问题:在深部开采、城市运行、工业制造等关键领域,生产环境复杂多变、风险链条长,传统以经验为主的监测预警与应急处置往往存在“看不清、算不准、反应慢”的短板。
以煤矿深部开采为例,地质构造变化、采动扰动等因素叠加,灾害具有隐蔽性和突发性,若仅依赖点状监测与事后处置,容易出现防控范围大而精准度不足、投入高而效率不高的问题。
原因:一方面,现实世界的物理过程具有强约束与强耦合特征,单纯的数据拟合难以覆盖复杂工况的边界条件;另一方面,行业长期存在数据来源分散、标准不统一、跨系统协同不足等痛点,导致模型训练、推演验证与现场执行之间存在断层。
物理智能要在真实世界中“能用、好用、可靠”,必须把物理规律、工程经验与数据驱动方法有机结合,而数字孪生提供了将设备、环境、流程映射到数字空间的统一载体,成为连接数字世界与物理世界的关键底座。
影响:融合应用正在从示范场景向多行业扩展。
在内蒙古鄂尔多斯红庆河煤矿,地下数百米的作业面引入全时空孪生伴采系统,对地质变化开展实时动态监测,可将灾害靶点识别准确率提升至较高水平,并带动灾害防治效率明显提高。
更重要的是,防控模式由“广撒网”式被动防护转向“靶向治理”式主动预控:防控方案可以在数字环境中先行推演、对比评估后再到现场实施,从而降低试错成本,提升决策确定性。
类似逻辑也在智能驾驶、智慧工厂等领域得到验证,虚实融合的仿真训练与闭环迭代,为算法可靠性、安全性与工程可落地性提供支撑。
对策:产业界与政策端正形成合力,推动从技术突破走向体系化供给。
中国信通院发布的2025年数字孪生相关关键词显示,智能体加持、时空智能、多模态数据融合等方向成为产业关注点,表明数字孪生正从单点功能升级为跨域协同能力。
市场层面,数字孪生解决方案规模持续增长,为物理智能提供更广阔的落地空间。
政策层面,《“十四五”数字经济发展规划》《新型城市基础设施建设试点工作方案》等文件明确方向,多地配套专项扶持措施,有助于在数据治理、平台建设、场景开放和安全合规等方面形成制度保障。
企业实践也提供了可复制的路径。
以五一视界为例,其构建“合成数据—空间智能模型—仿真训练平台”的闭环,通过高质量数字资产与物理仿真、图形渲染等技术积累,提升训练数据供给与场景复现能力,并以3DGS与空间智能模型的双引擎架构支持高保真环境创建与强化学习训练,引入4DGS等技术探索下一代仿真体系。
相关产品已在智能驾驶、智慧工厂等垂直领域实现商业化应用。
企业近期在资本市场的进展及营收增长数据,也从侧面反映了技术路线与产业化节奏正在形成正向循环。
前景:从趋势看,数字孪生与物理智能的结合将更强调“可信、可控、可验证”。
随着标准体系逐步完善、数据要素治理能力增强、算力与算法持续迭代,虚实融合的工程范式有望在能源、交通、制造、市政基础设施等领域加速铺开,形成从规划设计、运行维护到风险处置的全生命周期支撑。
下一阶段的关键在于:以高价值场景牵引技术攻关,以统一数据底座和行业标准降低协同成本,以安全可靠为底线推动规模化应用,同时培育一批具备平台化能力与生态组织能力的企业,带动上下游共同提升。
数字孪生与物理AI的融合发展代表了当今科技进步的新方向,也是推动中国式现代化建设的重要力量。
当前,关键在于持续强化技术创新与场景赋能,推动更多企业发挥标杆引领作用,让数字孪生技术真正成为物理AI发展的"加速器"。
只有通过政策支持、技术突破和商业化应用的有机结合,才能让这一新兴技术更快地转化为生产力,为高质量发展注入源源不断的动力。