【研究報(bào)告】AI+數(shù)字孿生發(fā)展現(xiàn)狀、應(yīng)用場景及典型企業(yè)案例分析

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近年來，數(shù)字孿生得到越來越廣泛的傳播。同時(shí)，得益于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等新一代信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字孿生的實(shí)施已逐漸成為可能。

人工智能通過智能匹配最佳算法，可在無需數(shù)據(jù)專家的參與下，自動(dòng)執(zhí)行數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、分析、融合對孿生數(shù)據(jù)進(jìn)行深度知識(shí)挖掘，從而生成各類型服務(wù)；數(shù)字孿生有了人工智能技術(shù)的加持，可大幅提升數(shù)據(jù)的價(jià)值以及各項(xiàng)服務(wù)的響應(yīng)能力和服務(wù)準(zhǔn)確性，賦能給各垂直行業(yè)。

01

AI+數(shù)字孿生產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

數(shù)字孿生依托知識(shí)機(jī)理、數(shù)字化等技術(shù)構(gòu)建數(shù)字模型，利用物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)將物理世界中的數(shù)據(jù)及信息轉(zhuǎn)換為通用數(shù)據(jù)，并且結(jié)合AR/VR/MR/GIS等技術(shù)將物理實(shí)體在數(shù)字世界完整復(fù)現(xiàn)出來。在此基礎(chǔ)之上，利用人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)做數(shù)字孿生的描述、診斷、預(yù)警/預(yù)測及智能決策等共性應(yīng)用賦能給各垂直行業(yè)。

由此可見，人工智能是數(shù)字孿生生態(tài)的底層關(guān)鍵技術(shù)之一，其必要性主要體現(xiàn)在數(shù)字孿生生態(tài)系統(tǒng)中的海量數(shù)據(jù)處理、系統(tǒng)自我優(yōu)化兩個(gè)方面，使數(shù)字孿生生態(tài)系統(tǒng)有序、智能運(yùn)行，是數(shù)字孿生生態(tài)系統(tǒng)的中樞大腦。

根據(jù)中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院對數(shù)字孿生生態(tài)的構(gòu)成分析，數(shù)字孿生生態(tài)系統(tǒng)主要可以分為基礎(chǔ)支撐層、數(shù)據(jù)互動(dòng)層、模型構(gòu)建與仿真分析層、共性應(yīng)用層以及行業(yè)應(yīng)用層等。

人工智能技術(shù)主要應(yīng)用在仿真分析層面，在仿真分析層，根據(jù)中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院發(fā)布的《數(shù)字孿生應(yīng)用白皮書》，如何在大體量的數(shù)據(jù)中，通過高效的挖掘方法實(shí)現(xiàn)價(jià)值提煉，是數(shù)字孿生重點(diǎn)解決問題之一。

數(shù)字孿生信息分析技術(shù)，通過AI智能計(jì)算模型、算法，結(jié)合先進(jìn)的可視化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能化的信息分析和輔助決策，實(shí)現(xiàn)對物理實(shí)體運(yùn)行指標(biāo)的監(jiān)測與可視化，對模型算法的自動(dòng)化運(yùn)行，以及對物理實(shí)體未來發(fā)展的在線預(yù)演，從而優(yōu)化物理實(shí)體運(yùn)行。

02

AI+數(shù)字孿生的應(yīng)用

近年來，數(shù)字孿生得到越來越廣泛的傳播。同時(shí)，得益于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等新一代信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字孿生的實(shí)施已逐漸成為可能。人工智能通過智能匹配最佳算法，可在無需數(shù)據(jù)專家的參與下，自動(dòng)執(zhí)行數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、分析、融合對孿生數(shù)據(jù)進(jìn)行深度知識(shí)挖掘，從而生成各類型服務(wù)；數(shù)字孿生有了人工智能技術(shù)的加持，可大幅提升數(shù)據(jù)的價(jià)值以及各項(xiàng)服務(wù)的響應(yīng)能力和服務(wù)準(zhǔn)確性，賦能給各垂直行業(yè)。

現(xiàn)階段，除了航空航天領(lǐng)域，AI和數(shù)字孿生的融合還被應(yīng)用于電力、船舶、城市管理、農(nóng)業(yè)、建筑、制造、石油天然氣、健康醫(yī)療、環(huán)境保護(hù)等行業(yè)，特別是在智能制造領(lǐng)域，數(shù)字孿生被認(rèn)為是一種實(shí)現(xiàn)制造信息世界與物理世界交互融合的有效手段。

未來，技術(shù)的不斷發(fā)展迭代將支持?jǐn)?shù)字孿生應(yīng)用的普及。可以預(yù)測，行業(yè)將會(huì)朝著數(shù)字孿生開發(fā)平臺(tái)邁進(jìn)：企業(yè)可以將來自不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)聚合到一個(gè)統(tǒng)一的交互式可視化界面，對商品的整個(gè)生命周期進(jìn)行操作，支持業(yè)務(wù)流的可視化查看和交互，以獲得全新的洞察。

03

AI+數(shù)字孿生應(yīng)用場景

數(shù)字孿生最早應(yīng)用于工業(yè)制造領(lǐng)域，在生產(chǎn)中發(fā)揮了很好的聯(lián)通物理和信息兩個(gè)世界的橋梁和紐帶作用。隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字孿生的形態(tài)和概念不斷擴(kuò)展，并逐步提升為多維動(dòng)態(tài)的管理模式和解決方案，同樣對零售、教育、傳媒等領(lǐng)域產(chǎn)生了深刻的影響。

場景一

AI數(shù)字孿生彌補(bǔ)零售行業(yè)線上與線下鴻溝，打造可觸摸的交互式生態(tài)環(huán)境。

場景二

AI數(shù)字孿生突破傳統(tǒng)限制，實(shí)現(xiàn)三維立體文化傳播與展示。

場景三

實(shí)現(xiàn)教育信息化2.0環(huán)境下的全周期、全數(shù)據(jù)、全空間和全要素的學(xué)習(xí)。

場景四

AI數(shù)字孿生反映實(shí)體建筑的全生命周期過程。

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來源 | 前瞻產(chǎn)業(yè)研究院

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