数字孪生：新型智慧城市的必然选择

中国经济导报记者 | 王晓涛

日前，在江苏省常州市天宁区，全国纺织行业首家以11比例建设的“数字孪生工厂”的第一条染色生产线通过模拟运行调试，即将正式投入使用。

这是我国企业在数字孪生领域取得的又一进展。《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》明确提出，要探索建设数字孪生城市。

数字孪生城市是什么？中国信息通信研究院发布的《数字孪生城市白皮书（2020）》给出的解读是：“数字孪生”不再是一种技术，而是一种发展新模式、一条转型的新路径、一股推动各行业深刻变革的新动力，数字孪生城市不再是一个创新理念和技术方案，而是新型智慧城市发展的必经之路和未来选择。

2019年发布的一份报告显示，数字孪生市场有望在五年内实现稳健增长，从2019年的38亿美元跃升至2025年的358亿美元，复合年增长率为37.8%。

北京航空航天大学科学技术研究院副院长陶飞教授表示，数字孪生分为产前、产中、产后三个阶段，目前产后运维阶段的研究最多，特别是在航空航天产业中。目前，数字孪生已经在11个大的领域，包括环保、航空航天、电力、汽车、医疗、健康、船舶等领域得到应用。他强调，数字孪生当前广受国内外关注，现在在制造领域的关注度高，未来在非制造领域也会取得突破。数字孪生的标准很重要，很难有通用的技术和平台解决所有领域的问题，一定要立足行业和产品建立标准。陶飞认为，要理性和正确对待数字孪生，“数字孪生不是万能的，它只是针对某个特定的问题和对象建立数字孪生，它的功能最终是为了解决需求和服务。”

结合全球数字孪生城市的实践，世界经济论坛物联网和城市转型平台中国区负责人徐亚敏认为，数字孪生面临挑战。对于政府来说，要能真正理解数字化能力。同时，数字孪生的发展离不开钱。“数字孪生需要大量资金，这个钱从哪来，可不可持续，从企业的角度来说，就是找谁要钱？商业模式怎么办？技术产品能卖给谁？”

徐亚敏特别提到了数据垄断，认为这是一个让人很纠结的问题。他解释说，一个大企业，如果能够做一个数字底座，去支持一个城市的运维，势必有能力把数据汇集在一起获得海量的数据。但人们并不希望所有的数据都汇集到一个企业去，这可能会产生数据垄断的危险。“如何找到一个合适的路径，通过共生共融发展，保证公共利益和商业利益的平衡，这一点非常重要。”

事实上，问题不止于此。中国工程院院士邬贺铨表示，对于数字孪生，我国现在还处于初期的探索阶段。首先这项工作涉及到多个部门，协调起来比较困难，存在数据采集门槛比较高，信息基础设施建设不均衡等基础问题，应用层次和深度还不够。其次，数字孪生城市涉及到5G、物联网技术、海量数据加载技术、云边计算协同技术、模拟仿真技术、网络与信息安全技术等，目前技术成熟度不高，平台模型标准化滞后。第三，目前数字孪生城市设计软件被国外企业主导，BIM（建筑信息模型）软件基本上都是国外的，CIM（城市信息模型）的软件现在比较少，国产的GPU芯片很少，市场占有率很低，而三维渲染要用到GPU芯片。此外，国内的传感器从技术到成本，尚不能满足全域感知的部署需求。第四，数字孪生城市数据来源面广，接入点多，数据集中度高，一旦遭到入侵，安全危害很大，整个城市的运行会瞬间瘫痪。另外，城市很多数据还涉及到公民个人隐私，需要有效保护。最后，城市的组织架构和管理体制需要适应数字孪生城市的需要，改革城市治理职能和服务模式，要重视数字孪生城市人才的培养。

工业和信息化部科技司副司长朱秀梅表示，探索数字孪生城市建设，有助于推进城市治理体系和治理能力现代化。数字孪生城市通过数据全域标识、状态精准感知、数据实时分析、模型科学决策和智能精准执行等科技手段，有望成为城市智能运行的先锋模式，以及吸引高端治理资源加入、持续迭代演进的创新平台。探索建设数字孪生城市，有助于解决城市规划、建设、管理中的复杂性和不确定性问题，提升城市现代化治理的能力和水平。因此，要加快数字孪生政策引导和标准制定，加强数字孪生技术攻关和产业生态建设，助力数字孪生技术集成创新与应用，实现城市可持续发展。