本期看点：1.物理世界映射到数字世界

2.主要面向并已经应用到B端

3.数字孪生赋能产业金融服务

你有没有想象过，有朝一日，我们可以像电影《头号玩家》描述的那样，自由穿梭于物理世界和数字世界，在虚拟空间里工作、学习和生活，就像在真实世界中一样？

事实上，随着元宇宙（Metaverse）的爆发，这些想象正在逐渐向现实靠近。2021年上半年，元宇宙突然变得大红大紫，引发投资圈和科技界广泛关注，越来越多的人在谈论元宇宙。元宇宙第一股Roblox在一年内市值飙升超过10倍；英伟达更是在4月召开了一场元宇宙里的发布会：黄仁勋的厨房、标志性皮衣、表情、动作、头发等都是合成的，发表演讲的是黄仁勋的数字人替身，当时无人知晓，直到4个月后英伟达主动揭秘。

元宇宙的爆发，看似挺突然的，其实早已有人在概念上提出。时光回到1992年。这一年，著名科幻作家尼尔•斯蒂芬森出版小说《雪崩》，描绘了一个脱胎并平行于现实真实世界的网络虚拟世界，即元宇宙，每个现实真实世界中的人在网络虚拟世界里都有一个网络分身，即Avatar（阿凡达，一部经典电影后来即以此命名），现实中的人可以通过电脑进入虚拟世界。斯蒂芬森由此被认为是元宇宙的正式提出者。

元宇宙，既包括物理世界的数字化，又包括数字世界的物理化，虚实相通，超越现实和虚拟。物理世界和数字世界之间，就是构建元宇宙技术底座——数字孪生技术。

物理世界映射到数字世界

数字孪生，就是将真实的物理世界映射到虚拟的数字世界，通过挖掘数字世界丰富的历史数据和实时数据，生成并利用算法模型，在数字世界对物理世界进行全生命周期的模拟、验证、预测和管控，从而赋能物理世界，实现性能最优化。

数字孪生镜像平台

资料来源：《数字孪生应用白皮书2020版》

资料来源：CSDN、华商韬略、天风证券研究所

根据定义可以发现，数字孪生具有互操作、可扩展、实时、保真、闭环等特点。

数字孪生不是一项技术，而是一组技术的融合，运用到的数字科技，包括但不限于人工智能、区块链技术、云计算、大数据、物联网、5G、AR/VR等。各种技术发挥各自功能，并与其他技术组合，形成数字孪生技术综合体，软件和硬件相结合，虚实映射，虚实相生。就像在元宇宙里边，AR、VR作为交互进出元宇宙的关键路径，5G、云计算、区块链等技术助力搭建元宇宙脉络，能够映射虚拟物品的NFT为虚拟世界中的数字资产和现实世界搭建桥梁。

数字孪生整体分层架构

说到数字孪生，可能有朋友会想到仿真（simulation）。乍一看，两者非常相似，但仔细一想，两者既有区别，又有联系：在仿真里，通过仿真实验，反映物理实体的特征和情况，实验是单方向的、非动态的、离线的；而在数字孪生里，物理世界和数字世界映射是双向的，交互是动态的，连接是实时的。同时，数字孪生又离不开仿真技术，后者帮助前者感知、诊断和预测，获得物理世界数据，作为数据交互与融合的基础。

主要面向并已经应用到B端

从2017年到2019年，数字孪生连续三年入选 Gartner十大战略技术趋势。2018年的Gartner新兴技术成熟度曲线显示，数字孪生到达曲线顶点。次年，数字孪生没有出现在曲线中，标志着进入主流技术行列。这些年来，数字孪生的知名度越来越高；同时，数字科技的发展为数字孪生的应用从设想走向现实创造了条件。

虽然现在谈起元宇宙，许多人会想到相关游戏，但数字孪生主要面向 B端用户。实际上，目前数字孪生的应用已经从最初的航空航天行业，扩展到千行百业，包括电力、汽车、石油天然气、健康医疗、船舶航运、环境保护、建筑、铁路运输、制造业、城市管理、农业、文化、教育、信息安全等领域。

数字孪生行业应用

资料来源：《数字孪生应用白皮书2020版》

在上述领域，数字孪生发挥设计、预测、验证、维护和管理等功能价值。例如，在航空航天领域，火星探测器“天问一号”就运用到了数字孪生。太空探索不是一件易事，不能在真实应用场景进行实物试验，只能并且需要建立数字孪生模型，通过全数字仿真开展研发，通过半实物仿真对原型样机进行测试，通过卫星传回的实时数据在探测器飞向太空和着陆火星时对数字孪生模型仿真分析，判断飞行轨迹和运行状态。从研发到原型样机测试，再到飞行器投入运行，数字孪生都发挥着至关重要的作用。又如，在健康领域，基于数字孪生的智慧健康，改变了人类看病和治病的方式，可以实现健康实时监控，对急性疾病和慢性疾病监控；实现健康预测分析，对历史性疾病和新型疾病预测；实现健康医疗诊断，对流行性疾病和普通疾病诊断。

资料来源：《数字孪生应用白皮书2020版》

数字孪生技术的成熟和落地场景的增多推动市场规模持续扩大。据IDC预测分析，到2022年，70%的生产商将应用数字孪生技术展开流程模拟仿真和情景评定；到2024年，35%的中国制造业企业会把产品和资产纳入数字孪生体系，实现全局业务视角。根据国际研究机构Markets and Markets的预测，全球数字孪生市场规模到2023年将增至157.5亿美元，并以38%复合年增长率增长，到2025年将达到264.6亿美元。有分析认为，未来在现实世界里的每个物体，在数字世界都会有个数字孪生对应物。

全球数字孪生市场规模

数据：Markets and Markets

目前，在数字孪生基础支撑层、模型建构层、数据互动层、仿真分析层、共性应用层、共性应用层、行业应用层、支撑技术、安全等领域，已经涌现一大批企业。

数字孪生产业链图谱

数字孪生的发展，得益于数字经济时代数字科技的进步，反过来又推动数字经济和数字科技发展，促进数字产业化和产业数字化，推进数字经济与实体经济融合发展，支持实体经济高质量发展，助力企业治理能力和治理体系数字化。

数字孪生赋能产业金融服务

数字孪生能实现数字世界和物理世界虚实融合相生，运用于产业数字金融，可以在数字世界形成与物理空间的底层资产相对应的数字孪生，在赋能金融机构、服务实体企业的过程中，发挥重要价值：

贯穿全生命周期监管：传统的产业金融服务，由于技术和机制方面的原因，重贷前轻贷后，重主体信用轻交易信用，导致风险掌控不全面和不实时、金融服务不充分和不均衡。通过数字孪生，在数字世界映射物理世界，在数字世界实现对底层资产全生命周期监管，贯穿贷前、贷时和贷后，助力实现对企业待融资资产贸易背景的数字化验真、实时情况的数字化追踪、潜在风险的数字化预警，加强监控和管理，增强防范、预见和化解风险的能力。

打破系统和数据孤岛：由于数据的多源异构、异地分散等特征，企业内部尤其是不同企业之间，存在系统孤岛和数据孤岛，数据散落在不同系统和不同企业之间，未能充分释放应有的价值。通过数字孪生，将物理世界映射到数字世界，在数字世界将原先孤立的系统孤岛和数据孤岛连接起来，形成数据链条，助力掌握产业链上下游全链条情况和数据，为产业金融服务提供支持。

优化企业资源配置：充分发挥数字孪生模拟、验证、预测和管控等功能，将人力、物力、财力等生产要素数字化和最优化，统筹协调，科学决策，精准预测，优化资源配置，提高企业生产能力和经营管理水平，对生产设备和生产线进行预测性维护和优化，保障生产的连续性和稳定性，增强企业发展内生动力，促进企业良性发展，为企业产生未来稳定的现金流奠定基础。

作为产业数字金融对底层资产实现数字化的重要技术手段，数字孪生可以赋能产业数字金融，对底层资产进行全流程、全天候、全场景穿透、追踪和预警，双向、动态、实时，且能迭代，帮助金融机构全面掌握企业真实情况，同时提升企业数字化水平，赋能企业数字化转型。

中小企业融资难题不局限于一时一地，而具有长久性、世界性。1931年，英国金融产业委员会发布《麦克米伦报告》，提出了著名的“麦克米伦缺口”，即英国中小企业发展过程中存在资金缺口，“资金供给方不愿意以中小企业所要求的条件提供资金”。《麦克米伦报告》后几十年间，针对中小企业发展，世界银行进行大量的调查后发现，许多国家中小企业面临融资缺口，“麦克米伦缺口”在全球普遍存在。

世界各国近百年来的探索表明，从长远看，要根本解决这一长久性、世界性难题，不能只靠行政命令和财政补贴，而是要靠科技进步和模式创新。在数字科技时代，产业数字金融充分利用数字孪生等数字科技相关技术，创造性构建交易信用风控模型，完善银行风控体系，提高银行数字化风控水平，增强银行服务实体经济的能力，以市场化、可持续的方式系统性解决产业链上中小企业融资难、融资贵问题。

参考文献：

[1]中国电子技术标准化研究院：《数字孪生应用白皮书2020版》

[2]天风证券：《Metaverse元宇宙：游戏系通往虚拟现实的方舟》

[3]安信证券：《三维GIS 或将成为元宇宙的“操作系统”》

[4]东吴证券：《通向元宇宙的技术路径和基础设施》

[5]埃森哲：《体验数字孪生，让产品变“活”》

[6]华创证券：《通信行业重大事项点评6G初探——万物智联、数字孪生》

[7]前瞻：《AI+数字孪生发展现状、应用场景及典型企业案例分析》

[8]知识自动化：《数字孪生的前世今生》

[9]华为：《数字孪生城市白皮书》

[10]华安证券：《Roblox打造数字绿洲，数字孪生逐渐引起关注》

[11]财经网：《数字孪生：重构金融风险治理范式》

[12]人民日报：《应用日益广泛的数字孪生技术》

[13]民生证券：《从波音737MAX失事全面解读数字孪生概念》

[14]央行研究局：《中小微企业融资难是世界性难题，我国存在5大困境》

[15]量子位：《黄仁勋骗过了全世界，三个多月都没人发觉！皮衣是假的厨房是假的，连他自己都是假的》

[16]36氪：《数字孪生时代，崛起的虚拟人》

[17]互联网怪盗团：《关于元宇宙（Metaverse），我所知道的一切》

[18]腾讯研究院：《关于元宇宙（Metaverse）的灵魂拷问，听听专家怎么说》

[19]竞核：《71页Metaverse研报：科技巨头内容硬科技新战事，腾讯网易字节押注未来》

[20]经济学人集团：《Facebook下一站：成为“元宇宙”公司》

[21]CBInsights：《中国产业数字化发展报告》

[22]IDC FutureScape：《2019全球IT市场十大预测》

[23]Nature Portfolio：《数字孪生研究中的创新与应用》

[24]Nature: Make more digital twins

[25]Markets and Markets: Digital Twin Market - Global Forecast to 2026

[26]Grand View Research: Digital Twin Market Size, Share & Trends Analysis Report, And Segment Forecasts, 2021 – 2028

[27]GM Insights: Digital Twin Market Size,Industry Analysis Report, Regional Outlook, Growth Potential, Competitive Market Share & Forecast, 2021–2027

作者：李万林

编辑：陆昕卉

制图：曹    蕾