อ࿟ඔሳ੶ളᄉϢ௃඀ ಆᆇ޺৳đ੶ള༵ྛอ࿟ඔሳ੶ളᄉϢ௃඀ 当前数字浪潮奔涌而来，数实融合成为每个行业的“必答题”，促进数字化转型驱动生产和生活 方式的变革，在此背景下把握好数字空间和物理空间融合、交互与协同成为重要的行业命题。 数字化转型让数字空间与物理空间的交互越加普遍和频繁，通过数字空间的计算、分析、推演来 优化物理空间，已经成为数字化转型的重要方法论，数字孪生是数字化转型的深化阶段和未来愿 景，其发展恰逢其时。数字孪生是对物理实体的数字化表达，其全息映射、仿真推演、分析预 测、实时交互等能力，能够适配各个行业数字化转型的降本增效需求，为建立以数据为核心驱动 要素的产业升级提供了有力支撑。无论是城市的规划、设计、建造、运营等，交通的建、管、 养、运等环节，工业的研、产、供、销、服，还是建筑、能源等领域，数字孪生均能发挥其作 用。例如利用数字孪生技术，车企模拟真实测试场景，可以缩短研发周期，交管部门可以推演复 杂交通流，减少道路拥堵；能源企业可以映射设备运行工况，实现设备智能管控。 此外，云边端协同的分布式云技术的不断完善，为数字孪生的发展和应用提供了很好的基础。数 字孪生的有效实施，需要保证计算处理的实时性、仿真建模的精准性、交互展示的逼真性等要 求，这就需要完善的数字工具链和便捷的数据与计算服务支撑。而云平台提供的大数据处理、高 性能计算、实时云渲染、AI 高效建模、低代码开发等能力，能够完美的适配数字孪生的实施诉 求，支撑数字孪生对物理对象进行精细刻画和仿真模拟，进而优化和改造物理空间。 数字化转型是一场长跑，物理空间与数字空间协作将伴随始终，数字孪生发展才刚刚拉开序幕， 其决策可视、优化闭环、在场协同以及服务触达等潜力仍有待释放，相信不久的将来，数字孪生 将成为千百行业数字化工具，万物孪生有望照进现实。 ඔൌ܋ᆒđᄉഈ੶ള྽࿽ 13&'"$& 腾讯研究院院长 司晓อ࿟ඔሳ੶ളᄉϢ௃඀ ҕაದჴ 内部顾问：司晓、万超、张少宇、 刘立萍、曹磊 外部顾问：陶飞、彭慧、孙践知、刘小林、丁志强、张育雄 编委会：刘琼、苏奎峰 撰写团队： 腾讯研究院：李南、王鹏、吴朋阳、王强、宋扬、胡璇 数字孪生产品部：孙驰天、鲁静、李洪飞、李永韬、曾雨晨、张龙、罗晓晓、 孙巧志、温士范 智慧行业八部：周永良 智慧交通事业部：刘思杨 智慧行业五部：邴金友、杨秀春、张星智อ࿟ඔሳ੶ളᄉϢ௃඀ Ϣ௃඀щཿඪૼ 数字孪生作为产业数字化核心技术之一，正成为当下数字技术领域的焦点，其商业模式、应用场 景、技术变革、产业趋势等正成为当前政产学研用各界关注的热点。在此背景下，腾讯多个部门 联合撰写《腾讯数字孪生云白皮书》，旨在与业界共同探讨、推动数字孪生产业的发展。 白皮书主要分为五个部分。第一部分阐述了数字孪生的发展背景、数字孪生是什么。第二部分重 点分析了数字孪生的技术体系。第三部分主要描述了数字孪生应用的重点行业和场景。第四部分 重点介绍了腾讯数字孪生云的核心能力、核心技术以及行业产品。第五部分从技术、标准、生态 等视角对数字孪生的发展进行了展望。 数字孪生的大规模应用还处于起步阶段，并随着产学研用各界的研究，以及政策环境、用户需求 等变化加速演进。当前我们对数字孪生认识也处于探索阶段，未来将根据腾讯和合作伙伴的实践 以及来自各界的反馈意见，在持续深入研究的基础上适时修订。 อ࿟ඔሳ੶ളᄉϢ௃඀ ؿᅚᅚຬ ࠯ඌุ༢ ႋႨӆࠣࣟσ২ ᄉି৯ࠣᇶေӁ௖ ؿᅚМࣟ ඔሳ੶ള࠯ඌุ༢1.2 抢抓数字孪生发展机遇成为共识，政策高位推动数字孪生应用和产业化 2.3 仿真建模向集成和实时演进，助力数字孪生构建精确模型1.1 数字孪生历史源远流长，理论和实践不断发展 0706 09 12 1614 18 20 22 231.3 数字孪生内涵定义趋于明晰，几何+机理+数据驱动的应用范式逐渐形成 2.1 几何建模及展示技术路径呈现多样化，推动数字孪生向建模高效、实时展示、部署灵活 的方向发展 2.2 物联网、数字线程、大数据支撑数字孪生数据能力，人工智能促进数字孪生预测能力 2.4 数字支撑技术持续迭代，夯实数字孪生基础能力 2.5 XR技术基于沉浸式交互能力拓展数字孪生应用空间ඔሳ੶ളؿᅚМࣟ 24 26 29 323.2 城市及建筑数字孪生应用案例3.1 制造及能源数字孪生应用案例 3.3 交通数字孪生应用案例ඔሳ੶ളׅ྘ႋႨӆࠣࣟσ২ଢ੣ $0/5&/54 03 Ϣ௃඀щཿඪૼ02 ҕაದჴ01 ྽࿽ؿᅚᅚຬ ࠯ඌุ༢ ႋႨӆࠣࣟσ২ ᄉି৯ࠣᇶေӁ௖ ؿᅚМࣟ 34 36 38 424.2 腾讯数字孪生云核心技术和特点4.1 腾讯数字孪生云概况 4.3 腾讯典型数字孪生行业服务อ࿟ඔሳ੶ളᄉି৯ࠣᇶေӁ௖ 49 50 51 525.2 数字孪生领域的开源创新生态尚未构建、开源活力有待激发5.1 数字孪生数据、模型、产品等标准体系需进一步完善 5.3 超大规模、多尺度的数字孪生可视化与仿真分析将成为未来重要方向ඔሳ੶ളؿᅚ็ᅞࠣᅚຬ 53 ᇿ൤อ࿟ඔሳ੶ളᄉϢ௃඀  ඔሳ੶ളؿᅚМࣟ 1.1 数字孪生历史源远流长，理论和实践不断发展 1.2 抢抓数字孪生发展机遇成为共识，政策高位推动数字孪生应用和产业化 1.3 数字孪生内涵定义趋于明晰，几何+机理+数据驱动的应用范式逐渐形成อ࿟ඔሳ੶ളᄉϢ௃඀ؿᅚᅚຬ ࠯ඌุ༢ ႋႨӆࠣࣟσ২ ᄉି৯ࠣᇶေӁ௖ ؿᅚଽಸؿᅚМࣟ อ࿟ඔሳ੶ളᄉϢ௃඀ ඔሳ੶ളؿᅚМࣟ ඔሳ੶ള৥ൎჷჹੀӉđ৘ંބൌ࡬҂ؿ؎ᅚ 第二阶段 第一阶段 1960年代，以“模拟仿真”为起点，孪生设想初见苗头。 孪生的概念起源于1960年代美国国家航空航天局的“阿波罗计划”。该计划构建了两个相同的航 天飞行器，其中一个发射到太空执行任务，另一个在地球上用于反映太空中航天器在任务期间的 工作状态，辅助工程师分析处理太空中出现的紧急事件。其中地面的航天飞行器通过乘员、座舱 和任务控制台与多台计算机的模拟构建而成。由此，阿波罗基于“模拟仿真”的工程化实践为数 字孪生概念埋下了种子[1]。 2000年以后，数字孪生理论加速发展，内涵及概念逐渐明确。 伴随着计算机仿真、网络通信、传感器等技术的发展，2002年Michael- Grieves在密歇根大学PLM （产品全生命周期管理）概念阐释过程中首次提出镜像空间模型（Mirrored Spaces Model），在 2006年，被称之为信息镜像模型，这里信息镜像模型包含当下数字孪生的很多要素，为数字孪生 理论发展奠定基础。2010年美国宇航局发布的Area- 11技术路线图的Simulation-Based- Systems Engineering部分中，首次将数字孪生的概念定义为：“数字孪生是指充分利用物理模型、传感 器、运行历史等数据，集成多学科、多尺度的仿真过程，它作为虚拟空间中对实体产品的镜像， 反映了相对应物理实体产品的全生命周期过程。”2016年Michael- Grieves又对数字孪生要素解析 和能解决问题分类上进行了系统的阐释，至此，数字孪生概念及理论概念逐步成熟，并走向大众 视野[3]。ؿᅚᅚຬ ࠯ඌุ༢ ႋႨӆࠣࣟσ২ ᄉି৯ࠣᇶေӁ௖ ؿᅚଽಸؿᅚМࣟ