摘要：數字孿生作為一項關鍵技術和提高效能的重要工具，可以有效發揮其在模型設計、數據采集、分析預測、模擬仿真等方面的作用，促進數字經濟與實體經濟融合發展。在國家政策及下游需求的帶動下，我國數字孿生技術市場規模出現了較快增長。2022年中國數字孿生市場規模為104億元，同比增長35.0%，2020-2022年CAGR為65.4%。隨著各行業數字化轉型的推進，數字孿生滲透率也將上升，推動國內未來數字孿生市場規模增長，預計2025年國內市場規模將達375億元，2022-2025年CAGR為54.3%。

一、定義及分類

數字孿生指將物理實體鏡像映射到虛擬空間，生成一個“數字雙胞胎”，在虛擬空間中的克隆體可以通過物聯網實現數據實時雙向互聯互通，反映對應物理實體的全生命周期過程，在整合底層數據信息的基礎上進行仿真預測，為優化決策賦能。根據復雜程度，數字孿生可以分成5級，級別越高，數字孿生越強大。

二、行業政策

1、主管部門和監管體制

數字孿生行業主管部門是指工業和信息化部，其主要負責擬訂實施行業規劃、產業政策和標準；監測工業行業日常運行；推動重大技術裝備發展和自主創新；管理通信業；指導推進信息化建設；協調維護國家信息安全等。

行業協會是指中國機電一體化技術應用協會，協會宗旨：貫徹執行國家方針政策；維護行業的共同利益，反映會員的意見、愿望和訴求，通過為政府、行業、會員和社會提供服務，成為聯系政府與企業的橋梁和紐帶；履行政府授權委托職能，協助政府完善行業管理，加強行業自律，規范行業建設；加強機械技術、電子技術、信息技術及智能技術的融合，促進機電一體化技術和智能裝備產品的開發、應用、推廣等。

2、行業相關政策

隨著“十四五”規劃的出臺，近年來數字孿生相關政策部署與落地明顯提速，為產業提供良好的社會環境，助力其發展規范性進一步提升。2023年2月，中共中央、國務院發布《數字中國建設整體布局規劃》，其中提出推動生態環境智慧治理，加快構建智慧高效的生態環境信息化體系，運用數字技術推動山水林田湖草沙一體化保護和系統治理，完善自然資源三維立體“一張圖”和國土空間基礎信息平臺，構建以數字孿生流域為核心的智慧水利體系。2023年4月，工信部、文旅部發布《關于加強5G+智慧旅游協同創新發展的通知》，其中提出推動5G與物聯網、虛擬現實、數字孿生等技術和產品的有效融合，引導5G+4K/8K超高清視頻、5G智慧導覽、5G+VR/AR沉浸式旅游等應用場景規模發展。

三、發展歷程

數字孿生在我國的發展歷史較短。從政策層面來看，自2019年以來，中國政府陸續出臺相關文件，推動數字孿生技術發展，2020年我國將數字孿生寫入“十四五”規劃，作為建設數字中國的重要發展方向。工業互聯網聯盟(AII)也增設數字孿生特設組，開展數字孿生技術產業研究，推進相關標準制定，加速行業應用推廣。2021年工信部發布《物聯網新型基礎設施建設三年行動計劃》，再次指出要加快數字孿生技術研發與應用，行業目前正處于快速上升期。

四、行業壁壘

1、技術壁壘

技術壁壘主要體現在掌握場景數量、多元異構數據處理能力以及自研渲染引擎打磨能力等方面，而新進入者在短時間內難以掌握這些能力，從而構成較高的技術壁壘。在掌握場景數量方面，數字孿生需要針對各種實際場景進行建模和仿真，因此，對于企業場景數據積累量要求較高。在數據處理方面，數字孿生涉及海量異構多維時空數據，能否利用各類算法對數據進行自動識別、挖掘、三維重建，并創建時空數據庫，實現數據統一接入、交換和高效共享，是體現廠商數據處理能力的關鍵。在渲染引擎方面，隨著“云邊協同”時代的到來，云渲染引擎對于廠商而言至關重要，打磨自研的云渲染引擎以具備現場級修改能力，是企業能否從項目制向產品制演化的關鍵。

2、客戶壁壘

數字孿生項目需要對客戶整體業務流程進行改造，執行過程中觸及到部分敏感數據，因此處于安全性及可靠性因素考慮，客戶往往傾向于選擇合作次數多，擁有良好渠道關系的廠商作為長期合作方。對于新進入者的廠商來說，由于缺乏在數據安全和隱私保護方面的歷史記錄和成功案例，往往面臨客戶需求不足的問題。因此，數字孿生行業具有較高的客戶壁壘。

3、資金壁壘

數字孿生技術的研發和應用需要大量的資金投入。由于數字孿生技術涉及建模、仿真、數據分析等多個領域，其研發過程復雜且漫長，需要持續的資金支持。此外，數字孿生解決方案的實施還需要購買和維護高性能的硬件設備，這也需要大量的資金投入。對于新進入者而言，缺乏充足的資金可能導致他們在技術研發和硬件采購方面受到限制，從而難以在市場中取得競爭優勢。

五、產業鏈

1、行業產業鏈分析

從數字孿生行業產業鏈來看，上游主要包括通信網絡基礎設施、存儲計算基礎設施和融合基礎設施三大類，是數字孿生建設的重要基礎。通信網絡基礎設施為數字孿生系統提供了穩定、高效的數據傳輸通道，確保各環節之間的信息流通暢無阻。存儲計算基礎設施則負責海量數據的存儲和處理，為數字孿生系統提供強大的數據處理能力。而融合基礎設施則將這些不同的技術和資源融合在一起，形成一個統一、協同的數字孿生平臺。下游是指數字孿生的主要應用領域，包括工業制造、城市管理、醫療醫藥、能源開采、航空航天、游戲文娛等。這些領域的發展將有利于擴大數字孿生的需求量，而通過應用數字孿生，則將有利于推動這些領域的創新和發展。

數字孿生行業產業鏈

通信網絡基礎設施

中國移動通信集團有限公司

中國聯合網絡通信集團有限公司

中國電信集團有限公司

中國衛通集團股份有限公司

存儲計算基礎設施

華為云計算技術有限公司

阿里云計算有限公司

北京金山云網絡技術有限公司

騰訊云計算(北京)有限責任公司

融合基礎設施

北京東方國信科技股份有限公司

北京千方科技股份有限公司

浙江宇視科技有限公司

宏橋高科技集團有限公司

上游

神州數碼控股有限公司

軟通動力信息技術(集團)股份有限公司

海爾集團控股有限公司

科大訊飛股份有限公司

中游

工業制造

城市管理

醫療醫藥

能源開采

航空航天

游戲文娛

下游

2、行業領先企業分析

（1）北京超圖軟件股份有限公司

北京超圖軟件股份有限公司成立于1997年，是全球第二大、亞洲最大的地理信息系統軟件廠商，主要從事地理信息系統和遙感（RS）等地理信息軟件技術研發與應用服務。2023年，超圖軟件對AI大模型、遙感GIS一體化、Web GPU、知識圖譜、低代碼等技術進一步融合創新，不斷完善與優化SuperMap GIS產品。同時，公司積極開展相關應用產品研發，比如企業數字孿生平臺等，相關業務毛利率得到提升，不僅實現了業績上漲，公司業務條線也進一步豐富，綜合競爭力得以夯實。從企業經營業績來看，2023年前三季度實現營業收入12.71億元，同比增長26.48%；歸母凈利潤為1.35億元，同比增長117.67%。預計未來在各行業應用信創加速推進的大環境下，在多業務條線的發力驅動之下，公司業績有望再上臺階。

（2）能科科技股份有限公司

能科科技股份有限公司成立于2006年，并于2016年10月在上交所上市，是國內領先的智能制造和智能電氣先進技術提供商。早期，公司主要專注于智能電氣業務，為工業企業提供軟硬件一體化的系統集成解決方案。經過多年的發展，公司業務逐漸向新能源、基礎設施等行業拓展，并提供云產品與服務、軟件系統與服務、數字孿生產線與服務等類型的數字化轉型解決方案。其中，數字孿生產線與服務主要為向客戶交付虛實結合的生產線和測試臺等解決方案。2023年，隨著數字經濟與工業經濟的深度融合，數字化建設將持續推進工業企業的轉型和升級，公司整體經營情況保持了韌性和突破。從企業經營業績來看，2023年前三季度，公司實現營業總收入10.85億元，同比增長34.05%；歸母凈利潤1.65億元，同比增長51.49%。

六、行業現狀

數字孿生作為一項關鍵技術和提高效能的重要工具，可以有效發揮其在模型設計、數據采集、分析預測、模擬仿真等方面的作用，促進數字經濟與實體經濟融合發展。在國家政策及下游需求的帶動下，我國數字孿生技術市場規模出現了較快增長。2022年中國數字孿生市場規模為104億元，同比增長35.0%，2020-2022年CAGR為65.4%。隨著各行業數字化轉型的推進，數字孿生滲透率也將上升，推動國內未來數字孿生市場規模增長，預計2025年國內市場規模將達375億元，2022-2025年CAGR為54.3%。

七、發展因素

1、機遇

（1）智慧城市為數字孿生發展帶來機遇

數字孿生作為智慧城市整體建設中最前沿、最先進的技術之一，為城市運行、政府運營管理和市民生活的優化注入新動能。如在政府運營管理方面，數字孿生技術通過構建城市的虛擬模型，實現了對現實世界的精準映射和實時監測。這種技術使得政府能夠更加高效地管理城市資源，優化城市運行流程，提升城市治理水平。同時，數字孿生還為政府提供了強大的決策支持工具，通過模擬和預測城市發展的各種情景，幫助政府制定更加科學、合理的政策。

（2）數字化轉型推動行業發展

數字化轉型是推動數字孿生技術廣泛應用的重要驅動力。數字化轉型是企業在數字化轉換和數字化升級的基礎上，對組織活動、流程、業務模式和員工能力進行全面、徹底的重新定義。這一轉型過程為企業提供了更加高效、靈活和智能的運營方式，而數字孿生技術作為實現數字化轉型的關鍵技術之一，能夠幫助企業建立完整的數字化模型，實現整個生命周期的數字化管理，從而提高產品開發、生產制造、運營和維護的效率和質量。

（3）國家產業政策的推動

隨著國家對數字孿生技術的重視度不斷提升，出臺了一系列相關政策，為數字孿生行業的發展提供了良好的政策環境。2023年8月發布的《元宇宙產業創新發展三年行動計劃（2023－2025年）》中，提出推動數字孿生技術在電力行業的應用，構建全域全時數字孿生電網，促進電力企業元宇宙化轉型，提升供電服務水平。積極穩妥推進數字孿生等技術開展臨床研究，支持元宇宙企業與醫療機構加強研發合作。該政策的發布將有利于擴大數字孿生的應用，推動行業技術水平的提高。

2、挑戰

（1）數據安全風險

一方面，數字孿生需要處理大量的數據，這些數據可能涉及到公司的機密信息、個人的隱私信息或國家的國防數據。如果這些數據被泄露或被濫用，將會引發嚴重的安全問題，對組織和個人造成重大損失。另一方面，數字孿生的數據或模型可能被惡意篡改，導致決策失誤或系統失效。這種篡改可能來自于內部人員的不當操作，也可能來自于外部攻擊者的惡意攻擊。

（2）更新迭代風險

在數字化時代，技術更新的速度日新月異，對于依賴數字孿生技術的企業來說，緊跟技術發展的步伐顯得尤為重要。競爭對手一旦迅速采用新技術，其數字孿生系統的性能、效率和準確性都可能得到顯著提升，從而在市場中獲得更大的競爭優勢。如果企業未能跟上這一技術更新的趨勢，其數字孿生系統可能會迅速變得過時，不僅在性能上無法與競爭對手的系統相匹敵，而且在功能、用戶體驗等方面也可能存在明顯差距。這將導致企業在市場中處于不利地位，可能面臨市場份額的下降、客戶流失等問題。

（3）人才供給不足

數字孿生涉及多個學科領域的交叉融合，包括計算機科學、數學、物理、工程等。因此，具備跨學科背景和綜合能力的技術人才是數字孿生領域急需的。同時，隨著數字孿生技術的不斷發展，對技術人才的創新能力也提出了更高的要求。但是目前市場上具備這樣能力的人才相對稀缺，導致行業在人才招聘方面面臨挑戰。為了應對這一挑戰，企業可以通過加強人才培養、引進高端人才、建立合作機制等方式，提升技術團隊的整體能力和水平，為數字孿生技術的發展提供有力的人才保障。

八、競爭格局

數字孿生的應用場景非常廣泛，包括制造業、醫療、交通、能源等多個領域。這些行業對數字孿生的需求日益增長，為數字孿生企業提供了巨大的商業機會。然而，這也吸引了許多企業進入，導致市場競爭進一步加劇。目前數字孿生相關企業包括北京超圖軟件股份有限公司、能科科技股份有限公司、陜西天潤科技股份有限公司、亞信科技控股有限公司等。

九、發展趨勢

數字孿生技術作為推動實現企業數字化轉型、促進數字經濟發展的重要抓手，已建立了普遍適應的理論技術體系，并在產品設計制造、工程建設和其他學科分析等領域有較為深入的應用。在當前我國各產業領域強調技術自主和數字安全的發展階段，數字孿生技術本身具有的高效決策、深度分析等特點，將有力推動數字產業化和產業數字化進程，加快實現數字經濟的國家戰略。未來我國數字孿生的發展方向主要有以下幾個方面：