发展新质生产力视角下常州数字孪生产业发展路径研究

引言

数字经济背景下，数字孪生技术作为工业互联网关键技术和重要场景，正引领着新一轮“智改数转”方向，成为产业转型升级的强大推动力，助力各行各业催生更多新质生产力。作为新晋的“万亿之城”，常州应借势顺势，抢抓国内数字孪生未来巨大的应用潜力的商机，以数字孪生关联企业联合发展、创新发展，助力开创常州工业制造和城市管理“智改数转”新局面。

正文：

一、数字孪生技术概述

（一）数字孪生技术概念

数字孪生，官方定义是充分利用物理模型传感器，更新运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程。[1] 它有“以虚映实”、“以虚通实”、“以虚拟实”、“以虚控实”四个特点。

（二）国内外研究和发展现状

在国外，美国国防部最早提出利用数字孪生技术，用于航空航天飞行器的健康维护与保障。[2]GE 是全球领先的工业企业，也是数字孪生技术的先行者。德国西门子、博世等欧洲老牌制造企业都建立了自己的数字孪生平台，用于生产过程的监测和控制。

在国内，2020 年，“新基建”首次写入政府工作报告，在对于该项热点的讨论中，“数字孪生”被不少代表和委员提及。2020 年 4 月，国家发改委印发《关于推进“上云用数赋智”行动，培育新经济发展实施方案》，要求引导各方参与提出数字孪生的解决方案。

（三）数字孪生技术应用和发展前景

鉴于数字孪生技术是一种集成的数字化解决方案，它能通过虚拟模型的观察和操控，实现对现实世界的实时监控、预测和优化。国内外大量专家认为，这种技术在工业制造业、城市规划与管理、医疗健康、能源与公用事业、国防建设等多个行业中都展现出巨大的行业价值。

（四）对数字孪生技术的基本认识

数字孪生技术是随着网络、信息和软件技术发展而产生的新的革命性前沿技术，并产生了一个基于数字孪生技术的“智改数转”产业。因此说，数字孪生技术本身就是一种新质生产力。此外，基于数字孪生技术的“智改数转”系统，能大力推动产业深度转型升级，即助力各行各业催生更多新质生产力。

二、常州数字孪生产业发展情况

（一）在工业制造业应用情况

从“十三五”开始，常州市在推进“智改数转网联”工作中，大力实施“十链突破、百企领航、千景应用”工程，全市创建完成 27 个省级智能工厂、省级智能车间超 70 个，比如江苏时代新能源科技公司的超高速锂离子电池智能工厂、江苏贝特瑞新材料科技公司的高镍三元正极材料智能工厂等。这些技改项目有一半使用了数字孪生技术，为制造业高质量发展提供了新动能。

（二）在城市建设管理中应用情况

2022 年，武进区数字孪生江苏太湖地区典型水网工程入选水利部数字孪生流域建设先行先试任务台账。此外，目前正在建设的常泰长江大桥，建设单位应用了“索塔施工数字孪生沙盘”，实现工效和品质的双重提升，成本、风险、碳排放等明显降低。

（三）系统开发主体情况

随着近年来工业制造、城市管理领域开展“智改数转”，河海大学（常州校区）、常州大学等多所常州本地高校积极拥抱数字孪生技术的到来并开展相关研究，力争围绕企业、政府需求承接一些系统开发任务。同时，中科雷慕、新视界等一些从事数字孪生“智改数转”的企业瞄准常州的商机，先后来到常州落户，共同推动了常州数字孪生产业的发展。

（四）潜在配套支撑企业

数字孪生系统的开发和应用，还需要大量的传感器、控制器，以及数据储存和运算、通信能力作为支撑，这些构成了数字孪生的配套支撑产业。常州经过多年的发展，形成了强大的新一代信息技术和智能制造装备产业，这两个产业都是以传感器技术为基础的，因此常州自然而然地拥有了强大传感器产业。

（五）产业发展遇到的问题

1、与周边城市相比，常州在城市管理方面应用案例偏少

2023 年，为助力苏州数字孪生城市建设，苏州安排财政资金 8500 万元，支持编制可视、可感、可查的综合性城市地图集，推进苏州城市信息模型基础平台建设。2023 年 12 月，无锡市梁溪区大数据管理局组织建设的梁溪智脑数字孪生平台获得工信部“数字孪生技术应用典型实践案例”荣誉。相对地，常州在数字孪生城市管理方面应用案例偏少，政府层面也缺少有力的支持政策。

2、本地开发主体缺乏知名度和影响力

从企业规模来看，目前常州数字孪生开发企业普遍为中小企业，企业知名度和影响力不足，本地开发主体在数字孪生开发技术方面并不逊色于外地的知名开发主体。但是，一些本地的大企业仍倾向于从外地寻找知名数字孪生开发企业。

3、数字孪生系统开发建设成本居高不下

目前，工业制造企业开发数字孪生智能车间的比例并不高，正是由于系统开发和建设成本居高不下。其中，系统软件成本高，是由于大多数系统需要专门定制开发，占用了大量精力和成本。另外，建设数字孪生系统的硬件成本也偏高，主要因为市场上可选的传感器较少，水利、航空等特殊行业还规定只能选购行业部门认可的传感器，因此这些得到行业准入的传感器厂家形成了垄断地位，价格下不来。

三、推动数字孪生产业发展的建议

为推动常州数字孪生关联企业联合发展、创新发展，抢抓国内数字孪生未来巨大的应用潜力的商机，也为常州更好地落实中共二十届三中全会关于“加快新一代信息技术全方位全链条普及应用”的要求，服务常州“532”发展战略，提出工作建议如下：

（一）积极引导常州数字孪生行业整体发展

在常州市政府的指导下，由常州本地数字孪生系统开发主要企业成立常州数字孪生行业组织，扩大常州数字孪生产业知名度和影响力，增强本地数字孪生需求主体对本地数字孪生系统开发主体的信心和信任感。

（二）积极促进常州数字孪生上下游产业联合创新

成立常州数字孪生产业创新联盟。通过产业创新联盟搭建项目对接平台，促进成员之间的项目合作和业务交流。组织成员开展联合技术攻关，解决数字孪生技术在地方应用中的关键问题和难题。

（三）支持数字孪生技术在城市管理中创新应用

一是加强顶层设计，制定常州智慧城市建设的总体规划，明确数字孪生技术在其中的地位和作用。二是明确应用场景，选择一些重点领域，开展数字孪生技术的应用试点。三是确保数据整合，建立统一的“常州政府云”数据平台，实现各类数据的整合和共享。四是引导技术创新，设立专项基金，资助相关的科研项目和技术攻关。五是注重产业培育，形成产业集群。鼓励公众参与，共同推动技术的应用和发展。

参考文献：

[1] 刘君武 , 陈岳飞 , 陈川 . 数字孪生技术在智慧能源行业的应用[J].2022(02):27-31.

[2] 王春英 , 陈宏民 . 制造业企业进行数字化转型的动因和路径研究——基于上海电气集团的案例分析 [J]. 当代经济管理 ,2023(05):12-16.

基金项目：2024 年江苏省大学生创新创业培育计划“以数字孪生产业引领常州新质生产力发展路径研究”（编号：GX-2024-0537）

作者简介：

1. 何颖旭（2005.7-），女，学生；

2. 蒋文秀（2005.8-），女，学生；

3. 董永健（1975.4-），女，高级工程师\ 高级实验师。