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全球数字孪生技术发展态势 2021
摘要
数字孪生(Digital Twin)技术被认为是第四次工业革命的通用目的技术和核心技术体系之一,是支撑万物互联的综合技术体系,是数字经济发展的基础,也是未来智能时代的信息基础设施。 习近平总书记指出,世界经济数字化转型是大势所趋。当前,世界正处于百年未有之大变局,数字经济已成为全球经济发展的热点,美、英、欧盟等纷纷提出数字经济战略。数字孪生作为一种新技术,与国民经济各产业融合不断深化,有力推动着各产业数字化、网络化、智能化发展进程,成为我国经济社会发展变革的强大动力。 当今强大的计算能力,再加上强大的算法,使得建造和使用数字孪生技术成为可能。机器学习可以帮助我们从飞机等复杂系统收集的大量数据中识别有意义的模式,但是还需要基于物理的模型来使数字孪生模型具有预测性和实用性。未来,所有的企业都将成为数字化的公司,这不只是要求企业开发出具备数字化特征的产品,更指的是通过数字化手段改变整个产品的设计、开发、制造和服务过程,并通过数字化的手段连接企业的内部和外部环境。 2019年全球数字孪生市场价值总计48亿美元。北美市场占据了最大的市场份额,2019年的收入为17.3亿美元,占全球市场总价值的36%,欧洲地区的市场份额为9.9亿美元,占全球市场总价值的20.6%,中国2019年在数字孪生市场的收入为4.9亿美元,仅占全球市场的10.2%。制造业在全球数字孪生市场(应用领域)中创造了最高的收入,2019年的收入为10.6亿美元,汽车领域为9亿美元,航空领域7.7亿美元,能源和公用事业6.2亿美元,健康医疗5.1亿美元,物流和零售行业4.3亿美元。 2016年以来,数字孪生领域的基础研究和应用研究正处于快速增长阶段。全球数字孪生的文献分析结果是:该领域的研究主题排名前十的分别是工业4.0、设计、物联网、模拟、信息物理融合系统、系统、模型、大数据、可视化、框架、机器学习、智慧工厂、增强现实、虚拟现实。发文机构中,德国亚琛工业大学以发文量36篇排在第一位,占总发文量的1.87%,中国北京航空航天大学以发文量31篇,占总发文量的1.61%排在第二位,米兰理工大学和挪威科技大学发文量分别为27和26篇,占比分别为1.40%和1.35%。 全球数字孪生的专利分析结果是:该领域的技术方向排名前五的技术方向分别为:计算机辅助设计、专门适用于行政、管理预测目的的数据处理系统或方法、程序控制系统、适用于特定商业领域的系统或方法、特定功能的数字计算设备或数据处理设备或数据处理方法,专利数量排名前五的国家/地区分别为中国(533件)、美国(147件)、韩国(53件)、欧专局(43件)和印度(18件),专利申请数量占全球专利数量的比例分别为60.44%、16.07%、5.79%、4.70%和1.97%。 全球数字孪生领域的重点企业中,主要是对西门子、通用电气、ANSYS和达索系统进行了公司介绍以及有关数字孪生技术的业务进展。随着技术升级与业务理念转变,以及5G、人工智能、云计算等新一代信息技术的快速发展,人像识别、活体检测、视频分析和数据分析等技术不断完善,数字孪生技术领域将会产生颠覆性技术创新,应用于制造、城市、交通、能源、建筑、健康等各个领域,数字孪生技术的发展也将对现有的公安事业发展产生了深远影响。
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