字化身體的運動與變化，來更好地進行健康監測和管理。

在智慧城市領域，無人機群將為城市提供基于圖像掃描的城市數字模型，使街道、社區、娛樂、商業等各功能模塊都可擁有數字模型，便于人類對城市智慧化管理。

02

產業鏈圖譜

數字孿生產業鏈由下至上可劃分為“基礎支撐”、“數據互動”、“模型構建”、“仿真分析”、“共性應用”、“行業應用”6大核心模塊，對應從設備、數據到行業應用的全生命周期。

基礎支撐層是物聯網的終端，主要包括芯片、傳感器等設備，用于數據的采集以及向網絡端發送;數據互動層主要功能為信息采集、信息傳輸與同步以及信息增強;仿真分析層主要負責建立物理對象的數字化模型，并對其進行分析預測，又可分為工業仿真軟件和復雜系統(交通和物流等)仿真軟件;模型構建層是數字化的核心技術，包含測繪掃描、幾何建模、網格剖分、系統建模、流程建模、組織建模等技術;共性應用層為數字孿生的構建和應用提供平臺支持;行業應用層則針對具體行業需求為智慧城市、智慧交通、工業生產等不同領域提供服務。

數字孿生行業產業鏈 圖源：前瞻產業研究院

數字孿生產業鏈基礎支撐層高端參與者多為國外企業，例如高通、英特爾、博世、意法半導體等，國內企業主要包括海康威視、華為、寒武紀等;數據互動層代表企業有高德地圖、霍尼韋爾、SmartEarth、SuperMap等;仿真分析和模型構建層主要運用的軟件市場完全被外資產品占據，包括ANSYS、海克斯康、Altair、西門子等;應用層代表企業則有微軟、達索、ANSYS、上海優也等。

數字孿生產業生態結構圖譜 圖源：36氪研究院

03

商業模式與行業參與者主體

數字孿生行業的商業模式多種多樣，取決于公司的核心業務、目標客戶和提供的具體服務。但是，一般來說，數字孿生行業的商業模式可以分為以下五類。這些商業模式可以單獨使用，也可以組合使用，取決于公司的業務策略和市場需求。

軟件和服務銷售：許多數字孿生公司會開發并銷售自己的軟件平臺，以支持創建和管理數字孿生。這種模式的收入主要來自軟件許可證的銷售、訂閱費用和相關服務（如實施、培訓和支持）的收費。

解決方案提供商：一些公司以提供完整的數字孿生解決方案作為其業務模式。這種模式通常包括定制軟件開發、系統集成、數據分析和咨詢服務等。

平臺即服務（PaaS）：一些公司提供一個可以創建和管理數字孿生的云平臺。客戶可以在這個平臺上創建自己的數字孿生，而無需自行開發和維護基礎設施。這種模式的收入主要來自平臺使用費和數據存儲費。

數據分析和咨詢：一些數字孿生公司專注于利用數字孿生技術進行數據分析和提供咨詢服務，幫助客戶解決特定的業務問題。

行業特定應用：有些公司專門開發針對特定行業（如制造業、能源、運輸等）的數字孿生應用。這種模式的收入主要來自應用銷售和相關服務。

近年來，數字孿生行業參與者主體逐漸擴充，傳統參與者主要有GIS、測繪企業，建模、仿真企業，建筑信息模型(BIM)企業和集成商、運營商四大類，隨著行業熱度的不斷提升，越來越多的互聯網企業、大數據公司、人工智能科技企業、規劃設計院等也開始進入行業。

04

競爭格局

全球數字孿生行業整體處于發展初期，參與企業數量眾多，包括傳統制造業企業、軟件企業和互聯網企業等，根據Meticulous Research排名數據顯示，目前數字孿生領域全球排名前十的企業分別是：通用電氣、IBM、美國參數技術公司（PTC）、微軟、安思系統、西門子、樹液（SAP）、甲骨文、游泳人工智能、博世。

目前我國數字孿生注冊企業主要分布在北京、江蘇等為首的發達省市，其中北京市數字孿生行業數量最高，達到370家以上，江蘇省數字孿生行業企業數量排名第二，近350家。

中國數字孿生行業企業數量區域分布（單位：家）

來源：米可維大數據