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第一章 數字孿生技術基本概述 22
第一節 數字孿生基本介紹 22
一、 數字孿生的定義 22
二、 數字孿生的內涵 23
三、 數字孿生的特征 24
四、 數字孿生技術體系 25
五、 數字孿生關鍵技術 26
第二節 數字孿生技術應用分析 29
一、 數字孿生應用場景 29
二、 數字孿生應用功能 30
三、 數字孿生應用流程 39
四、 數字孿生產業特點 47
第三節 數字孿生與平行系統的異同分析 48
一、 平行系統的內涵 48
二、 兩者相同點分析 52
三、 兩者的區別分析 52
第二章 2019-2022年全球數字孿生技術發展分析 57
第一節 全球數字孿生技術發展綜述 57
一、 數字孿生發展歷程 57
二、 主要國家數字孿生政策 59
三、 數字孿生技術成熟度 59
四、 企業布局數字孿生技術 61
第二節 全球數字孿生融合行業發展分析 77
一、 推動仿真行業發展 77
二、 成為智能制造要素 80
三、 引領智慧城市建設 82
四、 發力軍工領域應用 86
第三節 全球主要國家數字孿生技術發展動態 88
一、 美國 88
二、 德國 90
三、 法國 91
第三章 2019-2022年中國數字孿生技術發展分析 94
第一節 中國數字孿生技術發展驅動因素分析 94
一、 戰略科技發展必然趨勢 94
二、 5G賦能產業鏈環節發展 95
三、 工業互聯網發展凸顯優勢 100
四、 新基建帶來發展新機遇 101
五、 數字孿生得到政策支持 104
六、 區域數字孿生政策及項目進展 105
第二節 中國數字孿生技術發展狀況 105
一、 技術研究進展 105
二、 技術發展動態 107
三、 企業布局情況 108
第三節 中國數字孿生標準體系研究狀況 110
一、 數字孿生標準需求背景 110
二、 數字孿生標準需求分析 112
三、 數字孿生標準體系框架 115
四、 數字孿生標準體系結構 116
五、 數字孿生細分領域標準 117
第四節 中國數字孿生技術發展存在的問題及建議 128
一、 網絡安全問題 128
二、 技術面臨挑戰 128
三、 標準體系缺失 128
四、 模型研究問題 129
第五節 中國數字孿生技術發展對策與建議 129
一、 加強頂層設計 129
二、 推進應用普及 130
三、 培育產業生態 130
四、 構建安全保障體系 130
第四章 2019-2022年中國數字孿生城市發展分析 132
第一節 中國數字孿生城市發展綜述 132
一、 數字孿生城市發展背景 132
二、 數字孿生城市內涵特征 137
三、 數字孿生城市總體架構 138
四、 數字孿生城市核心平臺 141
第二節 2019-2022年中國數字孿生城市發展現狀 150
一、 數字孿生城市發展總況 150
二、 數字孿生城市建設階段現狀 153
三、 數字孿生城市研究工作發展 155
四、 數字孿生城市合作生態發展狀況 157
五、 數字孿生城市建設企業布局狀況 158
六、 數字孿生城市加快城市治理創新 160
七、 數字孿生城市技術和應用能力發展 160
八、 數字孿生縮短各行業數字化進程 161
九、 資本助力數字孿生城市 162
第三節 數字孿生城市核心能力要求分析 163
一、 物聯感知操控能力 165
二、 數字化表達能力 167
三、 可視化呈現能力 171
四、 數據融合供給能力 175
五、 空間分析計算能力 177
六、 模擬仿真推演能力 181
七、 虛實融合互動能力 184
八、 自學習自優化能力 186
九、 眾創擴展能力 187
第四節 數字孿生城市關鍵技術要素分析 188
一、 新型測繪 188
二、 標識感知 194
三、 協同計算 199
四、 全要素表達 202
五、 模擬仿真 210
六、 深度學習 214
第五節 中國數字孿生城市典型應用場景 218
一、 城市規劃仿真 218
二、 城市建設管理 220
三、 城市常態管理 224
四、 交通信號仿真 228
五、 應急演練仿真 232
六、 公共安全防范 236
七、 公共服務升級 237
第六節 數字孿生城市當前主要問題 239
一、 發展目的和方向不明確 239
二、 城市信息模型重復建設 240
三、 缺乏統一標準規范 240
四、 關鍵技術亟待創新 241
第七節 中國數字孿生城市發展建議及未來展望 241
一、 數字孿生城市推進策略與建議 241
二、 數字孿生城市業務發展建議 244
三、 中國數字孿生城市發展建議 245
四、 中國數字孿生城市發展展望 246
第五章 2019-2022年中國數字孿生其他應用領域發展分析 248
第一節 航天航空領域運用 248
一、 航天航空領域應用狀況 248
二、 航天制造車間應用分析 255
三、 航空發動機運維應用分析 266
四、 航天航空領域應用挑戰 277
第二節 智能制造 277
一、 工業制造應用情況 277
二、 智能工廠應用分析 278
三、 智能制造應用案例 281
四、 技術應用面臨挑戰 290
五、 技術應用發展展望 291
第三節 水利工程 292
一、 水利工程運行現狀 292
二、 應用理論融合分析 293
三、 應用運行機制分析 294
四、 應用實施方案分析 299
五、 應用關鍵技術分析 300
第四節 石化行業 300
一、 石化行業運行現狀 300
二、 技術應用融合分析 303
三、 應用系統建設分析 303
四、 應用前景發展展望 307
第五節 能源互聯網 308
一、 能源互聯網數字孿生的定義 308
二、 能源互聯網數字孿生的構建 308
三、 能源互聯網數字孿生的應用 309
四、 數字孿生的能源互聯網規劃 310
第六節 其他應用領域 310
一、 車聯網 310
二、 智慧醫療 312
三、 智慧園區 313
四、 智慧校園 315
五、 工程建設 318
第六章 2019-2022年數字孿生技術企業布局分析 319
第一節 國外企業 319
一、 微軟 319
二、 達索 320
三、 西門子 321
四、 Bentley 324
五、 SAP 325
六、 PTC 326
第二節 傳統智慧城市建設服務企業 326
一、 阿里云 326
二、 華為 327
三、 科大訊飛 328
四、 軟通動力 333
五、 紫光云 333
第三節 空間信息企業 336
一、 超圖 336
二、 泰瑞數創 337
三、 51World 339
第四節 智能制造服務企業 340
一、 中興 340
二、 能科科技 340
三、 東方國信 340
四、 佳都科技 341
第七章 2018-2021年中國數字孿生技術重點上市企業經營狀況分析 342
第一節 能科科技股份有限公司 342
一、 企業發展概況 342
二、 經營效益分析 342
三、 業務經營分析 343
四、 財務狀況分析 344
五、 核心競爭力分析 346
六、 公司發展戰略 348
七、 未來前景展望 348
第二節 北京東方國信科技股份有限公司 349
一、 企業發展概況 349
二、 經營效益分析 349
三、 業務經營分析 350
四、 財務狀況分析 351
五、 核心競爭力分析 354
六、 公司發展戰略 357
七、 未來前景展望 358
第三節 佳都科技集團股份有限公司 358
一、 企業發展概況 358
二、 經營效益分析 359
三、 業務經營分析 360
四、 財務狀況分析 360
五、 核心競爭力分析 363
六、 公司發展戰略 365
七、 未來前景展望 366
第四節 上海延華智能科技（集團）股份有限公司 366
一、 企業發展概況 366
二、 經營效益分析 366
三、 業務經營分析 368
四、 財務狀況分析 368
五、 核心競爭力分析 371
六、 未來前景展望 373
第五節 賽摩智能科技集團股份有限公司 374
一、 企業發展概況 374
二、 經營效益分析 374
三、 業務經營分析 375
四、 財務狀況分析 376
五、 核心競爭力分析 378
六、 公司發展戰略 381
七、 未來前景展望 382
第六節 神州數碼集團股份有限公司 382
一、 企業發展概況 382
二、 經營效益分析 383
三、 業務經營分析 384
四、 財務狀況分析 384
五、 核心競爭力分析 387
六、 未來前景展望 390
第八章 2019-2022年中國數字孿生技術相關產業發展分析 392
第一節 2019-2022年中國工業互聯網產業發展分析 392
一、 行業政策環境 392
二、 產業經濟規模 401
三、 產業生態體系 401
四、 平臺發展狀況 403
五、 網絡基礎建設 404
六、 企業競爭格局 405
七、 行業創新發展 406
八、 行業發展展望 409
第二節 2019-2022年中國智慧城市建設發展分析 410
一、 智慧城市產業鏈條 410
二、 智慧城市發展階段 412
三、 智慧城市支出規模 413
四、 區域建設格局分析 414
五、 智慧城市評價結果 414
六、 企業競爭合作格局 417
七、 智慧城市發展態勢 418
八、 智慧城市發展展望 424
九、 智慧城市發展前景 426
第三節 2019-2022年中國智能制造產業發展分析 427
一、 行業發展促進政策 427
二、 智能制造發展態勢 431
三、 智能制造發展規模 433
四、 智能制造行業格局 434
五、 智能制造發展機遇 435
六、 智能制造發展趨勢 437
七、 智能制造發展戰略 437
第四節 2019-2022年中國5G產業發展分析 440
一、 5G產業鏈條結構 440
二、 5G產業政策環境 440
三、 5G技術發展歷程 441
四、 5G產業發展進程 442
五、 5G商業模式分析 445
六、 5G商用企業布局 447
七、 5G業務發展趨勢 448
八、 5G應用愿景展望 450
第九章 中國數字孿生技術投資及發展前景展望 451
第一節 數字孿生技術帶來的投資機會分析 451
一、 數字孿生的潛在商業價值 451
二、 實景三維行業投資新熱點 452
三、 數字孿生模型正成為焦點 456
四、 數字孿生企業投融資動態 457
第二節 數字孿生技術發展趨勢 459
一、 關鍵技術發展趨勢 459
二、 技術應用發展態勢 459
三、 技術未來研究方向 460
第三節 數字孿生技術發展前景 462
一、 市場規模預測 462
二、 技術發展展望 462
三、 技術發展前景 462
 

圖表目錄
圖表 1 數字孿生發展歷程沿革 24
圖表 2 數字孿生體系架構及核心要素 25
圖表 3 數字孿生發展階段 27
圖表 4 企業數字孿生驅動價值實現 29
圖表 5 資源能源優化配置 33
圖表 6 數字孿生行業應用-開發流程圖 40
圖表 7 數字孿生行業應用-客戶調研邏輯視點 40
圖表 8 數字孿生應用開發-系統設計的三個層次 43
圖表 9 數字孿生行業應用-開發的四個步驟 45
圖表 10 平行系統的研究框架 49
圖表 11 基于ACP的平行系統架構體系 50
圖表 12 平行系統架構 55
圖表 13 西門子車輛數字孿生 63
圖表 14 基于Mindsphere平臺的西門子數字孿生 63
圖表 15 ANSYS構建的泵數字孿生 65
圖表 16 各定位單元協同引導裝配過程 69
圖表 17 GE風力渦輪機的數字孿生 71
圖表 18 MapleSim創建數字孿生的流程圖 72
圖表 19 51WORLD智慧城市運維平臺 76
圖表 20 數字孿生城市架構 83
圖表 21 數字孿生城市的典型應用有七大場景 84
圖表 22 數字孿生城市的作用 84
圖表 23 數字孿生體參考架構及其生命特征 95
圖表 24 ITU確定的5G三大應用場景 96
圖表 25 歷代移動網絡技術的演變 98
圖表 26 數字孿生體成熟度模型 99
圖表 27 數字孿生體進化論 99
圖表 28 中國數字孿生城市相關政策 104
圖表 29 數字孿生城市新型企業陣營 109
圖表 30 虛擬工廠信息模型框架 112
圖表 31 數字孿生標準體系框架 116
圖表 32 數字孿生標準體系結構 117
圖表 33 數字孿生基礎共性相關標準及主要內容 118
圖表 34 數字孿生關鍵技術相關標準 119
圖表 35 物理實體相關標準及主要內容 120
圖表 36 虛擬實體相關標準及主要內容 121
圖表 37 孿生數據相關標準及主要內容 122
圖表 38 連接與集成相關標準及主要內容 123
圖表 39 服務相關標準及主要內容 124
圖表 40 數字孿生工具/平臺相關標準及主要內容 125
圖表 41 數字孿生測評相關標準及主要內容 126
圖表 42 數字孿生安全相關標準及主要內容 127
圖表 43 城市數字孿生概念模型 137
圖表 44 數字孿生城市總體架構 140
圖表 45 數字孿生城市核心平臺與傳統智慧城市平臺關系 140
圖表 46 泛在感知與智能設施管理平臺功能架構 141
圖表 47 城市大數據平臺的功能架構 143
圖表 48 城市信息模型平臺的三層架構 147
圖表 49 共性技術賦能與應用支撐平臺功能架構 148
圖表 50 百度智能云+應用支撐賦能平臺架構 149
圖表 51 國家部委出臺相關政策 151
圖表 52 各地數字孿生城市相關政策 152
圖表 53 省級政府明確提出數字孿生城市的相關政策 154
圖表 54 全球“數字孿生”論文數量年度累計圖 156
圖表 55 全球“數字孿生城市”論文數量年度累計圖 156
圖表 56 數字孿生城市各類企業主導生態圈 157
圖表 57 核心技術代表企業圖譜 159
圖表 58 數字孿生啟發行業加速轉型 162
圖表 59 數字孿生城市核心能力與技術架構對應關系圖 164
圖表 60 數字孿生城市核心能力與典型特征關系圖 165
圖表 61 城市全息物聯感知體系 166
圖表 62 主要建模方式分類 167
圖表 63 城市圖層模型示意圖 169
圖表 64 全要素地理實體模型表達 170
圖表 65 室內細粒度實體與地下空間實體表達 170
圖表 66 物理實體的BIM模型數據更新 171
圖表 67 游戲引擎與WebGL引擎渲染效果 171
圖表 68 城市實體的可視化渲染效果圖 172
圖表 69 大數據可視化效果圖 173
圖表 70 消防告警處置業務流程可視化 174
圖表 71 超大場景動態加載效果 174
圖表 72 雨雪條件下的場景渲染效果 175
圖表 73 建筑物與業務系統數據集成圖 176
圖表 74 實體數據模型融合 177
圖表 75 空間限高分析計算 178
圖表 76 空間面積計算 178
圖表 77 基于光照點的空間陰影分析 179
圖表 78 基于觀察點的可視域分析 180
圖表 79 空間路徑規劃 180
圖表 80 空間對象搜索 181
圖表 81 人流疏散仿真 182
圖表 82 工廠生產流程仿真 182
圖表 83 應急預案按照流程在數字空間推演 183
圖表 84 港口工業作業流程仿真 183
圖表 85 智慧園區實時視頻融合案例 184
圖表 86 河道無人機實時視頻融合監控 185
圖表 87 植被傾斜攝影數據與模型動態整合 185
圖表 88 基于計算機視覺的城市治理問題自動發現 186
圖表 89 規劃方案對比智能自動比對 187
圖表 90 基于區域特性的智能精準招商 187
圖表 91 L1-L5 場景渲染標準 206
圖表 92 城市語義化建模表達 208
圖表 93 規范管控一張圖 219
圖表 94 城市風貌建模 220
圖表 95 鐵路選線設計 221
圖表 96 VR/AR 交互 222
圖表 97 工程模擬與施工現場 222
圖表 98 施工進度管控場景 223
圖表 99 模擬施工場景 223
圖表 100 基于數字孿生的建筑運維管理 224
圖表 101 上海臨港“虛擬城市” 226
圖表 102 數字孿生城市運營中心 226
圖表 103 無人機現場執法喊話 228
圖表 104 數字孿生交通路網 228
圖表 105 數字孿生優化交通 229
圖表 106 數字孿生之空中交通管理 230
圖表 107 自動駕駛仿真平臺 231
圖表 108 自動駕駛模擬仿真 232
圖表 109 受災現場三維重建 233
圖表 110 室內消防設施信息實時映射 234
圖表 111 消防救援路線仿真 234
圖表 112 室內逃生路線仿真 234
圖表 113 鄭州消防應急指揮系統 236
圖表 114 基于數字孿生的骨折修復手術 238
圖表 115  現代化 VR 超感教室 239
圖表 116 基于數字孿生的壽命預測過程 249
圖表 117 不同維護策略下的單次飛行失敗率 250
圖表 118 不確定性降低前后的維護成本 251
圖表 119  數字孿生伴飛系統框架 252
圖表 120 數字孿生“建模與分析模塊”的核心技術體系架構 253
圖表 121 數字孿生伴飛系統的功能 254
圖表 122 航天制造數字孿生車間架構 257
圖表 123 航天制造數字孿生車間組成 259
圖表 124 數字孿生車間分層管控模式 261
圖表 125 孿生數據驅動的生產設備閉環控制 262
圖表 126 孿生數據驅動的制造執行閉環控制 263
圖表 127 基于實時數據仿真的車間 運行管控 264
圖表 128 基于虛實融合的 MI 應用 265
圖表 129 基于虛實融合的 BI 應用 266
圖表 130 數字孿生技術在航空發動機運行維護中的應用落地場景圖 269
圖表 131 不同模型在計算精度速度上的比較 271
圖表 132 航空發動機運維數字孿生 272
圖表 133 精準監測功能 273
圖表 134 故障診斷功能 274
圖表 135 性能預測功能 275
圖表 136 控制優化功能 276
圖表 137 機械產品可靠性測試數字孿生商業模式示意圖 282
圖表 138 基于數字孿生的機械產品可靠性測試框架示意圖 284
圖表 139 可完全物理模擬場景的流程示意圖 286
圖表 140 不可完全物理模擬場景的流程示意圖 287
圖表 141 數字孿生在智能建造中的應用價值 291
圖表 142 運行機制 295
圖表 143 系統級水利工程數字孿生系統運行機制 297
圖表 144 SoS 級水利工程數字孿生系統運行機制 298
圖表 145 系統總體架構圖 304
圖表 146 物耗降低效益估算 307
圖表 147 西門子車輛數字孿生 323
圖表 148 基于Mindsphere平臺的西門子數字孿生 323
圖表 149 阿里云數字孿生三步走戰略 327
圖表 150 能科科技經營效益分析 342
圖表 151 能科科技業務經營分析 343
圖表 152 能科科技財務狀況分析 344
圖表 153 東方國信經營效益分析 349
圖表 154 東方國信業務經營分析 350
圖表 155 東方國信財務狀況分析 351
圖表 156 佳都科技經營效益分析 359
圖表 157 佳都科技業務經營分析 360
圖表 158 佳都科技財務狀況分析 360
圖表 159 延華智能經營效益分析 366
圖表 160 延華智能業務經營分析 368
圖表 161 延華智能財務狀況分析 368
圖表 162 賽摩智能經營效益分析 374
圖表 163 賽摩智能業務經營分析 375
圖表 164 賽摩智能財務狀況分析 376
圖表 165 神州數碼經營效益分析 383
圖表 166 神州數碼業務經營分析 384
圖表 167 神州數碼財務狀況分析 384
圖表 168 中國工業互聯網產業政策重點話題 393
圖表 169 中國工業互聯網產業相關主要政策(一) 394
圖表 170 中國工業互聯網產業相關主要政策(二) 395
圖表 171 中國工業互聯網產業相關主要政策(三) 396
圖表 172 中國工業互聯網產業相關主要政策(四) 397
圖表 173 各省市支持工業互聯網發展的政策匯總(一) 398
圖表 174 各省市支持工業互聯網發展的政策匯總(二) 399
圖表 175 各省市支持工業互聯網發展的政策匯總(三) 400
圖表 176 各省市支持工業互聯網發展的政策匯總(四) 401
圖表 177 工業互聯網平臺與工業軟件產業范圍 404
圖表 178 工業互聯網平臺競爭格局分析 406
圖表 179 智慧城市產業鏈結構圖 411
圖表 180 智慧城市產業鏈生態圖譜 412
圖表 181 中國智慧城市行業支出規模統計及預測 414
圖表 182 智能制造相關政策 428
圖表 183 中國工業自動控制系統裝置制造業市場規模統計 433
圖表 184 中國智能制造行業市場競爭分析 435
圖表 185 5G產業鏈條結構 440
圖表 186 5G產業相關政策 441
圖表 187 5G背景下的個人和家庭市場典型商業模式 446
圖表 188 5G背景下的垂直行業市場典型商業模式 447
圖表 189 2022-2028年我國數字孿生行業核心市場規模預測 462

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