本文由博眾投資編輯整理。“孿生”的概念起源于美國(guó)國(guó)家航空航天局的“阿波羅計(jì)劃”(1961年)，即構(gòu)建兩個(gè)相同的航天飛行器，其中一個(gè)發(fā)射到太空?qǐng)?zhí)行任務(wù)，另一個(gè)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(guó)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(shí)體交互映射，忠實(shí)地描述物理實(shí)體全生命周期的運(yùn)行軌跡。
直到2010年，“DigitalTwin”一詞在NASA的技術(shù)報(bào)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(guò)程”。
數(shù)字孿生的標(biāo)準(zhǔn)定義：數(shù)字孿生是具有數(shù)據(jù)連接的特定物理實(shí)體或過(guò)程的數(shù)字化表達(dá)，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(shí)體或流程過(guò)程的整個(gè)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(diǎn)——互操作性、可擴(kuò)展性、實(shí)時(shí)性、保真性、閉環(huán)性
互操作性：數(shù)字孿生中的物理對(duì)象和數(shù)字空間能夠雙向映射、動(dòng)態(tài)交互和實(shí)時(shí)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(shí)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(kuò)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(duì)模型內(nèi)容進(jìn)行擴(kuò)展。
實(shí)時(shí)性：數(shù)字孿生技術(shù)要求數(shù)字化，即以一種計(jì)算機(jī)可識(shí)別和處理的方式管理數(shù)據(jù)以對(duì)隨時(shí)間軸變化的物理實(shí)體進(jìn)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(shí)體的接近性。要求虛體和實(shí)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(shí)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(shí)體的可視化模型和內(nèi)在機(jī)理，以便于對(duì)物理實(shí)體的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)視、分析推理、優(yōu)化工藝參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)決策功能，即賦予數(shù)字虛體和物理實(shí)體一個(gè)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(chǎng)景——ToB應(yīng)用場(chǎng)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(chǎng)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(shì)。數(shù)字孿生成為美國(guó)和德國(guó)等主要國(guó)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(guó)企業(yè)業(yè)務(wù)布局的新方向。近年來(lái)，數(shù)字孿生得到越來(lái)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(rèn)為是一種實(shí)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(zhǔn)控制自執(zhí)行等功能的先進(jìn)制造過(guò)程、系統(tǒng)和模式。智能制造能夠縮短產(chǎn)品研制周期，實(shí)現(xiàn)下游推動(dòng)上游的柔性生產(chǎn)鏈條，也是我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的戰(zhàn)略支點(diǎn)，行業(yè)未來(lái)發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>
博眾投資認(rèn)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(huì)援引中國(guó)移動(dòng)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(guò)在數(shù)字空間實(shí)時(shí)構(gòu)建物理對(duì)象的精準(zhǔn)數(shù)字化映射，基于數(shù)據(jù)整合與分析預(yù)測(cè)來(lái)模擬、驗(yàn)證、預(yù)測(cè)、控制物理實(shí)體全生命周期過(guò)程，最終形成智能決策的優(yōu)化閉環(huán)。其中，面向的物理對(duì)象包括實(shí)物、行為、過(guò)程，構(gòu)建孿生體涉及到的數(shù)據(jù)包括實(shí)時(shí)傳感數(shù)據(jù)和運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)，集成的模型涵蓋物理模型、機(jī)理模型和流程模型等。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的持續(xù)推進(jìn)，數(shù)字孿生逐漸成為產(chǎn)業(yè)各界關(guān)注的熱點(diǎn)技術(shù)。數(shù)字孿生起源航天軍工領(lǐng)域，近年來(lái)持續(xù)向智能制造、智慧城市等垂直行業(yè)拓展，實(shí)現(xiàn)機(jī)理描述、異常診斷、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)、決策輔助等應(yīng)用價(jià)值，已成為助力企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、促進(jìn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)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(lái)看，數(shù)字孿生成為各國(guó)推進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)字化進(jìn)程的重要抓手;從行業(yè)應(yīng)用層面來(lái)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(lái)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)主航道;從標(biāo)準(zhǔn)化層面來(lái)看，數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)體系初步建立，關(guān)鍵領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)制修訂進(jìn)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(guò)對(duì)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(tái)，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(yùn)行全貌的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(shí)時(shí)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(yuǎn)程運(yùn)維、工廠實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控。以設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障診斷為例，在工業(yè)設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)感知和實(shí)時(shí)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(yùn)行信息、設(shè)備監(jiān)控信息、設(shè)備維護(hù)信息以及管理信息，可以根據(jù)監(jiān)控信息，對(duì)設(shè)備生產(chǎn)工藝過(guò)程進(jìn)行可視化，且能針對(duì)故障報(bào)警進(jìn)行器件定位，并提供故障及維修案例庫(kù)。?
企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型加速中。我們認(rèn)為，無(wú)論是數(shù)字孿生，還是5G、AI、大數(shù)據(jù)、云計(jì)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(guò)數(shù)字化來(lái)降本增效，提升企業(yè)自身競(jìng)爭(zhēng)能力，在這過(guò)程中，隨著技術(shù)賦能產(chǎn)生的價(jià)值越來(lái)越高，技術(shù)本身價(jià)值也水漲船高，我們看好企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型大趨勢(shì)，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(tái)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(tái)2.0戰(zhàn)略。2.0戰(zhàn)略的核心是將生態(tài)從二維升級(jí)到三維，二維是科大訊飛和開發(fā)者，三維是科大訊飛、各個(gè)行業(yè)的龍頭和開發(fā)者一起。過(guò)去一年，公司的人工智能開放平臺(tái)的開發(fā)者數(shù)量從157萬(wàn)增加到265萬(wàn)，增速達(dá)69%。目前，平臺(tái)已設(shè)置了18個(gè)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(rèn)為，隨著公司人工智能開放平臺(tái)生態(tài)的升級(jí)，公司“平臺(tái)+賽道”的人工智能戰(zhàn)略將加速落地。
科大訊飛
廣聯(lián)達(dá)
公司造價(jià)業(yè)務(wù)全面云轉(zhuǎn)型順利推進(jìn)，數(shù)字施工業(yè)務(wù)未來(lái)發(fā)展可期。2021年前三季度，公司數(shù)字造價(jià)云服務(wù)業(yè)務(wù)順利推進(jìn)。公司合同負(fù)債余額為20.42億元，相比2021年初增長(zhǎng)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(shí)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(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，自動(dòng)分析建模，精準(zhǔn)分析、智能決策、科學(xué)評(píng)價(jià)，形成一套數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)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(xiàng)目企業(yè)一體化解決方案?？紤]到施工階段信息化千億量級(jí)的市場(chǎng)空間，我們看好施工業(yè)務(wù)未來(lái)的巨大發(fā)展?jié)摿Α?博眾投資)
廣聯(lián)達(dá)
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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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