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城市管理

從頂層設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)虛實(shí)互映，已經(jīng)在多個城市場景落地

數(shù)字孿生城市指利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、地理信息技術(shù)以及智能建筑城市模型等將物理城市轉(zhuǎn)化為虛擬數(shù)字城市模型，通過模型模擬運(yùn)營，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測效果，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)預(yù)測、分析、優(yōu)化等功能。傳統(tǒng)智慧城市概念只是將不同部分的城市職能實(shí)現(xiàn)單體智能，數(shù)字孿生城市在頂層設(shè)計(jì)上就將虛擬和現(xiàn)實(shí)結(jié)合起來，在數(shù)字化、信息化的基礎(chǔ)上將物理實(shí)體與對應(yīng)孿生體重疊，實(shí)現(xiàn)虛實(shí)互動。數(shù)字孿生的應(yīng)用場景廣泛，目前在交通、園區(qū)、城市應(yīng)急等領(lǐng)域已經(jīng)具備較為成熟的實(shí)踐案例。

細(xì)分場景應(yīng)用｜城市交通

解決當(dāng)前交通管理痛點(diǎn)，推動智慧交通再升級

交通行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型已發(fā)展多年，道路交通的運(yùn)行效率顯著提升，但仍存在部分問題有待解決。隨著數(shù)字孿生技術(shù)的興起，基于數(shù)字孿生城市的虛擬空間，結(jié)合交通信息數(shù)據(jù)和高精度地圖，構(gòu)建具備實(shí)時(shí)性、可模擬、可預(yù)測、并可控制物理實(shí)體的新型智慧交通體系，將是未來交通發(fā)展新方向。在智慧城市交通場景下，數(shù)字孿生技術(shù)可應(yīng)用至全息路口、高速公路及交通樞紐（地鐵、車站、機(jī)場等）三個子細(xì)分場景。

細(xì)分場景應(yīng)用｜零碳園區(qū)

數(shù)字孿生全面賦能零碳智慧園區(qū)，助力實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)

數(shù)字孿生可賦能智慧園區(qū)，輔助園區(qū)管理者完成園區(qū)運(yùn)營、安防、業(yè)務(wù)等管理工作，實(shí)現(xiàn)管理降本提效，優(yōu)化員工工作生活體驗(yàn)。隨著我國“雙碳”戰(zhàn)略的推進(jìn)，零碳園區(qū)隨之產(chǎn)生。根據(jù)國際能源署數(shù)據(jù)，我國工業(yè)園區(qū)的耗能約占全社會總耗能的69%，碳排放量約占全國總排放量的31%，并呈現(xiàn)出持續(xù)增長勢頭，因此零碳園區(qū)建設(shè)重要性不言而喻，零碳園區(qū)成為智慧園區(qū)下一步發(fā)展方向。數(shù)字孿生賦能零碳園區(qū)建設(shè)，即在數(shù)字孿生園區(qū)基礎(chǔ)上，通過傳感技術(shù)采集碳排放相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合AI算法模擬預(yù)測碳排放規(guī)劃、碳計(jì)算、能效監(jiān)控等工作，通過建設(shè)高效、安全、智慧的零碳園區(qū)，助力園區(qū)雙碳目標(biāo)的早日實(shí)現(xiàn)。

智慧工業(yè)

數(shù)字孿生賦能工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)四大價(jià)值

數(shù)字孿生起源于工業(yè)，隨著數(shù)字孿生技術(shù)的成熟，工業(yè)也將成為數(shù)字孿生應(yīng)用較廣的場景。工業(yè)企業(yè)通過物聯(lián)網(wǎng)及邊緣計(jì)算上傳相關(guān)數(shù)據(jù)后，使用數(shù)字孿生技術(shù)可以完成生產(chǎn)、能耗、設(shè)備、設(shè)計(jì)、制造管理等工作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提質(zhì)、降本、創(chuàng)收、增效四大價(jià)值。工業(yè)根據(jù)生產(chǎn)過程涉及的操作不同，可分為流程型和離散型工業(yè)，后文將分別介紹數(shù)字孿生在這兩類工業(yè)的應(yīng)用情況。

細(xì)分場景應(yīng)用｜離散型工業(yè)

解決離散型工業(yè)痛點(diǎn)，數(shù)字孿生貫穿產(chǎn)品全生命周期

離散型工業(yè)當(dāng)前面臨研發(fā)設(shè)計(jì)階段效率低，生產(chǎn)制造過程難以全面掌控，設(shè)備運(yùn)維檢測依賴人工等痛點(diǎn)，數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用至離散工業(yè)領(lǐng)域，可以貫穿工業(yè)設(shè)備產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)、預(yù)測、報(bào)廢的全生命周期，完成精益化設(shè)計(jì)、智能化制造與調(diào)試、智能維護(hù)以及精準(zhǔn)預(yù)測等工作。

細(xì)分場景應(yīng)用｜流程型工業(yè)

數(shù)字孿生技術(shù)可優(yōu)化流程工業(yè)生產(chǎn)過程

流程工業(yè)包括能源、化工、制藥、冶金等細(xì)分行業(yè)，這類行業(yè)在生產(chǎn)過程中設(shè)涉及多種復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)，各流程工序間耦合強(qiáng)，因此面臨缺乏最優(yōu)物料配方方案導(dǎo)致能耗物耗高，資源利用效率低，工藝調(diào)參復(fù)雜導(dǎo)致生產(chǎn)成本高企，生產(chǎn)過程環(huán)保措施不到位導(dǎo)致環(huán)境污染等問題。通過數(shù)字孿生技術(shù)可以幫助流程工業(yè)完成優(yōu)化物料配方、工藝參數(shù)以及環(huán)保檢測預(yù)警等工作。

自動駕駛測試

以數(shù)字孿生技術(shù)為牽引，自動駕駛場景加速落地

在數(shù)字孿生測試體系中，真實(shí)測試車輛可將實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)字孿生平臺，用于驅(qū)動虛擬車輛模型，完成對真實(shí)動態(tài)數(shù)據(jù)的處理和分析，基于評價(jià)維度和數(shù)據(jù)庫對車輛行為進(jìn)行評價(jià)。同時(shí)數(shù)字孿生平臺將場景數(shù)據(jù)下發(fā)至真實(shí)測試車輛控制器上，汽車根據(jù)自身算法做出決策行為。通過虛實(shí)結(jié)合，虛擬車輛模型構(gòu)建工作和測試場景搭建的過程實(shí)現(xiàn)簡化，提高自動駕駛測試效率。

數(shù)字孿生解決自動駕駛測試難點(diǎn)

自動駕駛行業(yè)內(nèi)一直有“里程測試需達(dá)到177億公里，自動駕駛可靠性才能達(dá)到相對理想的置信區(qū)間”的觀點(diǎn)，然而實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)需投入巨額的時(shí)間和金錢，很大程度限制了自動駕駛發(fā)展。隨著數(shù)字孿生、仿真等技術(shù)發(fā)展，業(yè)內(nèi)普遍采取 “99.9%+0.09%+0.01%”解決方案的共識，通過數(shù)字孿生技術(shù)賦能，保障自動駕駛研發(fā)測試算法的演進(jìn)。除此之外，還面臨測試場景碎片化、成本高企風(fēng)險(xiǎn)大、難以復(fù)現(xiàn)測試場景的挑戰(zhàn)，將數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用在自動駕駛研發(fā)測試上，具有測試場景持續(xù)化，節(jié)省測試場景建設(shè)成本，同時(shí)提高開發(fā)迭代效率等優(yōu)勢。

智慧醫(yī)療

依托多維度醫(yī)療數(shù)據(jù)構(gòu)建模型，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療場景數(shù)字孿生

醫(yī)療數(shù)字孿生技術(shù)通過實(shí)時(shí)采集與計(jì)算醫(yī)療設(shè)備數(shù)據(jù)及醫(yī)療信息系統(tǒng)等真實(shí)多維度多樣化數(shù)據(jù)，基于AI建模，結(jié)合BIM、CIM等技術(shù)，將醫(yī)院物理空間轉(zhuǎn)化為醫(yī)院孿生模型，通過預(yù)測、分析等功能完成醫(yī)務(wù)管理、門診管理、設(shè)備管理等精細(xì)化管理工作。此外，基于DICOM數(shù)據(jù)的重建技術(shù)，構(gòu)建高精度人體模型，對手術(shù)流程、治療方案等進(jìn)行孿生。醫(yī)療數(shù)字孿生的應(yīng)用對經(jīng)濟(jì)、社會具有積極意義，但當(dāng)前醫(yī)療領(lǐng)域數(shù)字孿生技術(shù)還未成熟，仍面臨數(shù)據(jù)安全及隱私、道德倫理等挑戰(zhàn)。

細(xì)分場景應(yīng)用｜精準(zhǔn)醫(yī)療&醫(yī)藥研發(fā)

提高醫(yī)療質(zhì)量與提升醫(yī)藥研發(fā)效率

在醫(yī)療場景中，數(shù)字孿生可以幫助醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)模擬與規(guī)劃，提高手術(shù)成功率以及醫(yī)生實(shí)操技能，同時(shí)還可以建立患者孿生模型，針對不同患者的具體情況給予不同的治療方案，實(shí)現(xiàn)患者個性化治療，不僅提高醫(yī)療質(zhì)量和效率，同時(shí)也可以幫助患者更好地管理自己的健康。另一方面，在數(shù)字孿生也可賦能醫(yī)藥研發(fā)場景，研究人員也可在人體孿生模型中完成藥物研發(fā)設(shè)計(jì)、人體藥物代謝與毒性預(yù)測、臨床試驗(yàn)等工作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)藥物研發(fā)高效化，降低研發(fā)成本和風(fēng)險(xiǎn)，提高藥品的質(zhì)量和安全性。

來源：艾瑞咨詢