本文由博眾投資編輯整理。“孿生”的概念起源于美國國家航空航天局的“阿波羅計劃”(1961年)，即構(gòu)建兩個相同的航天飛行器，其中一個發(fā)射到太空執(zhí)行任務(wù)，另一個留在地球上用于反映太空中航天器在任務(wù)期間的工作狀態(tài)，從而輔助工程師分析處理太空中出現(xiàn)的緊急事件。(博眾投資)
博眾投資了解到，2003年前后，關(guān)于數(shù)字孿生(DigitalTwin)的設(shè)想首次出現(xiàn)于Grieves教授在美國密歇根大學(xué)的產(chǎn)品全生命周期管理課程上，數(shù)字孿生的基本思想已經(jīng)有所體現(xiàn)，即在虛擬空間構(gòu)建的數(shù)字模型與物理實體交互映射，忠實地描述物理實體全生命周期的運行軌跡。
直到2010年，“DigitalTwin”一詞在NASA的技術(shù)報告中被正式提出，并被定義為“集成了多物理量、多尺度、多概率的系統(tǒng)或飛行器仿真過程”。
數(shù)字孿生的標準定義：數(shù)字孿生是具有數(shù)據(jù)連接的特定物理實體或過程的數(shù)字化表達，該數(shù)據(jù)連接可以保證物理狀態(tài)和虛擬狀態(tài)之間的同速率收斂，并提供物理實體或流程過程的整個生命周期的集成視圖，有助于優(yōu)化整體性能。
數(shù)字孿生的特點——互操作性、可擴展性、實時性、保真性、閉環(huán)性
互操作性：數(shù)字孿生中的物理對象和數(shù)字空間能夠雙向映射、動態(tài)交互和實時連接，因此數(shù)字孿生具備以多樣的數(shù)字模型映射物理實體的能力，具有能夠在不同數(shù)字模型之間轉(zhuǎn)換、合并的能力。
可擴展性：數(shù)字孿生技術(shù)具備集成、添加和替換數(shù)字模型的能力，能夠針對模型內(nèi)容進行擴展。
實時性：數(shù)字孿生技術(shù)要求數(shù)字化，即以一種計算機可識別和處理的方式管理數(shù)據(jù)以對隨時間軸變化的物理實體進行表征。
保真性：數(shù)字孿生的保真性指描述數(shù)字虛體模型和物理實體的接近性。要求虛體和實體不僅要保持幾何結(jié)構(gòu)的高度仿真，在狀態(tài)、相態(tài)和時態(tài)上也要仿真。
閉環(huán)性：數(shù)字孿生中的數(shù)字虛體，用于描述物理實體的可視化模型和內(nèi)在機理，以便于對物理實體的狀態(tài)數(shù)據(jù)進行監(jiān)視、分析推理、優(yōu)化工藝參數(shù)和運行參數(shù)，實現(xiàn)決策功能，即賦予數(shù)字虛體和物理實體一個大腦。因此數(shù)字孿生具有閉環(huán)性。(博眾投資)
數(shù)字孿生的應(yīng)用場景——ToB應(yīng)用場景豐富，智能制造和智慧城市中
應(yīng)用突出數(shù)字孿生主要面向B端用戶，開始在各行各業(yè)的場景中落地，特別是在智能制造和智慧城市領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。從2017年到2019年，數(shù)字孿生連續(xù)三年入選Gartner十大戰(zhàn)略技術(shù)趨勢。數(shù)字孿生成為美國和德國等主要國家工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的新抓手，也成為西門子公司等跨國企業(yè)業(yè)務(wù)布局的新方向。近年來，數(shù)字孿生得到越來越廣泛的傳播，與AI等新興技術(shù)融合發(fā)展，開始廣泛應(yīng)用于航空航天、電力、船舶、農(nóng)業(yè)、健康醫(yī)療等領(lǐng)域。特別是在智能制造和智慧城市領(lǐng)域，數(shù)字孿生被認為是一種實現(xiàn)制造信息/城市信息和物理世界交互融合的有效手段。
智能制造是基于人工智能，具有信息深度感知、智慧優(yōu)化自決策、精準控制自執(zhí)行等功能的先進制造過程、系統(tǒng)和模式。智能制造能夠縮短產(chǎn)品研制周期，實現(xiàn)下游推動上游的柔性生產(chǎn)鏈條，也是我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的戰(zhàn)略支點，行業(yè)未來發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>
博眾投資認為，數(shù)字孿生是企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要抓手。根據(jù)北京物聯(lián)網(wǎng)智能技術(shù)應(yīng)用協(xié)會援引中國移動通信有限公司研究院發(fā)布的《數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用白皮書(2021)》，數(shù)字孿生是一種數(shù)字化理念和技術(shù)手段，它以數(shù)據(jù)與模型的集成融合為基礎(chǔ)與核心，通過在數(shù)字空間實時構(gòu)建物理對象的精準數(shù)字化映射，基于數(shù)據(jù)整合與分析預(yù)測來模擬、驗證、預(yù)測、控制物理實體全生命周期過程，最終形成智能決策的優(yōu)化閉環(huán)。其中，面向的物理對象包括實物、行為、過程，構(gòu)建孿生體涉及到的數(shù)據(jù)包括實時傳感數(shù)據(jù)和運行歷史數(shù)據(jù)，集成的模型涵蓋物理模型、機理模型和流程模型等。隨著經(jīng)濟社會數(shù)字化轉(zhuǎn)型的持續(xù)推進，數(shù)字孿生逐漸成為產(chǎn)業(yè)各界關(guān)注的熱點技術(shù)。數(shù)字孿生起源航天軍工領(lǐng)域，近年來持續(xù)向智能制造、智慧城市等垂直行業(yè)拓展，實現(xiàn)機理描述、異常診斷、風(fēng)險預(yù)測、決策輔助等應(yīng)用價值，已成為助力企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、促進數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的重要抓手。?(博眾投資)
多方因素助力數(shù)字孿生快速發(fā)展。從政策層面來看，數(shù)字孿生成為各國推進經(jīng)濟社會數(shù)字化進程的重要抓手;從行業(yè)應(yīng)用層面來看，數(shù)字孿生成為垂直行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要使能技術(shù);從企業(yè)主體層面來看，數(shù)字孿生被納入眾多科技企業(yè)戰(zhàn)略大方向，成為數(shù)字領(lǐng)域技術(shù)和市場競爭主航道;從標準化層面來看，數(shù)字孿生標準體系初步建立，關(guān)鍵領(lǐng)域標準制修訂進入快車道。?數(shù)字孿生賦能智慧城市。智慧城市是數(shù)字孿生的重要應(yīng)用之一，包括城市綜合治理、城市規(guī)劃建設(shè)、城市交通管理。以城市綜合治理為例，數(shù)字孿生城市通過對各類城市基礎(chǔ)設(shè)施、電力系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境等元素的模擬，建立起物理世界和數(shù)字世界的映射和交互平臺，打破傳統(tǒng)智慧城市建設(shè)領(lǐng)域中條塊化的建設(shè)和管理模式，為城市綜合治理提供城市運行全貌的實時監(jiān)測和展示中心。?
數(shù)字孿生賦能智能制造。智能制造同樣是數(shù)字孿生的重要應(yīng)用之一，包括設(shè)備實時監(jiān)控和故障診斷、設(shè)備工藝培訓(xùn)、設(shè)備全生命周期管理、設(shè)備遠程運維、工廠實時狀態(tài)監(jiān)控。以設(shè)備實時監(jiān)控和故障診斷為例，在工業(yè)設(shè)備生產(chǎn)過程中，實現(xiàn)狀態(tài)感知和實時狀態(tài)監(jiān)控，監(jiān)控設(shè)備數(shù)據(jù)涵蓋但不限于設(shè)備生產(chǎn)運行信息、設(shè)備監(jiān)控信息、設(shè)備維護信息以及管理信息，可以根據(jù)監(jiān)控信息，對設(shè)備生產(chǎn)工藝過程進行可視化，且能針對故障報警進行器件定位，并提供故障及維修案例庫。?
企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型加速中。我們認為，無論是數(shù)字孿生，還是5G、AI、大數(shù)據(jù)、云計算等新技術(shù)，都是企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要推手，背后的核心是企業(yè)需要通過數(shù)字化來降本增效，提升企業(yè)自身競爭能力，在這過程中，隨著技術(shù)賦能產(chǎn)生的價值越來越高，技術(shù)本身價值也水漲船高，我們看好企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型大趨勢，同樣看好相關(guān)技術(shù)企業(yè)。?(博眾投資)
【相關(guān)概念股】
科大訊飛
公司發(fā)布訊飛開放平臺2.0，人工智能應(yīng)用落地將加速。2021年10月，在由公司發(fā)起的2021全球1024開發(fā)者節(jié)上，公司全新發(fā)布訊飛開放平臺2.0戰(zhàn)略。2.0戰(zhàn)略的核心是將生態(tài)從二維升級到三維，二維是科大訊飛和開發(fā)者，三維是科大訊飛、各個行業(yè)的龍頭和開發(fā)者一起。過去一年，公司的人工智能開放平臺的開發(fā)者數(shù)量從157萬增加到265萬，增速達69%。目前，平臺已設(shè)置了18個主要賽道，包括教育、醫(yī)療、智慧城市、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、汽車、酒類、旅游等等。我們認為，隨著公司人工智能開放平臺生態(tài)的升級，公司“平臺+賽道”的人工智能戰(zhàn)略將加速落地。
科大訊飛
廣聯(lián)達
公司造價業(yè)務(wù)全面云轉(zhuǎn)型順利推進，數(shù)字施工業(yè)務(wù)未來發(fā)展可期。2021年前三季度，公司數(shù)字造價云服務(wù)業(yè)務(wù)順利推進。公司合同負債余額為20.42億元，相比2021年初增長24.13%。2021年9月，公司發(fā)布BIM+智慧工地3.0，數(shù)字施工業(yè)務(wù)產(chǎn)品實現(xiàn)又一次迭代。BIM+智慧工地3.0主要是利用IoT、BIM、大數(shù)據(jù)、AI等核心技術(shù)，實時采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，自動分析建模，精準分析、智能決策、科學(xué)評價，形成一套數(shù)據(jù)驅(qū)動的新型管理模式。為施工企業(yè)提供生產(chǎn)提效、安全可控、成本節(jié)約的項目企業(yè)一體化解決方案?？紤]到施工階段信息化千億量級的市場空間，我們看好施工業(yè)務(wù)未來的巨大發(fā)展?jié)摿Α?博眾投資)
廣聯(lián)達
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《數(shù)字孿生助力企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型》海通證券;2021-12-21;
《數(shù)字孿生：物理空間與數(shù)字空間交互映射的通用技術(shù)》東吳證券;2021-11-22;
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