前瞻服务热线： 800-8306390 800-8306395 400-0687188 传真： 0755-82940718 AI+数字孪生发展现状、应用场景及典型企业案例 分析 客观 中性 建设性 -1- AI+数字孪生 目 录 CONTENTS 第一部分： AI+数字孪生产业现状 . 2 1、 AI+数字孪生的演进 . 2 2、 AI+数字孪生的应用 . 5 第二部分： 应用场景与典型企业 . 8 1、 应用场景 . 8 2、 典型企业 . 15 图 表 目 录 图表： 数字孪生技术的典型特征 . 2 图表： 人工智能技术在数字孪生生态仿真分析层中的应用 . 3 图表： 数字孪生的 三个世界 . 3 图表： 虚拟孪生世界的四个发展阶段 . 4 图表： AI+数字孪生的演进 . 5 图表： AI+数字孪生赋能垂直行业 . 5 图表： AI+数字孪生应用领域 . 6 图表： AI 数字孪生赋能零售行业 . 8 图表： AI+数字孪生在零售供应链中的应用 . 9 图表： AI+数字孪生在传媒领域中的应用 . 10 图表： 数字孪生在物质文化遗产领域的运行机制 .11 图表： 数字孪生在物质文化遗产领域的运行机制 . 12 图表： AI 数字孪生对教育领域的影响 . 13 图表： 数字孪生建筑特点 . 14 图表： 数字孪生建筑典型应用场景 . 14 图表： 达索系统公司 3D Experience 平台应用及功能 . 15 图表： 影谱科技核心技术 . 16 图表： 影谱科技 MADT 引擎应用领域 . 17 图表： Unity 平台应用领域 . 17 图表： Unity 游戏领域解决方案 . 18 图表： Unity 汽车运输与制造领域解决方案 . 18 图表： Unity 电影与动 画领域解决方案 . 19 图表： Unity 建筑工程与施工领域解决方案 . 19 客观 中性 建设性 -2- AI+数字孪生 第一部分： AI+数字孪生 产业现状 1、 AI+数字孪生 的 演进 （ 1）人工智能在 数字 孪生 中的应用 数字孪生 是以数字化方式创建物理实体的虚拟实体，借助历史数据、实时数据以及算法模型 等，模拟、验证、预测、控制物理实体全生命周期过程的技术手段。 从数字孪生 的定义来看，数字孪生具有互操作性、 可 扩展性、实时性、 保真 性以及闭环性等特 征。 图表： 数字孪生技术 的典型特征 资料来源： 中国电子 技术 标准化 研究院 前瞻产业研究院整理 数字孪生作为一项关键技术和提高效能的重要工具，可以有效发挥其在模型设计、数据采集、 分析预测、模拟仿真等方面的作用，助力推进数字产业化、产业数字化，促进数字经济与实体经济 融合发展。 数字孪生依托知识机理 、数字化等技术 构建 数字模型 ， 利用物联网等技术将物理世界中的数据 及信息 转 换为通用数据， 并且 结合 AR/VR/MR/GIS 等技术将 物理 实体 在 数字世界完整复现出来 。 在此基础之上 ， 利用 人工智能、大数据、云计算等技术做数字孪生的描述、诊断、预警 / 预测及 智能决策等共性应用赋能给各垂直行业。 由此可见 ， 人工智能 是 数字孪生 生 态的底层关键技术之一， 其必要性主要体现在数字孪生 生态 系统中 的海量数据处理、系 统自我优化两个方面，使数字孪生生态 系统有序、智能运行， 是数字孪 生 生态系统的中枢大脑 。 根据 中国电子 技术 标准化 研究院 对 数字孪生生态的 构成分析 ，数字孪生生态系统主要可以分为 客观 中性 建设性 -3- AI+数字孪生 基础支撑 层、数据互动 层 、 模型构建 与仿真分析层、共性应用层以及行业应用层等。 人工智能技术 主要 应用在仿真分析层面 ， 在 仿真分析层， 根据 中国电子技术标准化研究院 发布 的 数字孪生 应用白皮书 ， 如何在大体量的数据中，通过高效的挖掘方法实现价值提炼，是数字 孪生重点解决问题之一。数字 孪生 信息分析技术，通过 AI 智能计算模型、算法，结合先进的可视 化技术，实现智能化的信息分析和辅助决策，实现对物理实体运行指标的监测与可视化，对模型算 法的自动化运行，以及对物理实体未来发展的在线预演，从而优化物理实体运行。 图表： 人工智能技术在 数字 孪生 生态仿真分析 层 中的应用 资料来源： 中国电子 技术 标准化 研究院 前瞻产业研究院整理 （ 2） AI+数字孪生的演进 冯升 华 在数字孪生 与 AI 技术 的融合应用 中提出 ，在数字 孪生时代 ， 人类认识 和改造世界 的手段 分为 三种 ， 第一种是用我们的身体、五官直接感受、体验客观世界。以此种方式构建的对客观世界的认知 被定义为“体验世界”。第二种是借助工具，包括传感器、测量仪器等，以数据化的方式表达客观 世界。以此种方式构建的对客观世界的认知被定义为“数据世界”。第三种方式是借助计算机，通 过建模的方式表达和认知客观世界 ， 以此种方式构建的对客观世界的认知被定义为“虚拟世界”。 图表： 数字孪生的三个 世界 客观 中性 建设性 -4- AI+数字孪生 资料来源： 冯升 华 数字孪生 与 AI 技术 的融合应用 前瞻产业研究院整理 在借助 计算机与 计算机 技术的 虚拟孪生世界中 ， 可以分为四个 发展 阶段， 即几何外观虚拟孪 生、多学科多专业虚拟孪生、全生命周期虚拟孪生，以及多尺度上下文虚拟孪生。 图表： 虚拟孪生世界的 四个发展阶段 资料来源： 冯升 华 数字孪生 与 AI 技术 的融合应用 前瞻产业研究院整理 人工智能作为 数字孪生生态的底层关键技术之一， 其与 数字 孪生 的融合演进也贯穿 在 这 四个阶 段中 。 20 世纪 80 年代 ， 以 CATI 为代表的三维设计软件诞生，将产品设计从 2D 升级到 3D，带来了 “所见即所得”的技术。从尺寸、材质、外观上，逼真地表达产品的几何外观。这一阶段的虚拟孪 生主要为几何外观孪生。基于 人工智能算法，可以对企业零部件库进行聚类分析，实现零部件自动 分类 和检索，提升 零部件标准化 水平，降低维护 成本 和 采购 成本，进而提升产品 质量 。 20 世纪 90 年代 ， 产品设计进入数字样机时代。数字样机不仅承载产品的几何外观知识，还承 载产品内在的多学科多专业知识。这一阶段的虚拟孪生进化为多学科多专业孪生。 人工智能技术与多学科多专业孪生技术相结合，使计算机辅助设计进化为创成式设计，也称为 生成式设计或认知增强设计。 对于 零件设计、 整机 设计以及加工 方式等 环节， 人工智能技术 将结合 通过 算法选择 最优的 设计结果、 生产方式 等。 在 20 世纪 90 年代末期 ， 引入了产品全生命周期的概念 。 人工智能技术在产品生命周期各个环 节中都有广泛的应用。在需求分析阶段，利用网络爬虫技术从各种论坛中获取用户声音，借助语义 分析、数据洞察定义市场需求。在设计阶段，通过对企业零部件库进行聚类分析，以提升零部件重 用率，采用认知增强设计缩短设计周期。在制造运营 阶段，通过供应链优化、车间物流优化、 APS 等，融入人工智能技术，提升效率，降低成本。 到了 21 世纪 10 年代，激烈的市场竞争使企业更加注重如何为消费者带来最 佳体验，虚拟孪生 的范围也从企业内部扩展到产品使用的上下文环境。 以汽车为例，汽车要在道路上行驶，为了让司 机和乘客获得最佳的驾驶体验，除了汽车本身，在城市中行驶还必须构建虚拟的司乘、道路、城市 环境。 客观 中性 建设性 -5- AI+数字孪生 图表： AI+数字 孪生的演进 资料来源： 冯升 华 数字孪生 与 AI 技术 的融合应用 前瞻产业研究院整理 2、 AI+数字孪生 的 应用 近年来，数字孪生得到越来越广泛的传播。同时，得益于物联网、大数据、云计算、人工智能 等新一代信息技术的发展，数字孪生的实施已逐渐成为可能。 人工智能 通过智能匹配最佳算法，可在无需数据专家的参与下，自动执行数据准备、分 析、融 合对孪生数据进行深度知识挖掘，从而生成各类型服务；数字孪生 有了 人工智能技术 的加持，可大 幅提升数据的价值以及各项服务的响应能力和服务准确性 ， 赋能给各垂直行业。 图表： AI+数字孪生 赋能 垂直行业 资料来源： 中国电子 技术 标准化 研究院 前瞻产业研究院整理 现阶段，除了航空航天领域， AI 和 数字孪生 的 融合 还被应用于电力、船舶、城市管理、农 业、建筑、制造、石油天然气、健康医疗、环境保护等行业，特别是在智能制造领域，数字孪生被 认为是一种实现制造信息世界与物理世界交互融合的有效手段。 客观 中性 建设性 -6- AI+数字孪生 图表： AI+数字孪生应用领域 资料来源： 中国电子 技术 标准化 研究院 前瞻产业研究院整理 随着数字孪生 技术在 智能制造 领域 被证明 其高效、低成本的优势 ，数字孪生的技术应用逐步 从 智能制造向 各个领域渗透，众多企业也已在尝试利用数字孪生促进产品全生命周期管理，为远程操 控、智慧城市管理、健康监测与管理等方面提供了更多可能。作为数字化发展的高级阶段，数字孪 生将向综合企业数字化、信息化、智能化发展历程融合推进。 商业服务及 流通领域 预计 将 是 AI+数字孪生 的 下一个主要应用领域， 与其他产业相比，商业服 务及流通领域具备整体数据化程度较高、提升生产效率直接影响产出的特征，这意味着加大 AI 孪 生技术应用将最大程度体现“降本增效”。 在物流 领域， 北京科技大学博士生导师、物流技术与应用执行主编赵宁教授分析认为，物 流 技术领域极其适合应用数字孪生技术进行科研和创新。数字孪生潜在优势在于测试各种假想情 形，或者与人工智能和大数据结合建立训练测试环境，对物流系统的运行进行先行检验。 在商品 零售 领域， 在过去十年中，商品零售业早已从集中式商贸流通演变成分散式个体流通， 零售流通呈现出较高数字化水平，但尽管如此，包括在线零售平台、商品生产企业的数字模型聚焦 于销售、交易环节，并不涉及商品 3D 生成建模、以及消费者使用数据反馈至生产环节，很少延伸 到在商品生命周期中占比较大的商品规划和运维阶段。 随着 5G 成熟及商品物联渗透率的提高，以商品为纽 带的商业运维、消费者数据指引新商品规 划将成为生产企业、电商平台的新趋势，让原本依赖于传统信息反馈的现场任务 （ 例如售后客服、 QA/QC、商品设计及生产规划等 ） 直接数字化，大幅提高效率和准确性，以对下一步生产作出指 引。如早在三年前，宜家、亚马逊和 Wayfair 等家居电商平台采用孪生技术来作为传统的图文商品 介绍的重要补充，亚马逊 Showroom 允许消费者将在售家具的 3D 图像放入一个虚拟房间，帮助消 费者了解商品真实外观，直接提升销量； IKEA Studio 允许用户定制整个房间，满足用户个性化在 线购物同时直接降低退货 成本，与此同时，大量的用户体验数据则给直设计师提供指引，新品更贴 近用户需求，新品产品更贴近市场需求。 国内方面 ， 领先的智能影像生产技术提供商及应用方案提供 商 影谱科技 也 在 该 领域身先士卒， 客观 中性 建设性 -7- AI+数字孪生 2020 年 ， 影谱科技推出了基于 AI 生成技术的数字孪生引擎 MADT，与影谱持续完善的 AI 生成产 品矩阵组合，为数字商业提供底层支撑。 MADT 是继其旗舰平台智能影像引擎 MAGC 之后又一 AI 生成引擎，是国内首款融合 AI+5G 的 3D 数字孪生引擎。 从生产关系角度，影谱 MADT 把商品作为一种新型数字资产，围绕商品供给体系提供实时 3D+AI 工具，数字孪生可以重塑商品生产关系，实现从产品设计、生产计划、到零售流通的全生命 周期数字化。 借助于影谱科技的 AI 实时 3D 数字孪生引擎，现在实时设计已经可以商品化，并且成本将进 一步降低。随着硬件的成熟，尤其是 VR，这些实时设计工具将更易于使用，入门门槛也会进一步 降低，商品规划设计师只需单击操作即可实现设计工具和实时引擎之间的连接。 此外 ， MADT 包括实时 3D 成像系统、 3D 视觉生成系统、人机交互系统 等 核心技术组件 ，并 实现互通互融，可快速完成物品及服务的建模、行为、交互，从而实现 除 数字零售 之外 的 智能家 居、智慧传 媒、教育培训等商业服务应用。如支持对模型数据、传感器数据或点云数据进行实时传 输和渲染，在添加物理特性和行为逻辑后，不仅可以将简单、抽象的模型和数据处理为照片级的实 时渲染效果，还可以在多个平台以 AR/VR/MR 的形式进行交互，实现数字孪生。 未来，技术的不断发展迭代将支持数字孪生应用的普及，让更多产业数字化能够制作数字孪 生。可以预测，行业将会朝着数字孪生开发平台迈进：企业可以将来自不同系统的数据聚合到一个 统一的交互式可视化界面，对商品的整个生命周期进行操作，支持业务流的可视化查看和交互，以 获得全新的洞察。 客观 中性 建设性 -8- AI+数字孪生 第二部分： 应用场景 与典型企业 数字孪生最早应用于工业制造领域，在生产中发挥了很好的联通物理和信息两个世界的桥梁和 纽带作用。随着大数据、物联网和人工智能等技术的不断发展，数字孪生的形态和概念不断扩展， 并逐步 提升为多维动态的管理模式和解决方案，同样对零售 、教育、传媒等领域 产生了 深刻的影 响。 发改委在数字经济新型基础设施研究课题中 也 进一步明确技术与产业融合的关系，数字孪 生正与人工智能深度结合，孕育出一种新的数字市场和形态。 1、 应用场景 （ 1） AI 数字孪生 弥补零售行业线上与线下鸿沟， 打造 可触摸的交互式生态环境 AI 数字孪生 对零售业的 影响 将体现在 “人 、 货 、 场 ”三个方面 ， 即 消费者 、 门店以及供应链 ， 从而 将整个零售业 变成一个可触摸 的交互式生态环境 。 图表： AI 数字孪生 赋能零售 行业 资料来源：前瞻产业研究院整理 在 消费者方面， 数字孪生技术将物理现实传递到了数字世界中，在商品及零售业的独特定位是 弥合实体商店和在线商店之间的鸿沟，使购物者可以立即参与其中，是一种无缝的线下转到线上场 景的技术方式，对商品快速 3D 建模、场景识别、互动娱乐等都是零售数字孪生的关键技术能力。 疫情期间， 3D 视频营销活动在亚马逊平台上引起极大关注，因为支持面对面互动，促使更多 零售商引入亚马逊的在线虚拟店铺功能 Amazon Sumerian，支持零售经营者创建 3D 前端体验和 3D 商品。 此外，影谱科技 也 推出了创新性 AI 数字孪生商业方案，基于独特的 AI 自动生成技术，允许零 售企业将商品对象 （ 如家具，家电、艺术品等 ） 和角色拖放到“场景” （ 例如房间，办公室环境和 景观 ） 中，或进入数字工厂，允许从第三方资源库中导入对象，通过 AI 数字孪生引擎 MADT，快 客观 中性 建设性 -9- AI+数字孪生 速自动化生成 3D 模型或一段完整的 3D 虚拟视频。与此同时，通过场景及建筑物 3D 建模功能，可 以创建包括商品在内的完整 3D 数字商店。 影谱科技 AI 数字孪生商业方案的实践意义也表现 在 门店 运营 方面 ， 通过 AI 数字孪生 技术 ， 门 店 的经营管理者 借助 历史数据、实时数据以及算法 模型 ，模拟、验证、预测实体门店的 整体生命周 期 过程，从而 提升门店管理者对市场趋势变化的敏锐度 ， 辅助 经营管理者 科学决策 。 在供应链方面 ， 北京科技大学博士生导师、物流技术与应用执行主编 赵宁教授分析认为， 物流技术领域极其适合应用数字孪生技术进行科研和创新。数字孪生技术能够使智能物流系统模仿 人的智能，形成思维、感知、学习、推理判断和自行 解决物流中某些问题的能力。数字孪生潜在优 势在于测试各种假想情形，或者与人工智能和大数据结合建立训练测试环境，对物流系统的运行进 行先行检验。 京东物流 亦提出 ， 在传统供应链管理理论框架下，无论是最佳订货批量模型、还是最优补货提 前期模型，都是基于生产商、经销商与零售商自身利润最大化的决策，尽管可以通过供应链综合计 划、协作计划、预测与补货等方式尽可能的消除供应链中的“牛鞭效应”，但依旧存在供应链全链 条利润厚此薄彼的零和博弈现象。而这些问题在数字供应链孪生中都将得以解决。 数字 孪生供应链即是供应链的数字孪生 系统。以其为载体，将预测技术（时间序列，机器学 习）、决策工具（如人工智能，运筹优化）等与数字孪生技术相结合，即形成基于数字 孪生 的决策 支持系统。数字 孪生 供应链能够突破传统供应链的响应速度和成本瓶颈，有效拉通上下游，基于数 据驱动进行精细管理和智能决策，提升供应链的效率、降低供应链的成本。 图表： AI+数字孪生 在零售 供应链 中 的应用 资料来源： 京东物流 前瞻产业研究院整理 目前 ， 世界最大的轴承制造商 SKF 已经将数字孪生模型应用到其分销网络中，该模型包含 800 个库存量单位的主要数据，涵盖 5 个系统的 40 个安装单元 ， 使供应链管理人员能够基于数字孪生 客观 中性 建设性 -10- AI+数字孪生 的可视化和完整视图进行全球化供应链管理决策。 （ 2） AI 数字孪生突破 传统 限制，实现 三维立体文化传播 与 展示 传媒领域 AI 数字孪生 在传媒领域 的 应用将 传播 媒介 从声音、二维图像及动画 上升至 三维立体 层面。 图表： AI+数字孪生 在 传媒领域 中 的应用 资料来源：前瞻产业研究院整理 根据 谭雪芳 图形化身、数字孪生与具身性在场 ：身体 -技术关系模式下的传播新视野 ， “身 体在场”的面对面交流被当成传播的理想典 型，几乎“每一种媒介都与其有着一种内在联系。 媒介演进史也表明“延伸时空”和“重获早期技术丢失的、面对面传播中的元素”是必然趋势。 同时 ， 2020 年 12 月 ， 广电总局印发了广播电视技术迭代实施方案 （ 2020-2022 年 ） ，其中 明确 在媒体领域推进融合媒体内容生产便捷化和智慧化 ， 提升媒体内容生产力和新闻报道的时效 性。 方案列出了具体的实施举措，包括：推进人工智能技术在内容制作、智能剪辑等方面的应用， 建立智能剪辑训练资源库，研发应用智能剪辑系统；逐步推动虚拟主播、动画手语等技术在新闻、 综艺、气象、科教等节目中的应用等。 新华社 的 “分身主播” 便是 数字孪生 技术 在传媒领域的一次成功实践 ，通过 对真人主播的声 音、唇形、表情动作等特征进行提取，然后再通过人脸识别建模、语音合成、唇形合成、表情合成 以及深度学习等多项人工智能技术就可将真人主播“克隆”出来。无论是在日常报道中提升电视新 闻的制作效率，降低制作成本，还是在突发报道中快速生成新闻视频，提高报道时效和质量，“ 分 身主播 ”在不同的新闻场景运用中都拥有着不可限量的未来。 2020 年 7 月 ，央视网 体育 与 影谱科技 联合打造的 国内首位体育虚拟主播既可以实时广播 CBA，还可以与用户互动、主持赛事竞答；辅助真人主播工作任务之余，也可独立 完成更多富有创 造性的深度专题报道。 客观 中性 建设性 -11- AI+数字孪生 此外 ， 2020 年 热播的芒果 TV乘风破浪的姐姐综艺节目中 ， 影谱科技作为其视觉技术独家 合作伙伴 ， 通过 AI 影像自动生产引擎 ， 有效助力了该节目的商业化触达 ， 通过深度融合智慧广电 实现了内容与商业的平衡发展。 更多的场景表现在智能化、自动化的视频内容生产，影谱科技作为国内领先的智能视频生成技 术服务商，提供的产品及服务更为多元化和场景化。 物质文化遗产 数字孪生 在 物质文化遗产 中的应用主要在于 更好地 保护、传承和开发物质文化 遗产 。 根据 数字孪生技术在物质文化遗产数字化建设中的应用 ， 目前物质文化遗产数字模型的数 据表达、组织与分析技术日趋成熟，而对应的数字化加工、处理与服务过程中的数据管理问题越发 突出，尤其是在减少对遗产原址（或原物、原迹等）的使用与损坏、遗产数据来源和数据量剧增、 遗产相关数据类型日趋复杂等情况下，如何实现物质文化遗产数字化全生命周期过程中有效实现遗 产保护与开发利用的完美统一、多源异构关联数据的有效管理与融合、数字化保护与开发利用过程 中各种行为的优化决策，就成为需要解决的重要问题，而数字孪生就是解决这一系列问题的一种有 效技术与方法。 图表： 数字孪生在 物质文化遗产领域的 运行机制 资料来源： 数字孪生技术在物质文化遗产数字化建设中的应用 前瞻产业研究院整理 数字孪生 在物质文化遗产 领域 的主要作用是 ：模拟仿真、评估、优化、分析、决策和预测数字 化建设过程，提出遗产保护与开发利用的最佳策略与方法；虚拟信息空间对物理实体进行镜像映射 过程的高效协作，监测遗产行为、状态与活动全生命周期过程，推动遗产保护与开发利用创新；遗 产数据化建设所涉及的数据资源，以此为遗产数字孪生体系管理与服务的构建、优化、改进和监测 提供数据支撑。 客观 中性 建设性 -12- AI+数字孪生 图表： 数字孪生在 物质文化遗产领域的运行机制 资料来源： 数字孪生技术在物质文化遗产数字化建设中的应用 前瞻产业研究院整理 影谱科技运用智能影像和数字孪生技术，对贵州苗族蜡染工艺进行直观展示，助力传统工艺振 兴和文化遗产保护传承，带来新科技视角下的非遗传承与发展模式。 不同于传统影像的简单记录，影谱科技对非遗文化产品进行数字化处理，对包括产品外形、材 质、特征、说明、内部形态等在内的多维度信息进行数字化解构，对应用场景进行多维可视化展 示，对生产过程进行视觉化和数字化表达，让贵州苗族蜡染工艺展示突破物理界限。 影谱科技从智 能影像生产技术与数字孪生技术在非遗传承发展的应用入手，通过非物质文化遗产的数字化形态、 基于数字孪生技术的非遗形式创新，以及智能影像生产技术的非遗立体传播等方面，能够让地域属 性较强的非遗项目走向全国乃至世界，朝着产业化、品牌化的模式迈进。 （ 3） 实现教育信息化 2.0 环境下的全周期、全数据、全空间和全要素的学习 2018 年 4 月 ，教育部印发 教育信息化 2.0 行动计划 ，其基本 目标是 通过实施教育信息化 2.0 行动计划，到 2022 年基本实现“三全两高一大”的发展目标，即教学应用覆盖全体教师、学习应 用覆盖全体 适龄学生、数字校园建设覆盖全体学校，信息化应用水平和师生信息素养普遍提高，建 成“互联网 +教育”大平台，推动从教育专用资源向教育大资源转变、从提升师生信息技术应用能 力向全面提升其信息素养转变、从融合应用向创新发展转变，努力构建“互联网 +”条件下的人才 培养新模式、发展基于互联网的教育服务新模式、探索信息时代教育治理新模式。 教育信息化步入 2.0 阶段后，信息技术将更加深度、广泛地给教育带来深刻影响。根据 张枝实 数字孪生技术的教育应用研究 ， 数字孪生技术的教育应用，能够克服当前大数据技术、物联网 技术饱和发展阶段所面 临的困境和问题，并且在人工智能技术的支撑下，利用已有教育理论和学习 客观 中性 建设性 -13- AI+数字孪生 方法建立虚拟模型，通过仿真技术探讨和预测未来，发现和寻找更优的方法与途径，实现教育信息 化 2.0 环境下的全周期、全数据、全空间和全要素的学习，为新时代教育的创新和发展提供新理念 和新方案。 整体来看 ， AI 数字 孪生技术从 微观、中观和宏观三个层面 影响 了 教育领域。 微观层面 ， 知识、经验将以跨媒介 、非结构化的具象化信息，回应学习者个性化学习诉求，解 答应用问题； 中观层面：创建孪生画像，打通软硬环境数据壁垒，激活资源活性 ，促进知识传递和 流通； 宏观层面：教育系 统将顺应信息化发展的趋势，成为孪生城市的重要网格和数据节点。 图表： AI 数字孪生对教育 领域的影响 资料来源： 张枝实 数字孪生技术的教育应用研究 前瞻产业研究院整理 在国内 已经有了 AI 数字孪生 在教育 领域 的探索， 影谱的数字孪生课堂让学生与老师可远程使 用交互式虚拟环境，疫情期间的教学需求使这一服务得以加速。 2021 年 2 月 ， 影谱科技 携手新东方 在智慧教育领域进行长足的战略延伸，以优 势技术及解决 方案完善线上线下教育融合，加速教育数字化升级。 通过 AI 影像技术，可实现智能多元化授课、 数字场景化教学等功能，同时也会为 AI 产业发展带来新的机遇。 （ 4） AI 数字孪生反映 实体建筑的全生命周期过程 “数字孪生建筑”是将数字孪生使能技术应用于建筑科技的新技术，简单说就是利用物理建筑 模型，使用各种传感器全方位获取数据的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，以反映相对应的实体 建筑的全生命周期过程。 数字 孪生 建筑具有 精准映射、虚实交互、软件定义、智能干预 等特点 。 客观 中性 建设性 -14- AI+数字孪生 图表： 数字孪生建筑特点 资料来源： 中国电子技术标准化研究院 前瞻产业研究院整理 数字孪生建筑的 典型应用场景主要有规划设计、建设实施和 运营 维护。 其中规划设计包括 场地 分析、空间分析、 功能分析 、 公用设施 分析以及信息模型 构建 ；建设实施包括 施工策划 、造价控 制、进度管理以及施工模拟；运营维护包括 物业管理 、能源监控、 安全应急 、模型维护以及模型 互 联 。 图表： 数字孪生建筑 典型 应用场景 资料来源： 中国电子技术标准化研究院 前瞻产业研究院整理 客观 中性 建设性 -15- AI+数字孪生 2、 典型 企业 （ 1）达索 系统公司 达索系统成立于 1981 年，作为从达索航空分离出来的 IT 公司，早期主要服务于飞机制造商， 解决从二维到三维的建模问题。 达索 系统公司典型的数字 孪生平台 为 3D Experience。 达索凭借航空业 CAD 设计软件的沉淀以 及收购策略，建立了复杂的产品线。 2012 年，达索提出 3D Experience 战略，并于 2014 年推出 3D Experience 平台，通过统一的平台架构，把旗下的产品逐步统一到一个平台上。实现了设计、仿 真、分析工具（ CATIA、 DELMIA、 SIMULIA 等 ）、协同环境（ VPM）、产品数据管理 （ ENOVIA）、社区协作（ 3DSwym）、大数据技术（ EXALEAD）等多种应用的打通。 3D Experience 可让所有组织整体实时了解业务活动和生态系统，将人员、想法、数据和解决 方案连接到一个始 终可用的协作和交互环境中。 3Dexperience 平台 可服务于工业、交通、航空航天等 11 个行业。平台中包含了 3D 建模应用程 序、内容与仿真应用程序、智能信息应用程序和社交协作式应用程序，以实现 3D 设计、工程、 CAD、建模、仿真、数据管理和流程管理，帮助客户以数字方式重塑先进产品开发与制造的方法， 助力数字孪生的发展。 图表： 达索系统公司 3D Experience 平台应用及 功能 资料来源： 公司官网 前瞻产业研究院整理 （ 2）影谱科技 影谱科技以人工智能视觉技术产业化为主要目标，是国内领先的智能影像生产技术提供商及应 用方案提供商。 影谱 科技拥有自主原创的 影像 视觉技术， 能够实现 影像的自动化生产。 客观 中性 建设性 -16- AI+数字孪生 图表： 影谱科技核心技术 资料来源： 公司官网 前瞻产业研究院整理 在 数字孪生 领域 ， 2020 年，影谱科技推出了基于 AI 生成技术的数字孪生引擎 MADT，与影谱 持续完善的 AI 生成产品矩阵组合，为数字商业提供底层支撑。 MADT 是继其旗舰平台智能影像引 擎 MAGC 之后又一 AI 生成引擎，是国内首款融合 AI+5G 的 3D 数字孪生引擎。 在技术特性方面， MADT 创建“面向特征数据的 AI 技术堆栈”（简称 DOTS），逐步将行业经 验部署到整个引擎的模块中，显著提高了性能、实时生成效率、成像质量、行业特性。 在可视化功能方面， MADT 光场技术融合 AI 生成技术，让互动内容实现真实感。同时，升级 实时高清渲染管线（ HDRP），提高高质量画质一体化生成进程，确保了高视觉保真度。 在产业链应用方面， MADT 将业务数据（ ET）与人工智能技术（ AI）和运营技术（ OT）整合 在一起，创建适应数字经济时代的新型可视化业务链环境， 在传媒娱乐、文化体育、科学教育多项 产业形成生态优势。 在教育行业 ，影谱的数字孪生课堂让学生与老师可远程使用交互式虚拟环境，疫情期间的教学 需求使这一服务得以加速。 客观 中性 建设性 -17- AI+数字孪生 在新零售行业，零售商能使用 MADT 来升级在线零售店铺及商品管理，让更多的客户获得与 线下一致的购物体验 ； 在商品创建方面， MADT 可以让身处不同地点的同事（在 VR， AR 或屏幕 上）研究产品的交互式虚拟模型，并将元数据附加到有关其材料、价格等的每个组件上；在数字内 容创建方面， MADT 无需第三方数据库就能创建 3D 视频、交互式虚拟 IP、虚拟主播； 在企业培训 方面，针对复杂场景的准确注释使其成为各种行业中虚拟协作的强大工具。 在文创方面 ， 基于 MADT 引擎，影谱科技推出 了 业内首款 3D 数字文创解决方案。该方案实现 了基于 AI+3D 的数字内容模拟、分析、创意预测，创建文化产品，生成 AI 数字孪生、数字资产运 营等生态闭环。 图表： 影谱科技 MADT 引擎 应用领域 资料来源：前瞻产业研究院整理 （ 3） Unity Unity 是实时 3D 互动内容创作和运营平台 ， 包括游戏开发、美术、建筑、汽车设计、影视在 内的所有创作者，借助 Unity 将创意变成现实。 图表： Unity 平台 应用领域 资料来源： 公司官网 前瞻产业研究院整理 游戏领域 Unity 拥有方便灵活的编辑器、友好的开发环境、丰富的工具套件，旨在帮助客户为玩家打造 最佳游戏体验。 客观 中性 建设性 -18- AI+数字孪生 图表： Unity 游戏领域解决 方案 资料来源： 公司官网 前瞻产业研究院整理 汽车运输 与制造 领域 在 汽车运输与制造领域， 可以使用 Unity 实时 3D 开发平台，在产品生命周期的每个阶段带来 沉浸式交互体验。 制作好实时 3D 内容后，就可以将其部署到移动设备、计算机、增强现实 （ AR） 和虚拟现实 （ VR） 设备以及其他平台。与非交互式静态内容相比，实时 3D 从根本上为终端用户提供了更具吸 引力和沉浸感的体验。 图表： Unity 汽车运输与制造 领域解决 方案 资料来源： 公司官网 前瞻产业研究院整理 电影 与动画 领域 Unity 为动画内容创作者带来了实时工作流程 -加快传统制作流程的速度，在灵活的平台上为美 术师、制作人和导演提供更多的创作自由、快速反馈和美术迭代机会。 客观 中性 建设性 -19- AI+数字孪生 图表： Unity 电影与动画领域解决 方案 资料来源： 公司官网 前瞻产业研究院整理 建筑工程 与施工 领域 图表： Unity 建筑工程与施工 领域解决 方案 资料来源： 公司官网 前瞻产业研究院整理