科技先锋系列报告39：数字孪生：以虚控实的数字化方案2019.11

3DEXPERIENCE平台框架
资料来源：达索官网
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51VR：自动驾驶+智慧城市的地球克隆计划
2018年12月18日，以VR+AI研发技术为核心的科技企业51VR推出“地球克隆计划”，即 利用数字孪生技术和VR，在虚拟世界中“复刻地球”
地球克隆计划对应三种核心产品：无人驾驶仿真平台51Sim-One、智慧城市产品51 City One以及针对5G的实时渲染云平台51 Cloud
三大平台综合，用于城市孪生与规划
51VR以自动驾驶+智慧城市的综合规划
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资料来源：51VR
市场前景：数字化趋势不可逆转
500 400 300 200 100
0 2018
2019E
资料来源：IDC（含预测），中信证券研究部
中国智慧城市支出规模
支出规模（亿美元）
同比增速
2020E
2021E
2022E
数字孪生技术的早期起源
资料来源：工业4.0研究院
1
早期数字孪生：数字模拟实物改造
美国空军计划将飞机数字化，在数字模型基础上进行清理与维护 NASA构想将火箭虚拟化进行试验并采集数据用于制造
美国空军对数字孪生的应用构想
NSAA对数字孪生的构想
资料来源：工业4.0研究院
资料来源：工业4.0研究院
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Azure Digital Twins 适用于各种环境类型，例如仓储、办公室、学校、医院和银行，甚至 可以应用于运动场、工厂、停车场、公园、智慧电网和城市
基于微软Azure的数字孪生方案
资料来源：微软官网
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阿里云：孪生城市成为重点
阿里云在城市大脑基础发展智慧城市的数字孪生技术，将云及AI技术广泛应用 在云计算开放平台上通过数字孪生城市进行大规模仿真、推演、预测，结合动态的交通出
51VR地球克隆计划
51Cloud 51云实时渲染
51Sim-One & Real Drive 自动驾驶仿真平台
资料来源：51VR，中信证券研究部
51World 51克隆地球
51City-One 智慧城市平台
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51VR：三大平台助理城市孪生
51Sim-One主要用于模拟自动驾驶仿真场景；51 City-One主要是用于城市基础设施的数 字化升级；51 Cloud主要用于5G画面的实时渲染
降低5-10%的建造成本 缩短10%的工期 减 少60%的返工
减少手术风险 提高药效果
定制化治疗方案
应急处置效率提升30% 拥堵率降低25%
产品性能改善、流程优化、 结构设计、资源优化、应急方案预 器官监测、手术预演、 规划辅助、区域预警、优
设备监控
演
药物扩散模拟
化资源配置
资料来源：波音，达索，阿里云，中信证券研究部
科技先锋系列报告39
数字孪生：以虚控实的数字化方案
2019年11月11日
早期数字孪生：起源于军事领域的数字化技术
数字孪生技术在2003年被首次提出，数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行 历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映 射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程
6000 4000 2000
0 2014
资料来源：前瞻研究院，中信证券研究部
中国工业互联网市场规模
市场规模（亿元)
同比增速
2015
2016
2017
2023E
16% 15% 15% 14% 14% 13% 13%
2018
14% 14% 13% 13% 12% 12% 11%
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感谢您的信任与支持！
THANK YOU
数字孪生：复制现实世界
通过物联网、传感器等技术，获取产品数据，将现实物理世界数据化
数字孪生体系
现实实体 +
传感器
数据汇总 +
反馈
资料来源：德勤，中信证券研究部
3Biblioteka Baidu
技术架构：IoT+数据+AI分析
数字孪生要求在现实体配置大量的传感器，如各类IoT设备及边缘计算设备，收集数据实 时分析，并在后端布置大量AI软件设备用以运算和反馈
数字孪生技术架构
4
资料来源：德勤
商业作用：主动管理，提前感知
数字孪生让企业能将产品变成一个动态的平台，持续地感受客户需求，在合适的时间和合 适的场景，采取合适的行动，为客户提供更好的产品和服务
产品管理的进化
资料来源：埃森哲
5
应用场景：涵盖多类场景，虚拟降低成本
数字孪生技术已广泛应用于各类场景，以设计、监控类场景为主
行、商业活动、人群密度等活数据，实时分析城市规划和管理对于城市整体发展参数系统 的影响
阿里云数字孪生三步走战略
9
资料来源：阿里云
达索：提供底层软件方案
达索系统公司脱胎于著名的航空制造商达索集团(Dassault Group)，是全球领先的3D设计 软件、3D数字化实体模型公司
公司旗下产品3DEXPERIENCE平台基于协作交互环境中的 3D 设计、分析、仿真和智能 软件，可提供数字孪生的基础软件技术
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城市、工厂、驾驶是三大重要使用场景
智慧城市、工业4.0和智能驾驶行业是先进数字孪生技术使用较多的行业，也是众多科技 巨头重点布局的行业
数字孪生重要使用场景
资料来源：泰瑞SmartEarth
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微软：依托云+IoT布局数字孪生
Azure Digital Twins 预览版是一项 Azure IoT 服务，可建立完整的实体环境模型。 此服务 可建立空间智能图形，用模型来呈现人员、空间和装置之间的关联性与互动情形
代表 孪生对象 实现载体 效率提升
功能价值
数字孪生当前主要应用
制造
建筑
医疗
城市
波音777 产品、生产线、工艺
北京新机场 龙骨、管网
数字心脏
智慧城市
心脏结构、血管、心电
动力
城市布局、管网、气象
MBD、MBe、MBm、MBs
BIM
达索Living Heart 达索3D EXPERIENCity
研发周期从8年缩短至5年 实物仿真次数缩短90% 降低成本25%