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“數(shù)字孿生城市”寫入“十四五”《綱要》,新型起點與未來挑戰(zhàn)

來源:智匯工業(yè)

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所屬頻道:新聞中心

關鍵詞:數(shù)字孿生城市

    ?前言:


    近年來,數(shù)字孿生得到迅速的傳播與發(fā)展,得益于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新一代信息技術的發(fā)展,數(shù)字孿生的實施已逐漸成為可能。


    數(shù)字孿生將成為推動城市生態(tài)、基礎設施、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、商業(yè)模式等重塑重構(gòu)的強大動力,將助力智慧城市精準管理,在智慧城市建設過程中發(fā)揮巨大作用。


    作者 | 方文


    “數(shù)字孿生城市”寫入“十四五”《綱要》


    第十三屆全國人民代表大會第四次會議近日閉幕,會議表決通過了關于國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要的決議。


    《綱要》單列出第五篇“加快數(shù)字化發(fā)展建設數(shù)字中國”,并提到推進城市數(shù)據(jù)大腦建設,探索建設數(shù)字孿生城市,足可見對數(shù)字化發(fā)展和建設數(shù)字中國的重視程度。


    第五篇指出:以數(shù)字化助推城鄉(xiāng)發(fā)展和治理模式創(chuàng)新,全面提高運行效率和宜居度,分級分類推進新型智慧城市建設。


    將物聯(lián)網(wǎng)感知設施、通信系統(tǒng)等納入公共基礎設施統(tǒng)一規(guī)劃建設,推進市政公用設施、建筑等物聯(lián)網(wǎng)應用和智能化改造,完善城市信息模型平臺和運行管理服務平臺,構(gòu)建城市數(shù)據(jù)資源體系,推進城市數(shù)據(jù)大腦建設,探索建設數(shù)字孿生城市。


    數(shù)字孿生→數(shù)字孿生城市→新型智慧城市


    “數(shù)字孿生”不再是一種技術,而是一種發(fā)展新模式、一個轉(zhuǎn)型的新路徑、一股推動各行業(yè)深刻變革的新動力。


    “數(shù)字孿生城市”不再是一個創(chuàng)新理念和技術方案,而是新型智慧城市發(fā)展的必經(jīng)之路和未來選擇。


    數(shù)字孿生城市是智慧城市轉(zhuǎn)型過程中探索出的不可或缺的核心要素,數(shù)字孿生是支持新型智慧城市建設的復雜綜合技術體系。


    數(shù)字孿生城市是通過構(gòu)建城市物理世界與網(wǎng)絡虛擬空間對應、交互的復雜系統(tǒng)。


    在網(wǎng)絡空間再造一個與之匹配的孿生城市,實現(xiàn)城市全要素數(shù)字化和虛擬化、城市全狀態(tài)實時化和可視化、城市管理決策協(xié)同化和智能化。


    我國數(shù)字孿生城市整體仍處于初期探索階段,存在數(shù)據(jù)采集門檻高、信息基礎設施建設不足、平臺模型標準化不高、應用層次和深度不夠、關鍵技術領域“卡脖子”等問題。


    將物聯(lián)網(wǎng)感知設施、通信系統(tǒng)等納入公共基礎設施統(tǒng)一規(guī)劃建設,推進市政公用設施、建筑等物聯(lián)網(wǎng)應用和智能化改造。


    構(gòu)建城市數(shù)據(jù)資源體系,推進城市數(shù)據(jù)大腦建設。探索建設數(shù)字孿生城市。


    數(shù)字孿生城市是數(shù)字城市的最高階段


    在IBM的構(gòu)想中,城市由關系到城市主要功能的不同類型的網(wǎng)絡、基礎設施和環(huán)境六個核心系統(tǒng)組成,這些系統(tǒng)不是零散的,而是以一種協(xié)作的方式相互銜接。


    而城市本身,則是由這些系統(tǒng)所組成的宏觀系統(tǒng)。


    如果將城市看作一個龐大的生命體,那么,越來越多的“神經(jīng)元”正在觸達末梢角落,保障城市安全運行。


    此外,“數(shù)字孿生城市”還全面支持移動端操作,方便社工在走訪時即時修改數(shù)據(jù),與此同時將根據(jù)用戶不同的崗位、級別嚴格劃分權(quán)限,呈現(xiàn)個性化的界面和內(nèi)容,最大限度保護居民的數(shù)據(jù)安全。


    下一步,還將同步拓展公共服務、商業(yè)辦公等系統(tǒng),打造智慧服務、智慧營商、智慧交通等平臺和對應的應用場景。


    因此,智慧城市是數(shù)字城市發(fā)展的高級階段,而數(shù)字孿生城市是作為數(shù)字城市的目標,是智慧城市的新起點,能夠賦予城市智慧化重要設施和基礎能力。


    數(shù)字孿生市場規(guī)模+應用逐漸擴大


    數(shù)字孿生核心市場規(guī)模已經(jīng)從2014年的27億元發(fā)展到2020年的137億元,年均復合增長率約為31.2%。


    2021年,全球數(shù)字孿生市場規(guī)模預計達到72億美元,中國數(shù)字孿生核心市場規(guī)模預計達到200億元。


    50%的大型工業(yè)企業(yè)將使用數(shù)字孿生,從而使企業(yè)效率提高10%。


    數(shù)字孿生主要技術包括信息建模、信息同步、信息強化、信息分析、智能決策、信息訪問界面、信息安全等方面,在快速演進當中。


    隨著新一代信息技術等新興技術的發(fā)展,數(shù)字孿生技術發(fā)展將進一步探索和嘗試、優(yōu)化和完善。


    在物流、制造和供應鏈領域,使用機器學習和5G網(wǎng)絡數(shù)字雙晶技術,跟蹤、監(jiān)控、訂購渠道和優(yōu)化世界各地貨物流,使貨物的位置和地點環(huán)境(溫度、濕度等)實時可見。


    無需人為干預,“控制塔”可以指揮庫存轉(zhuǎn)移、裝配線工序的調(diào)整、集裝箱路線的重新訂劃等糾正措施。


    在產(chǎn)品銷售向產(chǎn)品服務模式或者銷售即服務(As-a-service)轉(zhuǎn)型方面,將數(shù)字孿生連接到嵌入式傳感器上,用于財務分析和預測,可以改善和優(yōu)化預測、定價和銷售機會。


    一般城市至少存在三張底圖,即住房與城鄉(xiāng)建設系統(tǒng)推進的城市信息模型平臺,自然資源與國土規(guī)劃主導的時空大數(shù)據(jù)平臺,公安政法條線依托進行城市安全和綜合治理的城市底圖。


    每個底圖自成體系,一般僅支撐本系統(tǒng)內(nèi)應用,無法隨需、隨時支撐其他部門調(diào)用,且數(shù)積淀已久,難以放棄也難以整合。


    數(shù)字孿生技術廣泛應用面臨挑戰(zhàn)


    第五次產(chǎn)業(yè)技術革命到今天已經(jīng)過去了近50年,我們正在進入新一輪產(chǎn)業(yè)革命關鍵時期,未來20-30年將是新一輪基礎設施安裝期。


    數(shù)字孿生的發(fā)展和實現(xiàn)是眾多技術共同發(fā)展的結(jié)果。從數(shù)據(jù)采集到功能實現(xiàn)主要分為4層,分別為數(shù)據(jù)采集傳輸層、建模層、功能實現(xiàn)層、人機交互層。


    每層之間是遞進關系,都將上一層的功能實現(xiàn)擴展和豐富。數(shù)字孿生關鍵技術體系涵蓋感知控制、數(shù)據(jù)集成、模型構(gòu)建、模型互操作、業(yè)務集成、人機交互六大核心技術。


    目前,數(shù)字孿生還處在初級發(fā)展階段,但要步入廣泛應用階段,還將面臨數(shù)據(jù)、基礎知識庫、安全、多系統(tǒng)融合和人才等5方面挑戰(zhàn)。


    現(xiàn)階段與數(shù)據(jù)有關的問題主要有:多維度、多尺度數(shù)據(jù)采集不一致;數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性不足;受多源數(shù)據(jù)獲取方式的影響,數(shù)據(jù)準確性難以保障;海量數(shù)據(jù)的存儲與處理能力欠佳。


    國內(nèi)欠缺關鍵技術+商品


    數(shù)字孿生有關的關鍵技術大多數(shù)把握在國外企業(yè)手中,如傳感器技術、CAD技術性、CAE技術性、PLM技術性、VR/AR技術性等。


    西門子PLC,Predix,達索、PTC,SAP,Ansys等公司往往大肆渲染數(shù)字孿生的美麗動人市場前景和運用使用價值,是由于她們的確把握著數(shù)字孿生所務必的關鍵技術。


    而隨著著數(shù)字孿生關注度的提高,真實暢銷的全是這種公司的商品。


    工業(yè)領域?qū)π赂拍畹臒嶂杂冢际怯衅浔旧淼哪康兀瑑?nèi)行人人都心照不宣。


    殊不知,上邊提及的這種關鍵技術和商品剛好是在我國現(xiàn)階段最欠缺的。


    結(jié)尾


    新基建的基建就是以城市信息模型為關鍵技術建設數(shù)字孿生城市,全面推動海量數(shù)據(jù)的跨領域融合應用。


    新基建將不斷融入傳統(tǒng)的城市基礎設施建設,推動城市朝著更加智能、便捷、高效、智慧的方向不斷演變。


    而數(shù)字孿生城市既是數(shù)字城市的目標,也是智慧城市建設的新高度,賦予城市實現(xiàn)智慧化的重要設施和基礎能力。


    (審核編輯: 智匯小新)

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