PPT分享 | 华为与信通院共同发布《数字孪生发展研究报告》

摘 要

《报告》聚焦数字孪生技术赋能全面数字化转型，一是从政策加持、技术变革及需求驱动几方面得出我国数字化转型迈入数字孪生、虚实共生发展新阶段。二是调研发现，虽然我国数字孪生需求旺盛，但是建设发展仍面临如数据难融合、技术难集成、场景需深化、机制待变革等突出问题。三是系统提出了数字孪生发展呈现出的五阶段演进路线，即三维模型驱动、可视化渲染驱动、感知闭环驱动、全息仿真驱动和人工智能驱动，以及数字孪生迈向更高发展阶段的六大发展路径。四是构建了虚实共生、仿真推演、迭代优化的数字孪生“四层一域一体系”总体架构，并展示了城市、水利、交通、能源、文旅等领域的数字孪生优秀实践落地案例。五是对未来进行展望，指出数字孪生技术、产业、应用、数据下一步发展方向。

随着技术的不断进步和应用的不断深入，数字孪生的效能不断丰富和提升。根据其核心动力、技术演进和应用领域分析，数字孪生初步形成呈现三维模型驱动、可视化渲染驱动、感知闭环驱动、全息仿真驱动、人工智能驱动五阶段演进路线。目前普遍处于第三阶段，即实现三维建模、可视化渲染与感知控制等要求，并逐步迈向第四阶段。

面对新政策、新技术和新应用的不断涌现，为解决当前面临的数据难融合、技术难集成、场景需深化、机制待变革等问题，推动数字孪生向更高阶段发展，中国信通院认为需要构建六大建设路径，即全方位立体协同的感知体系，以数字孪生体为核心的数据融合供给体系，能力解耦和迭代生长的技术底座平台，开放、便捷、全面的数字孪生服务体系，全行业赋能的数字孪生融合场景应用，以及开放、安全的数字孪生保障机制。

《报告》系统提出了构建虚实共生、仿真推演、迭代优化的数字孪生“四层一域一体系”总体架构，即建设全域物理对象状态全要素表达与优化调控的设施层，全域多维数据深度融合的数据层，能力解耦、开放合作的能力层，开放式、全要素数字孪生数据与能力的服务层，统一控制、统一运营、全面开放的生态域，以及全面赋能的数字孪生深度应用体系。

在数字孪生城市领域，深圳市福田区、湖北省大冶市通过“AI+数字孪生”的建设，初步探索了智慧城市的建设新路径，并不断推动向生成式智慧城市的目标演进。

在数字孪生水利领域，某数字灌区项目依托数字孪生技术构建数据底板，实现灌区水感知实时化、水调控高效化、水供给精细化、水设备智能化、水安全可控化、水服务人性化，全面提升灌区管理和服务水平。

在数字孪生交通领域，江西梨温智慧高速项目基于华为云交通数字孪生底座，形成智慧高速解决方案，实现全路段交通事件识别准确率达到95%以上，1小时内交通态势预测准确率超90%，交通事件发现时长由分钟级提升到秒级，大幅减轻人工轮巡工作量。

在数字孪生能源领域，中东阿联酋某电力公司基于河图KooMap的AI CAD逆向建模、点云融合技术、轻量化技术实现设备和管道的内部和外部三维建模，实现三维模型设备资产管理、巡检机器人路径规划、AR/VR运维、部件级预测性维护四类高阶应用。

在数字孪生文旅领域，严复故里元宇宙研学项目利用河图KooMap的VR、AR和3D建模等前沿科技，将严复的生平事迹、精神内涵与历史文化转化为可感知、可互动的数字化内容，使参观者能够在数字空间中深度了解和体验严复的一生。

一是要以整体性系统性思维推进数字孪生建设，以总体设计方法论，谋划数字孪生的技术架构、业务架构、应用架构、数据架构和组织架构，夯实城市数字化共性基础，统筹推进城市各类基础平台建设。二是要使用人工智能技术助力数字孪生体构建，使用AI精准修复数字孪生体数据、利用AI精准修复数字孪生体数据。三是利用对象孪生与流程孪生强化机理孪生，利用对象数字孪生体推动深度应用仿真推演，使用AI Agent推动城市运行规则机理和加快构建流程建模。四是利用数字孪生体助推数据要素资产化和价值化，利用数字孪生助力构建“可信数据空间”，利用数字孪生体的分级分类精细化管理助力数据合规运营交易。五是数字孪生底座推动产业生态由竞争转向合作，通过加快标准互认，促进平台兼容与能力融合，加强生态合作激发创新，共同解决复杂的行业挑战，创造更大的社会和经济价值。

1 数字化转型迈入数字孪生、虚实共生发展新阶段

（1）政策加持：数字孪生成为全域数字化转型强抓手

（2）技术变革：AI等新技术激发数字孪生新活力

（3）需求驱动：一体化沉浸式体验催生数字孪生新模式

2 数字孪生需求旺盛，建设发展仍面临严峻挑战

（1）数据缺融合：数据归集不足并缺乏组织方法

（2）技术难集成：跨业务系统接口难打通功能难调用

（3）场景需深化：业务部门参与不足致技术与应用脱节

（4）机制待变革：标准规范与机制不健全抑制价值释放

3 新技术加速推动数字孪生建设向认知智能发展

（1）数字孪生发展基本呈现五阶段演进路线

（2）数字孪生迈向更高发展阶段的发展路径选择

4 共同打造能力聚合、开放扩展的数字孪生架构

（1）设施层：实现全域物理对象状态全要素表达与优化调控

（2）数据层：建立全域多维数据深度融合数字孪生数据底座

（3）能力层：打造能力解耦、开放合作数字孪生全能力平台

（4）服务层：形成开放式、全要素数字孪生数据与能力服务

（5）生态域：打造统一控制、统一运营、全面开放生态体系 

（6）应用体系：构建全域数字孪生深度应用场景

5 数字孪生典型应用实践

（1）数字孪生城市

（3）数字孪生水利

（3）数字孪生交通

（5）数字孪生能源

（6）数字孪生文旅

6 未来展望

（1）整体性系统性思维推进数字孪生建设

（2）人工智能技术助力数字孪生体构建

（3）对象孪生与流程孪生强化机理孪生

（4）数字孪生体助推数据要素资产化价值化

（5）数字孪生底座推动产业生态由竞争转向合作

篇幅所限，仅做部分内容展示，华为&中国信通院《数字孪生发展研究报告（2024年）》，全文共66页