大家好，我是IT售前工程师Bernie.

得益于各种信息技术的发展，数字孪生的应用已逐渐进入各行各业.

当前，除了工业领域，数字孪生还被广泛应用于城市管理、农业、建筑、健康医疗、环境保护等行业。特别是在数字城市领域，数字孪生被认为是一种实现数字化转型的重要手段而得到各级政府的大力支持。

数字孪生作为数字化转型的重要手段，近年来在各行各业中都得到了广泛的关注和应用，但有实际落地项目还数工业领域以及数字孪生城市领域。

在这两个领域内，数字孪生概念充分地展示了其对经济发展的促进作用，给数字孪生在其他领域的应用树立了标杆。

工业应用领域

在工业生产活动的过程中，数字孪生技术可以说是贯穿始终，覆盖了产品设计、生产制造、产品使用和服务、产品报废回收的全生命周期。

在产品设计阶段，通过建立数字孪生模型，任何零部件在被实际制造出来之前，都可以预测其成品质量，识别其是否存在设计缺陷，比如零部件之间的干扰、设计是否符合规格等。还能找到产生设计缺陷的原因，然后在模型中直接修改设计，并重新进行制造仿真，查看问题是否得到解决。

在生产制造阶段，基于数字孪生生产线的解决方案可以建立包含所有制造过程细节的数字产线模型，在虚拟环境中验证制造过程。发现问题后只需要在模型中进行修正即可，比如机器人发生干涉时，改变工作台的高度、输送带的位置、反转装配台等，确保机器人能正确执行任务。

数字孪生模型中，所需要制造的产品、制造的方式、资源以及地点等各个方面可以得到系统地规划，将各方面关联起来，实现设计人员和制造人员的协同，保证所有细节都准确无误。

现阶段落地的应用主要有:

①　预测性维护，尤其是针对重要工业设备，通过传感器对设备和周边数据的采集以及大数据分析，来预测该设备的运行状态，在设备故障来临之前及时预见并给出建议解决方案。

②　协助产线型企业用户优化生产指标，通过对企业用户产线完整的数据监控与分析，帮助用户优化产线参数配置，改善用户的产品质量和生产效率。

③　获得产品使用反馈，通过采集用户使用产品时的真实数据，洞悉用户的真实需求，改善产品，提升用户的使用体验。

城市应用领域

当前，政府和企业积极地吸收和采纳工业数字孪生的经验，提出了数字孪生城市的概念。

数字孪生赋予实体城市新的互联网基因，通过信息技术的深度应用，给城市一个数字镜像，使不可见的城市隐形秩序显性化，城市肌体每个毛细血管的一举一动尽在掌握中。

借助新基建的提速加持，数字孪生城市风生水起，进入国家决策视野，纳入“十四五”规划，多地已纷纷开始试水。

业内人士把 2020 年称为数字孪生城市元年。

数字孪生城市具有精准映射、虚实交互、软件定义和智能干预四大特点。

精确映射

通过在城市的各个组件中部署传感器，再结合地理信息系统、城市信息系统、楼宇信息系统以及倾斜摄影、激光雷达扫描等技术构建出映射实体城市全貌的数字孪生城市。

虚实交互

在实现了数字孪生的城市中，城市规划、建设，及市民的各类活动，不仅在实本空间内，也在虚拟空间内得以体现。

软件定义

数字孪生城市针对物理城市建立相对应的虚拟数字模型，并以软件方式模拟城市的人、地、事物、组织在真实情况下的行为，可以用来优化城市规划、建设，提升城市应急相应水平等。

智能干预

通过在“数字孪生城市”上的规划设计、模拟仿真，对城市可能产生的状况提前智能预警，并给出处置建议，赋予城市真正的“智慧”

数字孪生的经典案例

数字孪生最早是在工业生产制造中得到应用。现阶段各工业巨头公司如西门子、通用电气，达索等都有完整的数字孪生解决方案，应用在工业生产的完整生命周期之中。

1）孪生工业—— F-35 战机

洛克希德·马丁公司将数字孪生应用于 F-35 战斗机的制造过程中，期望通过生产制造数据的实时反馈，进一步提升 F-35 的生产速度，预计可由目前每架22个月的生产周期缩短至17 个月，同时将每架 9460 万美元的生产成本降低至 8500 万美元。

此外，诺斯罗普·格鲁曼公司利用数字孪生改进了 F-35 机身生产中的品处理流程，将处理F-35 进气道加工缺陷的决策时间缩短了 33%。

2）孪生城市——自动驾驶

51World 推出的 51Sim-One 自动驾驶仿真测试平台可应用于各类自动驾驶系统共性技术的研发，为智能决策控制、复杂环境感知、人机交互与共驾、车路协同与网络通信等提供安全可控的全要素、多层级的测试与评价技术支撑。

该平台具备多传感露虚拟标注数据集功能，可进行自动驾驶感知、决策、控制算法训练，以及真实直观地感知自动驾驶技术，支持虚拟仿真场景库建设和自动驾驶数字孪生评价测试，以及硬件在环与传感器仿真和测试功能等。

并且支持大规模并行仿真，能够在保障安全的前提下，显着提高自动驾驶技术的研发速度，降低测试成本。

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