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【摘 要】 白皮書聚焦全球及我國5G融合應用發展態勢，重點發布第四屆“綻放杯”5G應用征集大賽項目的深度洞察，并對《5G應用“揚帆”行動計劃（2021-2023年）》中重點發展的15個領域應用進行深度分析，提出5G技術向行業應用轉化經歷四個發展階段，各領域5G應用將梯次導入，呈現出螺旋上升發展模式；分析了5G應用商業模式創新及5G產業鏈新體系發展情況，最后提出我國5G應用規模化發展的建議。

【目 錄】

一、5G融合應用發展態勢

1.1 全球5G網絡持續普及，行業終端成為市場發展新藍海

1.2 全球5G應用初顯成效，但整體仍處于初期階段

1.3 我國5G應用正從“試水試航”走向“揚帆遠航”

二、第四屆“綻放杯”5G應用征集大賽項目洞察

2.1 參賽數量大幅增長，獲獎項目粵浙蘇京領跑

2.2 行業應用廣度拓寬，與千行百業加速融合

2.3 5G應用成熟度大幅提升，15%項目已實現“解決方案可復制”

2.4 5G與各類新技術融合創新，關鍵技術能力不斷提升

2.5 行業需求進一步聚焦，通用型終端需求旺盛

2.6 解決方案提供商參與力度持續加大

三、“揚帆”重點領域應用分析

3.1 5G+信息消費領域創新活躍

3.2 5G+融合媒體多元化互動式場景日益豐富

3.3 5G+工業互聯網逐步深入核心環節

3.4 5G+車聯網正從探索期向市場啟動期轉變

3.5 5G+智慧港口領域聚焦港口無人化建設

3.6 5G+智能采礦為安全生產護航

3.7 5G+智慧電力構建數字電網體系

3.8 5G+智慧醫療助力跨區域醫療資源協同

3.9 5G+文化旅游領域開拓線上線下新場景

3.10 5G+智慧城市提升城市治理水平

3.11 5G+智慧物流實現物流裝備高速互聯和遠程交互

3.12 5G+智能油氣領域實現油氣的增儲上產

3.13 5G+智慧農業開啟數字鄉村新圖景

3.14 5G+智慧水利創造治水新模式

3.15 5G+智慧教育提升教育資源供給能力

四、5G融合應用規模化發展路徑與建議

4.1 5G技術向行業應用轉化將經歷四個階段

4.2 不同行業的數字化水平和需求，決定5G技術創新擴散速度

4.3 5G應用場景梯次導入，螺旋式上升實現規模復制

4.4 5G與行業深度融合，促進產業鏈擴充形成新體系

4.5 商業模式初具雛形，生態價值逐漸凸顯

4.6 5G融合應用規模化發展建議

來源：全國信標委智慧城市標準工作組

　　城市數字孿生通過在數字空間對城市物理空間和社會空間進行全要素表達、全過程呈現、全周期可溯，實現城市全面感知、虛實交互、智能決策、精準控制，推動城市智能化、智慧化發展。

　　當前，城市數字孿生已經發展成為支撐智慧城市的重要技術手段。為做好城市數字孿生標準化工作整體規劃，有序推動相關標準制定與應用實施工作，全國信標委智慧城市標準工作組組建了城市數字孿生專題組，并聯合相關單位編制了《城市數字孿生標準化白皮書（2022版）》。

　　白皮書在系統研究城市數字孿生內涵、典型特征、相關方等基礎上，構建了城市數字孿生技術參考架構，梳理了城市數字孿生關鍵技術和典型應用場景，總結了城市數字孿生發展現狀、發展趨勢、面臨的問題與挑戰及國際國內標準化現狀。在此基礎上，白皮書探索形成了“城市數字孿生標準體系總體框架（1.0版）”，并提出了擬研制標準建議和標準化工作建議。白皮書構建了城市數字孿生標準化路線圖，為后續相關標準研制、應用實施指明了方向。

　　城市數字孿生典型特征

　　全面感知：城市數字孿生以全面感知為前提。城市是一個復雜巨系統，時刻處于發展變化中，必須時刻掌握物理城市的全局發展與精細變化，實現孿生環境下的數字城市與物理城市同步運行。

　　精準映射是構建數字世界并建立數字世界與物理世界緊密關系的過程。

　　智能推演是城市數字孿生具備智慧能力的體現，是實現對物理城市進行科學預測、指導與優化的關鍵。

　　動態可視：指通過將感知的多源數據進行數字化建模和可視化渲染，城市數字孿生提供了全要素、全范圍、全精度真實的渲染效果，實現全空間信息和城市實時運行

　　虛實互動：指物理空間與數字空間的互操作和雙向互動，借助物聯網、圖形/圖像、AR/VR、人機交互等領域技術的協同和融合，實現城市級虛實空間融合、控制與反饋等能力。態勢的動態展示。

　　協同演進是城市數字孿生具有高階智慧能力的體現。城市數字孿生過程中，物理城市與數字城市在城市運行、數據、技術、機制等方面存在長期協同關系，長期相互反饋、相互影響。

來源：全國信標委智慧城市標準工作組、中國電子技術標準化研究院

隨著數字時代的到來，全面推進城市數字化轉型，構建與城市數字化發展相適應的現代化治理體系與治理能力，已成為推進新型智慧城市、數字中國建設的關鍵任務。

城市大腦以實現高效能治理為目標，已成為各地方構建經濟治理、社會治理、城市治理等全方位城市治理體系的有效抓手。近年來，各地方結合自身發展需求，積極探索推進城市大腦建設，積累了豐富的實踐案例，但同時也面臨著各種各樣的發展難題。為建立社會各界對城市大腦的統一認識，系統分析城市大腦發展現狀、問題與挑戰、發展趨勢，為城市大腦健康發展建言獻策，中國電子技術標準化研究院組織38家相關產學研用單位，共同編寫完成《城市大腦發展白皮書（2022版）》（以下簡稱“白皮書”）。

白皮書針對城市大腦發展現狀、發展趨勢、內涵定義、總體架構、應用場景等方面進行系統性總結與分析，為相關各方參與城市大腦規劃、建設、運營與管理提供了科學指導。值得一提的是，白皮書通過充分整合城市大腦領域相關研究機構、建設運營單位的力量，創新性地以多維度架構形式界定了城市大腦的內涵和外延，對城市大腦與相關近似概念間的區別與聯系進行了分析與闡述，為統一社會各界對城市大腦的認識提供了重要參考。 　

數字孿生是一種“實踐先行、概念后成”的新興技術理念，與物聯網、模型構建、仿真分析等成熟技術有非常強的關聯性和延續性。

來源 | 中國移動通信有限公司研究院（轉載請注明來源）

編輯 | 蒲蒲 數字孿生是一種數字化理念和技術手段，它以數據與模型的集成融合為基礎與核心，通過在數字空間實時構建物理對象的精準數字化映射，基于數據整合與分析預測來模擬、驗證、預測、控制物理實體全生命周期過程，最終形成智能決策的優化閉環。其中，面向的物理對象包括實物、行為、過程，構建孿生體涉及到的數據包括實時傳感數據和運行歷史數據，集成的模型涵蓋物理模型、機理模型和流程模型等。

隨著經濟社會數字化轉型的持續推進，數字孿生逐漸成為產業各界關注的熱點技術。數字孿生起源航天軍工領域，近年來持續向智能制造、智慧城市等垂直行業拓展，實現機理描述、異常診斷、風險預測、決策輔助等應用價值，已成為助力企業數字化轉型、促進數字經濟發展的重要抓手。

《數字孿生技術應用白皮書（2021）》聚焦數字孿生關鍵技術和行業應用發展，梳理數字孿生整體發展情況，深入分析技術體系和典型垂直行業應用場景，旨在為產業界在規劃實施數字孿生相關應用時提供參考借鑒，助力數字孿生技術演進和產業發展。

白皮書指出，從政策層面來看，數字孿生成為各國推進經濟社會數字化進程的重要抓手；從行業應用層面來看，數字孿生成為垂直行業數字化轉型的重要使能技術；從企業主體層面來看，數字孿生被納入眾多科技企業戰略大方向，成為數字領域技術和市場競爭主航道；從標準化層面來看，數字孿生標準體系初步建立，關鍵領域標準制修訂進入快車道。

數字孿生具有四個典型的技術特征：

（一）虛實映射。數字孿生技術要求在數字空間構建物理對象的數字化表示，現實世界中的物理對象和數字空間中的孿生體能夠實現雙向映射、數據連接和狀態交互。

（二）實時同步。基于實時傳感等多元數據的獲取，孿生體可全面、精準、動態反映物理對象的狀態變化，包括外觀、性能、位置、異常等。

（三）共生演進。在理想狀態下，數字孿生所實現的映射和同步狀態應覆蓋孿生對象從設計、生產、運營到報廢的全生命周期，孿生體應隨孿生對象生命周期進程而不斷演進更新。

（四）閉環優化。建立孿生體的最終目的，是通過描述物理實體內在機理，分析規律、洞察趨勢，基于分析與仿真對物理世界形成優化指令或策略，實現對物理實體決策優化功能的閉環。

作為發展數字經濟的重要使能技術，數字孿生近年來備受業界關注，技術體系不斷發展，核心技術快速演進，產業生態持續完備，行業應用走深向實，成為促進工業、城市、交通、網絡等垂直行業實現數智化轉型的重要抓手。

但同時也需要注意，數字孿生作為一項新興技術理念，尚處于發展初期，仍存在許多短板問題亟待破解。

一是實施成本高企。數字孿生技術的實現涉及到企業研發、生產、供應鏈、管理等系統的改造，投資大、沉沒成本高。受限于此，目前數字孿生往往僅能成為大企業“錦上添花”的高端技術應用，而難以成為廣大小企業“雪中送炭”的普適技術應用。

二是產業基礎薄弱。數字孿生產業鏈長、分工細致、碎片化程度高，跨領域之間的技術融合性較差、資源整合難，存在IT企業不懂行業機理、OT企業難以報團的突出痛點，亟需產業整合者的出現。

三是商業模式不成熟。不同垂直行業對數字孿生的需求差異大，垂直行業內需求“長尾效應”顯著，解決方案的可復制性不強，導致數字孿生應用多以項目交付型為主，平臺化、模塊化程度較低，不利于高效推廣。

四是技術短板凸顯。在機理建模、仿真分析、數據集成等方面的技術短板制約了數字孿生技術整體的應用深度，同時部分核心技術被國外龍頭企業壟斷，“安可”有潛在風險。

整體上來看，為進一步促進數字孿生技術融合發展，形成產業合力，推廣技術應用，打造賦能千行百業的通用技術底座，業界需要從頂層設計、技術攻關、生態構建和標準化四個層面重點突破。

一是頂層設計層面，在相關部委指導下聯合產業多方智庫力量盡快研究明確數字孿生中長期發展規劃，為技術產業發展指明方向和路徑。同時建立完備的數字孿生評價體系，從建模精度、數據互通性、同步演進性、智能化程度、系統間數據的共享程度等多種維度構建評價指標，牽引數字孿生向高階演進。

二是技術攻關層面，聚焦數字孿生基礎理論及關鍵核心技術，鼓勵產學研聯合研發，在信息建模、機理建模、模型同步、模型融合、智能決策、智能感知和信息安全等方面突破一批技術瓶頸，形成基礎扎實、穩定成熟的技術體系。

三是生態構建層面，數字孿生產業鏈長，技術體系復雜，垂直行業壁壘高筑，需要產業各方協同創新、優勢互補、形成合力，特別是在基礎設施共建、跨領域技術融合、數據共享互認、能力開放互用等方面形成長效協同機制，依托產業聯盟、創新中心等方式加深產業鏈的交流合作與需求對接，構建優勢互補、協同共贏的產業生態。

四是標準化層面，在技術發展初期，盡快完善術語、通用架構等基礎共性標準，形成統一的話語體系和規范性指導框架。在此基礎上，進一步對信息模型、數據集成、平臺等數字孿生核心要素和垂直行業應用模式進行規范統一，力求快速形成覆蓋數字孿生基礎共性、關鍵技術和行業應用的標準體系。

近日，由中國電子信息產業發展研究院推出的《“工業互聯網平臺+數字仿真”發展白皮書》（征求意見稿），在第三屆中國工業互聯網大賽“工業互聯網+數字仿真”專業賽啟動儀式上正式發布，白皮書分為發展現狀、趨勢展望、內涵特征以及架構體系四部分。

當前，全球新一輪科技革命和產業變革深入推進，數字仿真軟件作為工業軟件皇冠上的明珠，加速與大數據、人工智能、區塊鏈等新一代信息技術融合，在數字空間對物理世界運行規律進行全方位、高精度模擬，深刻變革傳統試驗手段。ANSYS、西門子、達索等國際巨頭企業憑借技術先發優勢，打造了一批數字仿真解決方案，廣泛滲透應用于經濟社會各領域，不斷鞏固和強化制造業領先地位。

隨著新一代信息技術與制造業加速融合，連接工業全要素、全產業鏈、全價值鏈的工業互聯網平臺成為制造業開展數字化、網絡化、智能化轉型升級的重要載體。工業互聯網平臺封裝有大量的云化工業機理模型，與數字仿真軟件形成互促共進的發展態勢。“平臺+數字仿真”成為數字仿真的重要發展趨勢，進一步強化技術供給、擴展應用范圍、完善產業生態，功能體系得到全方位提升，更加高效賦能制造業轉型升級。

在此需要說明的是，數字仿真的起源是單機的數字仿真，近年來才逐漸衍生出“平臺+數字仿真”的發展趨勢。因此，第一章節，國際仿真產業呈現寡頭壟斷態勢和國內自主仿真在探索中艱難前行兩部分主要聚焦數字仿真，“平臺+數字仿真”創造換道超車機遇部分主要聚焦“平臺+數字仿真”。

近日，由工業4.0研究院編寫的《數字孿生電網白皮書》正式發布。近幾年，電力行業引入數字孿生體技術，逐步形成了較為廣泛的數字孿生體應用場景。工業4.0研究院指出，電網行業具有價值較高、技術要求不復雜等特點，非常適合作為數字孿生體應用的先導性場景。

經過去10多年高速發展，電網行業的信息化程度較高，已經能夠滿足管理信息化的需要，但這還是數字化轉型的一個部分，因為管理信息化具有高維度和（數據）顆粒度大的特點，這對精細化甚至于精準化管理來講，面臨應用難度高和效果不足的挑戰。

電網行業最近幾年不斷引入數字孿生體技術，總體效果并不理想，其本質原因是沒有深入到設備系統層，傳統的信息化方法難以在生產現場應用，人還是生產系統的主要角色。為了解決這個問題，應引入新的概念體系，重構傳統的技術手段和實踐方式，數字孿生電網是一個較好符合需要的新方法。

本白皮書設計了數字孿生電網參考架構，展現了數字孿生基礎設施、數字孿生體平臺和數字孿生體應用三個層面的建設指引。跟其他類似的參考架構不同，數字孿生電網參考架構采用了開放體系，可以實現“建設-運行-優化”的閉環優化，這正是數字孿生體的潛力所在。

針對數字孿生電網可持續改進特征，白皮書還提出了從1.0到3.0的演進路徑，預計經過10年左右的時間，數字孿生電網將實現全局和全生命周期生產運行需要，達到源網荷儲一體化等管理目標。

為了加速數字孿生體產業的專業化分工和發展，本白皮書專門開辟了“數字孿生電網開源社區”章節，對數字孿生化、資產管理、物聯網、GIS系統、5G模組和數字孿生大腦等六大開源模塊做了介紹。

由工信部中國電子技術標準化研究院牽頭編寫的2020年《數字孿生應用白皮書》在中國國際高新技術成果交易會發布，作為新基建背景下的重要研究成果，該白皮書對當前我國數字孿生的技術熱點、應用領域、產業情況和標準化進行了分析，同時收錄了在智慧城市、智慧交通、智慧能源、智慧建筑、智能制造、智慧健康6大領域的31個應用案例。

此次白皮書重點考察了我國數字孿生應用的發展現狀與趨勢，并指出數字孿生將從以下六個應用層面推動我國經濟社會的發展：

一是促進數字經濟與實體經濟融合，加快產業升級

二是貫通工業生產信息孤島，釋放數據價值

三是統籌協調系統內外部變化，實現資源能源優化配置

四是實現全要素數字化，推動新型智慧城市建設

五是優化城市設計布局，打造科學公共服務體系

六是基于醫療大數據合理分配醫療資源，提升公共健康保障效率

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導讀：工業智能以工業數據為基礎，人工智能算法為核心，其他先進信息技術為輔助，通過對工業產業鏈中的各個環節、對象進行深度滲透與改造，面向工業場景提供綜合智能技術解決方案，從而達到重塑工業形態、提升工業能效的目的，也即以增量帶動存量，以創新引領革新。工業智能促使工業產業形態躍遷，智能化、網絡化、信息化將成為工業產業下一階段的新標簽，通過重塑工業形態、提高生產效率、優化資源配置、創新生產模式，工業智能將通過綜合智能技術釋放工業產業的巨大潛力。

《工業智能前沿報告》分析了工業智能在全球范圍的發展態勢，并對我國工業智能發展現狀進行解讀，從政策、產業、技術等多視角分析工業智能核心要素。報告針對工業智能所涉及的人工智能數據、算法、模型及其與5G、多模態計算等先進信息技術融合等方面進行具體分析，闡述工業智能發展中相應的技術趨勢以及現存的工程難題，通過研究現有問題，指出工業智能的發展瓶頸和突破方向。最后，給出工業智能發展的相關政策建議，展望工業智能的重要方向。