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城市管理

從頂層設計實現虛實互映，已經在多個城市場景落地

數字孿生城市指利用物聯網技術、地理信息技術以及智能建筑城市模型等將物理城市轉化為虛擬數字城市模型，通過模型模擬運營，達到實時監測效果，進而實現預測、分析、優化等功能。傳統智慧城市概念只是將不同部分的城市職能實現單體智能，數字孿生城市在頂層設計上就將虛擬和現實結合起來，在數字化、信息化的基礎上將物理實體與對應孿生體重疊，實現虛實互動。數字孿生的應用場景廣泛，目前在交通、園區、城市應急等領域已經具備較為成熟的實踐案例。

細分場景應用｜城市交通

解決當前交通管理痛點，推動智慧交通再升級

交通行業數字化轉型已發展多年，道路交通的運行效率顯著提升，但仍存在部分問題有待解決。隨著數字孿生技術的興起，基于數字孿生城市的虛擬空間，結合交通信息數據和高精度地圖，構建具備實時性、可模擬、可預測、并可控制物理實體的新型智慧交通體系，將是未來交通發展新方向。在智慧城市交通場景下，數字孿生技術可應用至全息路口、高速公路及交通樞紐（地鐵、車站、機場等）三個子細分場景。

細分場景應用｜零碳園區

數字孿生全面賦能零碳智慧園區，助力實現雙碳目標

數字孿生可賦能智慧園區，輔助園區管理者完成園區運營、安防、業務等管理工作，實現管理降本提效，優化員工工作生活體驗。隨著我國“雙碳”戰略的推進，零碳園區隨之產生。根據國際能源署數據，我國工業園區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%，并呈現出持續增長勢頭，因此零碳園區建設重要性不言而喻，零碳園區成為智慧園區下一步發展方向。數字孿生賦能零碳園區建設，即在數字孿生園區基礎上，通過傳感技術采集碳排放相關數據，結合AI算法模擬預測碳排放規劃、碳計算、能效監控等工作，通過建設高效、安全、智慧的零碳園區，助力園區雙碳目標的早日實現。

智慧工業

數字孿生賦能工業企業實現四大價值

數字孿生起源于工業，隨著數字孿生技術的成熟，工業也將成為數字孿生應用較廣的場景。工業企業通過物聯網及邊緣計算上傳相關數據后，使用數字孿生技術可以完成生產、能耗、設備、設計、制造管理等工作，進而實現提質、降本、創收、增效四大價值。工業根據生產過程涉及的操作不同，可分為流程型和離散型工業，后文將分別介紹數字孿生在這兩類工業的應用情況。

細分場景應用｜離散型工業

解決離散型工業痛點，數字孿生貫穿產品全生命周期

離散型工業當前面臨研發設計階段效率低，生產制造過程難以全面掌控，設備運維檢測依賴人工等痛點，數字孿生技術應用至離散工業領域，可以貫穿工業設備產品設計、制造、調試、運行、維護、預測、報廢的全生命周期，完成精益化設計、智能化制造與調試、智能維護以及精準預測等工作。

細分場景應用｜流程型工業

數字孿生技術可優化流程工業生產過程

流程工業包括能源、化工、制藥、冶金等細分行業，這類行業在生產過程中設涉及多種復雜的物理化學反應，各流程工序間耦合強，因此面臨缺乏最優物料配方方案導致能耗物耗高，資源利用效率低，工藝調參復雜導致生產成本高企，生產過程環保措施不到位導致環境污染等問題。通過數字孿生技術可以幫助流程工業完成優化物料配方、工藝參數以及環保檢測預警等工作。

自動駕駛測試

以數字孿生技術為牽引，自動駕駛場景加速落地

在數字孿生測試體系中，真實測試車輛可將實時采集的數據傳輸至數字孿生平臺，用于驅動虛擬車輛模型，完成對真實動態數據的處理和分析，基于評價維度和數據庫對車輛行為進行評價。同時數字孿生平臺將場景數據下發至真實測試車輛控制器上，汽車根據自身算法做出決策行為。通過虛實結合，虛擬車輛模型構建工作和測試場景搭建的過程實現簡化，提高自動駕駛測試效率。

數字孿生解決自動駕駛測試難點

自動駕駛行業內一直有“里程測試需達到177億公里，自動駕駛可靠性才能達到相對理想的置信區間”的觀點，然而實現該目標需投入巨額的時間和金錢，很大程度限制了自動駕駛發展。隨著數字孿生、仿真等技術發展，業內普遍采取 “99.9%+0.09%+0.01%”解決方案的共識，通過數字孿生技術賦能，保障自動駕駛研發測試算法的演進。除此之外，還面臨測試場景碎片化、成本高企風險大、難以復現測試場景的挑戰，將數字孿生技術應用在自動駕駛研發測試上，具有測試場景持續化，節省測試場景建設成本，同時提高開發迭代效率等優勢。

智慧醫療

依托多維度醫療數據構建模型，實現醫療場景數字孿生

醫療數字孿生技術通過實時采集與計算醫療設備數據及醫療信息系統等真實多維度多樣化數據，基于AI建模，結合BIM、CIM等技術，將醫院物理空間轉化為醫院孿生模型，通過預測、分析等功能完成醫務管理、門診管理、設備管理等精細化管理工作。此外，基于DICOM數據的重建技術，構建高精度人體模型，對手術流程、治療方案等進行孿生。醫療數字孿生的應用對經濟、社會具有積極意義，但當前醫療領域數字孿生技術還未成熟，仍面臨數據安全及隱私、道德倫理等挑戰。

細分場景應用｜精準醫療&醫藥研發

提高醫療質量與提升醫藥研發效率

在醫療場景中，數字孿生可以幫助醫生進行手術模擬與規劃，提高手術成功率以及醫生實操技能，同時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，實現患者個性化治療，不僅提高醫療質量和效率，同時也可以幫助患者更好地管理自己的健康。另一方面，在數字孿生也可賦能醫藥研發場景，研究人員也可在人體孿生模型中完成藥物研發設計、人體藥物代謝與毒性預測、臨床試驗等工作，進而實現藥物研發高效化，降低研發成本和風險，提高藥品的質量和安全性。

來源：艾瑞咨詢