随着底层技术的不断突破并走向融合应用,工业数字孪生产业有望在即将开启的人工智能时代迎来加速发展。
“数字孪生是人工智能在制造业领域落地的重要抓手。”上海市人工智能学会理事长张浩在接受第一财经采访时表示,“由于制造业需要平衡优化产品上市时间、质量、价格等指标,约束条件众多,数据庞大,如果没有模型的加入是很难实现数据分析的,而数字孪生就是一个很好的模型结合平台。”
工业数字孪生是多类数字化技术的集成融合和创新应用,基于建模工具在数字空间构建起精准物理对象模型,再利用实时IoT数据驱动模型运转,进而通过数据与模型集成融合构建起综合决策能力,推动全业务流程闭环优化。
中国信通院工业互联网技术产业创新研究部副主任刘阳表示,工业数字孪生应用目前仅处于初级阶段,四类关键场景有望成为重点应用方向,即存量工厂三维可视化改造“应用普及”、全场景虚拟制造诊断“能力提升”、实时仿真/智能仿真“单点突破”、大国重器系统工程“科技攻坚”。
根据中国信通院数据,2021年,全球数字孪生市场规模达到49亿美元,预计全球数字孪生市场将以58%的复合增长率增长,到2026年将达到482亿美元。另据艾瑞咨询数据,2022年中国数字孪生市场规模为104亿元,预计2025年国内市场规模将达375亿元,2022-2025年CAGR为54.3%。

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底层技术不断突破,工业数字孪生未来已来
数字孪生产业玩家由数字孪生相关技术提供商与解决方案集成商两类构成。其中,技术提供商主要是可视化厂商、BIM(建筑信息模型)、GIS(地理信息系统)、CIM(城市信息模型)以及CAD/CAE仿真建模等技术厂商。
数字孪生建模、可视化渲染、仿真推演、感知标识、GIS与新型测绘、交互控制是支撑数字孪生的六大技术,其中建模和仿真是数字孪生技术的核心和基础,构建高保真虚拟模型并开展实时高精度仿真是一项庞大的系统工程。
近年来,为了满足数字孪生技术对仿真能力和工具的新需求,主流工业软件供应商纷纷推出各自的数字孪生解决方案,以实现多物理场、多学科、多尺度的建模仿真,目前处于领先地位的数字孪生技术平台以Ansys、西门子、达索等海外厂商为主。
国内技术提供商也在各自细分领域不断钻研突破。建模基础软件方面,近些年国内CAD软件开始形成自主可控浪潮,中望软件等本土企业在2D CAD领域已经掌握多项关键核心技术,在3D CAD领域,从几何建模的底层技术的加速突破,到针对大型企业协同设计需求的软件云化技术创新,华天软件、新迪数字等国内厂商正在加速构建面向未来的新一代工业软件。
在可视化渲染技术方面,随着网络和硬件性能提升,国产引擎渲染效果大幅度提升,从小场景应用逐步向大尺度场景渗透。例如优锘科技自研了数字孪生专用引擎ThingJS和一站式的数字孪生平台ThingStudio森工厂,满足不同行业数字孪生可视化场景的需求,并通过自主引擎支撑上层工具的功能实现和扩展。基于ThingJS数字孪生引擎,优锘科技开发了ThingJS数字孪生低代码平台,相比传统游戏引擎,能够提高90%以上的开发效率,提高了数字孪生技术的易用性和可用性。
数字孪生底层技术的突破以及数字孪生工具化、平台化快速发展,逐步将高技术门槛的数字孪生技术系统变成人人能用得起的软件,为数字孪生技术在制造业的大规模应用提供了基础条件。






