數字孿生與元宇宙對偶，是元宇宙在生產制造領域的映射。
數字孿生可視為工業元宇宙：通過實時IOT數據在數字孿生模型中推動工業全業務流程閉環優化，并持續通過數據修正和完善物理模型。隨著工業互聯網、邊緣計算、5G、云計算等技術成熟度提升，數字孿生有望逐步從概念走向現實。數字孿生的本質是設備可識別標識、工程人員知識經驗及管理層關鍵決策在系統流程中的閉環傳遞，最終實現高水平的智能化轉型。
數字孿生包括連接層、映射層和決策層：連接層具備采集感知和反饋控制功能，是數字孿生賦能制造業的關鍵環節；映射層具備信息互通、模型互通和數據集市功能，基于信息模型構建和融合實現工業通信優化，打通數據孤島；決策層以低成本的方式將指令反饋至物理實體，實現閉環控制。
數字孿生應用以分立的單場景及精細化為主：在增加數字孿生深度、拓展數字孿生維度和精細化數字孿生顆粒度三個方向中，精細化數字孿生顆粒度累計占比高達87%，遠超過其他兩個方向。綜合分析各方向占比，2021年數字孿生落地應用情況以分立的單場景應用及精細化為主，而對于全生命周期優化及復雜場景的賦能不足，發展水平及成熟度處于較初級的階段。
綜合考量數字孿生的應用維度、發展成熟度及對場景的賦能水平，最具投資價值的應用場景是物料需求預測及良品率提升。另一方面，數字孿生在生產和安全環節實用性得分最高，投資價值最高，原因在于生產環節涉及大量設備，自動化程度較高從而對實時性要求高，數字孿生可低成本實現實時系統，而安全環節對人的依賴性強，亟需數字孿生仿真降低成本。
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物聯網
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物聯網及其平臺將成為中國第二產業未來增長的重要驅動力。
宏觀環境：國內生產總值同比增速呈下降趨勢，國民經濟增長的新動能亟待出現，三大產業中第三產業對國內生產總值的貢獻率逐步超越第二產業，物聯網及其平臺將成為第二產業未來增長的重要驅動力。
平臺崛起：互聯網及物聯網平臺具有高度中心化的屬性，科技公司通過互聯網化深耕自身平臺，可獲得從用戶到服務的顯著正外部性效應，因此物聯網平臺極具商業價值。
平臺功能：物聯網平臺在物聯網產業鏈中處于關鍵地位，基于底層云計算資源提供開放的云服務，允許各類應用在平臺中開發、部署和運營，并對所有接入物聯網的終端設備和底層硬件進行連接管理和監控。
平臺規模：因物聯網平臺可廣泛用于物聯網各下游應用領域，如智能家居、智慧工業、教育等，其驅動來自應用層的需求，下游需求爆發與行業場景的完善自下而上促進物聯網平臺層的發展。中國物聯網平臺層市場規模增長迅速，預計未來五年同比增長率接近50.0%，2025年市場規模將達到2,061.3億元，2020-2025年預測年復合增長率高達50.0%。
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近年來，數字孿生得到越來越廣泛的傳播。同時，得益于物聯網、大數據、云計算、人工智能等新一代信息技術的發展，數字孿生的實施已逐漸成為可能。
人工智能通過智能匹配最佳算法，可在無需數據專家的參與下，自動執行數據準備、分析、融合對孿生數據進行深度知識挖掘，從而生成各類型服務；數字孿生有了人工智能技術的加持，可大幅提升數據的價值以及各項服務的響應能力和服務準確性，賦能給各垂直行業。
01、AI+數字孿生產業現狀
數字孿生依托知識機理、數字化等技術構建數字模型，利用物聯網等技術將物理世界中的數據及信息轉換為通用數據，并且結合AR/VR/MR/GIS等技術將物理實體在數字世界完整復現出來。在此基礎之上，利用人工智能、大數據、云計算等技術做數字孿生的描述、診斷、預警/預測及智能決策等共性應用賦能給各垂直行業。
由此可見，人工智能是數字孿生生態的底層關鍵技術之一，其必要性主要體現在數字孿生生態系統中的海量數據處理、系統自我優化兩個方面，使數字孿生生態系統有序、智能運行，是數字孿生生態系統的中樞大腦。
根據中國電子技術標準化研究院對數字孿生生態的構成分析，數字孿生生態系統主要可以分為基礎支撐層、數據互動層、模型構建與仿真分析層、共性應用層以及行業應用層等。
人工智能技術主要應用在仿真分析層面，在仿真分析層，根據中國電子技術標準化研究院發布的《數字孿生應用白皮書》，如何在大體量的數據中，通過高效的挖掘方法實現價值提煉，是數字孿生重點解決問題之一。
數字孿生信息分析技術，通過AI智能計算模型、算法，結合先進的可視化技術，實現智能化的信息分析和輔助決策，實現對物理實體運行指標的監測與可視化，對模型算法的自動化運行，以及對物理實體未來發展的在線預演，從而優化物理實體運行。
02、AI+數字孿生的應用
近年來，數字孿生得到越來越廣泛的傳播。同時，得益于物聯網、大數據、云計算、人工智能等新一代信息技術的發展，數字孿生的實施已逐漸成為可能。人工智能通過智能匹配最佳算法，可在無需數據專家的參與下，自動執行數據準備、分析、融合對孿生數據進行深度知識挖掘，從而生成各類型服務；數字孿生有了人工智能技術的加持，可大幅提升數據的價值以及各項服務的響應能力和服務準確性，賦能給各垂直行業。
現階段，除了航空航天領域，AI和數字孿生的融合還被應用于電力、船舶、城市管理、農業、建筑、制造、石油天然氣、健康醫療、環境保護等行業，特別是在智能制造領域，數字孿生被認為是一種實現制造信息世界與物理世界交互融合的有效手段。
未來，技術的不斷發展迭代將支持數字孿生應用的普及。可以預測，行業將會朝著數字孿生開發平臺邁進：企業可以將來自不同系統的數據聚合到一個統一的交互式可視化界面，對商品的整個生命周期進行操作，支持業務流的可視化查看和交互，以獲得全新的洞察。
03、AI+數字孿生應用場景
數字孿生最早應用于工業制造領域，在生產中發揮了很好的聯通物理和信息兩個世界的橋梁和紐帶作用。隨著大數據、物聯網和人工智能等技術的不斷發展，數字孿生的形態和概念不斷擴展，并逐步提升為多維動態的管理模式和解決方案，同樣對零售、教育、傳媒等領域產生了深刻的影響。
場景一
AI數字孿生彌補零售行業線上與線下鴻溝，打造可觸摸的交互式生態環境。
場景二
AI數字孿生突破傳統限制，實現三維立體文化傳播與展示。
場景三
實現教育信息化2.0環境下的全周期、全數據、全空間和全要素的學習。
場景四
AI數字孿生反映實體建筑的全生命周期過程。
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