如果一个系统能动态呈现出城市的“脉搏”，是不是十分酷炫？Gartner十大被期望的技术之一，工业互联网皇冠上的明珠，数十亿市场规模，由工业场景迈进城市，GE、西门子、微软公司、阿里巴巴重点布局——这就是数字孪生（Digital Twin）的基本面。2019年以来有两次A股热炒的概念，一是边缘计算出来，另一个就是数字孪生，多支涉及股票经常出现涨停。特别是在是当波音737MAX8型飞机经常出现相当严重失事事故以及法国巴黎圣母院被烧毁，环绕数字孪生技术的辩论堪称引发高潮。从资本投放力度上看，中国智慧城市技术涉及投资超过 208 亿美元（次于美国）。

而数字孪生城市的明确提出，毫无疑问为智慧城市建设流经了新的活力：造就涉及产业的技术研发投放，增进地方政府增大对智慧城市的建设投资。目前来看，大厂入局，工业场景落成，但整体赛道还显得陌生，各路玩家仍处在探寻自己技术和商业法则的创建阶段，相比之下到时到实力PK的竞争期。

却是，这一概念被引入国内才几年时间，距离广泛应用还较为早期，智慧城市主赛道是城市大脑及各种城市级应用于，还包括数字政府。数字孪生将不会是一块具有极大利益点的蛋糕，十分之诱人。

因缘空间探寻，后转入国防工业数字孪生这一概念问世在美国，时间在2002年，明确提出者是密歇根大学教授Dr. Michael Grieves。他在一篇文章中首次提及“Digital Twin”，并指出通过物理设备的数据，可以在虚拟世界（信息）空间建构一个可以密切相关该物理设备的虚拟世界实体和子系统，并且这种联系不是单向和静态的，而是在整个产品的生命周期中都联系在一起。而将这种理念付诸实践的则是NASA，比如为其阿波罗计划研发了两种完全相同的太空飞行器，以体现地球上太空的状况，展开训练和飞行中打算。

洛克希德·马丁公司视数字孪生为未来国防工业6大顶尖技术之首，美国GE（标准化）公司已为每个引擎、每个涡轮、每台核磁共振建构了一个数字孪生体，通过这些白鱼知道数字化模型，在虚拟空间调试、实验，以让机器的运营效果达到最佳。此前，Gartner公布了2019年十大战略性技术趋势，这些趋势并非概念技术，而是早已有了决定性的突破，将发展出更加普遍的应用于，其高度波动性在未来五年内超过临界点。

这些趋势中还包括人工智能、数字孪生、边缘计算出来、量子计算出来、沉浸式技术、区块链、智能空间等，同时这些技术之间的联系更加密切。Gartner Fellow兼任副总裁David Cearley指出，无处不在的智能设备获取各种基于大数据的体贴服务，将是科技的未来。Gartner称作Intelligent Digital Mesh。

何为数字孪生？ 以元神控实的建模过程对于工业互联网行业的人士来说，数字孪生一词早已是老生常谈。根据国际统一的定义，数字孪生是充分利用物理模型、传感器改版、运营历史等数据，构建多学科、多物理量、多尺度、多概率的建模过程，在虚拟空间中已完成同构，从而体现比较不应的实体装备的全生命周期过程。解读下来，数字孪生是一种打破现实的概念，可以被视作一个或多个最重要的、彼此倚赖的装备系统的数字同构系统。

工业互联网是意味著的第一大场景，比如机器加装、产线加装，创建一个生产环境的虚拟世界版本，整个环境都是要用数字化的方式来叙述。这顺应的是工业互联网的产业数字化大背景。在该技术之下，工程师不仅能看见产品外部变化，更加使内部零件动态的仔细观察沦为有可能。

例如，通过数字3D模型，我们可以看见汽车在运营过程中发动机内部的每一个零部件、线路、各种连接器的每一次变化，从而可以对产品展开预防性确保。目前主流的西门子、GE、施耐德等厂商早就在用于这套技术来优化工业流程。仍然以来，有个“工业领域 1%的革命”众说纷纭：生产效率提高1%，成本增加300亿。

这可以通过GE公司的 245000美元的故事想起。在GE的工厂里，发电厂的汽轮机发动机轴承转变了方位，使汽轮机的轴向偏移从-0.29 mm变成-0.445mm。这个移动量相等单个睫毛的宽度，并且仍在安全性的操作者参数范围内。

但是，汽轮机要忍受极端的温度、压力和作用力，即使微小的变化也有可能导致极大的损失。但是在没介入的情况下，起至引轴承将继续移动，轴向偏移继续移动。

等到工厂控制中心听见警报并找到偏差时，损毁早已导致：涡轮机必需脱机、零件将必须替换、电力生产数据将遗失。电力生产商的总成本是 245000美元。幸运地的是，对于电力生产商来说，这是他们不用缴纳的成本。

坐落于巴黎的GE 数字工业管理服务中心的工程师用于汽轮机的“数字孪生系统”仔细观察到了偏差，并展开了提早预测，保证巨大损失不得而知再次发生。截至2018年，GE早已享有120万个数字孪生体，可以处置300000种有所不同类型的设备资产。

此外，据Gartner称之为：“到2021年，一半的大型工业公司将用于数字孪生，从而使这些的组织的有效性提升10%。”细想，这将是极大的支出节省，也相等于是变相盈利了。在国内，树根网络、研华科技、软通动力等皆在布局。

城市如何用上“数字孪生”？对于一项技术而言，城市场景更为宏伟，从工业南北城市场景是必定。据预测，到2022年，85％的IoT平台将用于某种数字孪生技术展开监控，少数城市将首度利用数字孪生技术展开智慧城市的管理。Bentley Systems这家公司坐落于美国，是目前业内较为活跃的数字孪生厂商，他们目前正在希望使其数字孪生云服务从基础设施工程“爬坡”到整个城市规模。该公司的CEO Greg Bentley说道：“这最后为所有者对外开放了他们以前的工程技术和数据（ET），并与传统信息技术（IT）和新的相连的操作者技术（OT）牵头。

”言外之意是，对于基础设施专业人员（还包括现实网格、地形模型、图像和GIS源）来说，建筑信息建模（BIM）和地理信息系统（GIS）通过4D数字孪生模型获得了有效地的前进。这是一种典型的细分场景与城市场景融合的可能性。你有可能不信，在印度，安得拉邦（Andhra Pradesh）的首府海得拉巴创建了当地第一个数字孪生系统，使当地政府官员需要管理许可程序、监控施工进度并评估设计计划，使他们需要理解诸如建筑物如何号召高温高湿气候等事宜。

新加坡为其“虚拟世界新加坡”（Virtual Singapore）项目投资了7300万美元，竣工之后，这将是一个权威的数字三维城市模型和数据协作平台，可以被政府机构，企业和研究人员用于测试平台，以建设极具弹性的城市。虚拟世界新加坡在国内从业人员显然，数字孪生主要在地理信息这个行业再次发生催化作用，比如用无人机群为城市获取基于图像扫瞄的城市数字模型，街道、社区、娱乐、商业等各功能模块都将享有数字模型。

这个当前部分城市早已构建。比如深圳市从 2018 年 12 月开始就启动了全市的虚拟世界城市环境数据采集工作，总共分一期和二期两个阶段，一期就是指 2018 年 12 月开始，二期就是指 2019 年 4 月份开始，预计将在今年年底已完成涉及工作。这种模式下，数字化将转入电力线、变电站、污水系统、供水和排水系统、城市应急系统、Wi-Fi网络、高速公路、交通控制系统等所有看到或看不到的地方，而城市管理将更为精彩高效率。

比如说正在建构智慧绿色的雄安，有一个物理的、肉眼可见的雄安；背后的物理系统、软件系统里面，还有一个和它一一对应的数字孪生的雄安的模型。悉尼新南威尔士大学（UNSW Sydney）建筑环境学院教授、《太阳能光伏建筑设计》一书的作者德奥·普拉萨德（Deo Prasad）在拒绝接受(公众号：)采访时提及，智能技术什么时候回头到发挥作用的“临界点”？也就是数字孪生城市来临的那天。

“现在的作法是想要完了就动工，未来有可能需要在这个城市三维的数字孪生模型上再行仿真一下。而智慧城市如果无利可图，也无法建构新的价值，认同是没办法做到下去的。

现在这个行业的全球产值是1万亿美元，中国有很多智慧城市的产品早已早已在全球行销了，而且也挣到钱了。”他实在数字孪生对于城市场景下的效率提高，是最重要的价值。赛道里的玩家：巨头与初创“并轨”时至今日，数字孪生除了在工厂中实际应用于，这项技术也正在让科技公司为之“着魔”。

比如Amazon、微软公司、Google、苹果和阿里巴巴。Amazon是全球技术投放最低的科技公司，也是技术布局最普遍的巨头之一，范围完全涵括Garnter 2019年十大技术报告的所有内容。

微软公司高调公开发表的Azure Digital Twin服务，需要创立任何物理环境的数字模型，还包括相连它们的人员、地点、事物、关系和流程，并与物理世界维持实时。通过Azure Digital Twins，用户可以在空间的语境中查找数据，而某种程度是查找分开的传感器。该服务将沦为Azure IoT平台的一部分Azure Digital Twin 与 Azure IoT的关系阿里巴巴城市大脑的团队仍然维持着“交通智能”、“城市智能”、“生态智能”的梯次演化思维，并总结出有3条“城市大脑”的衡量标准：1）需要实时处理人所无法解读的超大规模全量多源数据（整体理解）；2）需要看穿人所没找到的简单隐蔽规律（机器学习）；3）需要制订打破人类局部次优决策的全局拟合策略（全局协同）。

阿里城市大脑三步走战略与之忽略，局限于单一数据来源、只买设备不懂业务场景、数据实时处理规模不存在下限的“伪城市大脑”则不会给城市带给更加多复杂性风险。阿里巴巴副总裁刘松此前也提及，目前的城市建设不能规划到城市未来10年的发展，等换了一批城市中生活的人群，城市的承载力不一样了，城市又必须重塑，而数字孪生技术预测城市100年后的变化，这是仅次于的区别。“工业界明确提出数字孪生，汽车生产、飞机制造以求应用于，但数字孪生城市更为壮丽。

目前每10年生活方式都会翻转一次，未来都是以100年来计算出来。10年对100年，这是对立，但数字孪生是好的尝试，数据是其基础介质。”2019年3月，达摩院视觉智能团队发售“数字平行世界”。

相比较阿里之前“城市大脑”的一些系统和场景，“数字平行世界”的这套系统实质上从城市的基本数据的感官、分析、萃取确实走出了城市的三维架构，从外观信息升级到了内外部融合的领域，更加底层更加了解，实操性和实用性不会更加强劲。科大讯飞仍然有“讯飞来超脑”的智慧城市解决方案，也牵涉到到数字孪生技术。科大讯飞轮值总裁胡郁此前提及，未来某一座城市的道路该不该凿，工程人员和决策者必须再行在虚拟世界城市里仿真，自由选择最佳方案，在物理城市实行。

这就是用生动的数据转录城市、解决问题城市病的逻辑。泰瑞通过一张网服务覆盖面积全球主要城市(柏林、伦敦、里昂、巴黎、旧金山、摩纳哥)泰瑞数创是这个领域里一支成熟期的团队，自2004年正式成立以来，已在数字孪生城市建设牵涉到的六大核心技术中掌控了4项，分别是新型测绘、仅有要素传达、仿真建模、深度自学，其余两项是标识感官、协同计算出来。泰瑞最先创办与国家测绘地理信息局涉及，为国家安全部门获取涉及技术。城市、工业、智能驾驶是该公司3大战略方向。

泰瑞取得过启迪金控和中信建投等机构过亿元投资。51Sim-One自动驾驶建模平台51VR也是以VR/AR、AI等先进设备技术居多攻打方向的赛道运动员。其作法是运用GIS、高程、无人机横拍点云、卫星图、街景图等技术和数据，需要较慢自动化建构大规模数字孪生城市模型，复原城市的每个细节，大约6小时才可动态图形构并建构数千平方公里的 L2 级别数字孪生城市。

51VR 已完成 B 轮 2.1 亿元融资。从泰瑞和51VR的例子也可以显现出，数字孪生城市的建设，正在转录可观的地理信息技术产业链。此外，中科院、电信运营商、数字冰雹、佳都科技、苏美约、软通动力等企事业单位皆在发力与布局数字孪生的赛道。夸克与比特的引力强化，新的技术路径成型从工业南北城市，数字孪生将面对更为简单的局面，因此建设节奏也不会比较较慢。

但不可否认的是，数字孪生是一条新兴技术路径，是城市智能化的前沿模式。也是在这种模式驱动下，IoT、边缘计算出来、云计算、大数据等将支撑更加最重要的愿景，多技术构建将使得创意市场需求更为充沛。

Gartner预测，到2020年，传感器与终端节点的连接数将超过210亿，数字孪生将由此建构数10亿美元的价值。在我国，工信部以及多个地方政府开始明确提出前进数字孪生技术应用于，行业将未来将会步入新的催化剂。当然，这项堪称具备“颠覆性、破坏性创意”的技术还较为早期，核心应用于场景亟需补足，数据管理结构的提高空间仍然相当大，赛道玩家必须证明自身实力，从局部南北全局优化。这一次，物理世界的夸克和数字世界的比特，将步入更为密切的联系。

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