1.6.1 各国的政策和发展

1 中国的政策及应用

（1）数字孪生整体战略

国家发展改革委和中央网信办在2020年4月7日，发布了《关于推进“上云用数赋智”行动培育新经济发展实施方案》，通常称为“发改高技[2020]552号文件”。它首次指出数字孪生是七大新一代数字技术之一，其他六种技术为大数据、人工智能、云计算、5G、物联网和区块链。同时该文件还单独提出了“数字孪生创新计划”，即为我国数字孪生国家战略，该计划要求“引导各方参与提出数字孪生的解决方案”。虽然我国提出数字孪生国家战略并不是最早的，但把数字孪生作为一个产业提出，则早于英国、美国、德国和日本。七大新一代数字技术中蕴含的数字化、网络化、智能化、服务化的技术特点与第四次工业革命的发展趋势高度融合，也是数字孪生技术作为新经济驱动力的重要体现，其潜在价值巨大。

在2021全球数字经济大会上，中国信息通信研究院发布的《全球数字经济白皮书》显示，2020年，全球47个国家数字经济规模总量达到32.6万亿美元，同比名义增长3.0%，占GDP比重为43.7%。我国数字经济规模为5.4万亿美元，位居世界第二；同比增长9.6%，位居世界第一。随着“工业4.0”的提出，数字孪生等新兴技术逐渐进入人们视野，热度不断攀升，备受行业内外关注。我国也相继制定了网络强国、数字中国的重要发展战略。

（2）数字孪生城市战略

《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》提出，坚定不移建设制造强国、质量强国、网络强国、数字中国，必须加快数字化发展，推动产业与经济的数字化，努力建设以人为核心的新型城市，为数字孪生城市的发展指明了道路。数字孪生城市有助于未来城市的可持续发展、渐进式的竞争力提升，是多方高端资源整合的平台载体，是新一代信息技术综合应用的典型例子。近年来，国家发展改革委、科技部、工业和信息化部、自然资源部、住房和城乡建设部等部委密集出台政策文件推动CIM及BIM相关技术与数字孪生的高度融合与各方产业的快速发展，推动数字孪生城市构建过程中的技术突破。如2020年2月工信部在《建材工业智能制造数字转型三年行动计划（2020—2022年）》中提出，运用计算建模、实时传感、仿真技术等手段推动BIM技术的深层次发展；2020年9月住房和城乡建设部在《城市信息模型（CIM）基础平台技术导则》中倡导各地积极开展CIM基础平台建设。

在地方信息化发展以及区域试点等关键举措方面，数字孪生技术同样起着重要的作用。2021年4月1日，河北雄安新区成立四周年，智能城市建设运动史无前例，在《国务院关于河北雄安新区总体规划（2018—2035年）的批复》中明确指出，数字城市与现实城市要同步规划、数字城市与物理城市同频共振、同步建设，适度超前布局智能基础设施，推动全域智能化应用服务实时可控，建立健全大数据资产管理体系，打造具有深度学习能力、全球领先的数字城市，可谓数字中国蓝图构建的示范性工程。上海市发布的《关于进一步加快智慧城市建设的若干意见》明确指出，智慧城市是城市能级和核心竞争力的重要体现，是上海建设具有全球影响力的科技创新中心的重要载体，要努力将上海建设成为全球新型智慧城市的排头兵，国际数字经济网络的重要枢纽，引领全国智慧社会、智慧政府发展的先行者，智慧美好生活的创新城市。《智慧海南总体方案（2020—2025年）》提出，全面引入新理念、新模式、新机制、新应用，充分运用先进技术和前沿科技，以打造“数字孪生第一省”为主要手段，通过将人、车、物、空间等城市数据全域覆盖，形成可视、可控、可管的数字孪生城市，进而实现城市空间价值增值、城市精细化治理以及智能规划决策等。《广东省推进新型基础设施建设三年实施方案（2020—2022年）》中指出，要积极推动省内智慧城市工程建设，探索构建“数字孪生城市”实时模型，实现实体城市向数字空间的全息投影，构建“万物互联、无时不有、无处不在”的城市大脑神经感知网络，支持广州、深圳等有条件的城市建设“城市大脑”，最终为“数字政府”改革建设提供坚实可靠的数字底座。“十四五”时期，北京城市副中心将以建设世界智慧城市典范为目标，打造数字孪生城市，让城市“能感知、会思考、可进化、有温度”，加快打造数字孪生城市运行底座，融合基础地理、建筑信息等数据开展三维城市建模，并促进数字孪生城市应用试点，以提升市民获得感。

2 其他国家的政策及应用

2020年，美、英等国将数字孪生从局部探索提升为国家战略，加大对数字孪生城市的重视，分别将数字孪生上升为国家战略政策并积极推进。2020年4月，英国重磅发布《英国国家数字孪生体原则》，讲述构建国家级数字孪生体的价值、标准、原则及路线图。2020年5月，美国组建数字孪生联盟，联盟成员跨多个行业进行协作，相互学习，并开发各类应用。美国工业互联网联盟将数字孪生作为工业互联网落地的核心和关键，正式发布《工业应用中的数字孪生：定义，行业价值、设计、标准及应用案例》白皮书。德国工业4.0参考框架将数字孪生作为重要内容。

新加坡、法国等深入开展数字孪生城市建设。随着5G、物联网产业的快速发展，数字孪生能力进一步凸显，全球各国纷纷把握机遇，实施数字孪生推进计划。新加坡率先搭建了“虚拟新加坡”平台，用于城市规划、维护和灾害预警项目。法国高规格推进数字孪生巴黎建设，打造数字孪生城市样板，虚拟教堂模型助力巴黎圣母院“重生”。

为了确保由欧盟发起的两项计划——绿色协议（Green Deal，在2050年实现欧洲地区“碳中和”）和数字化战略（Digital Strategy）顺利实现，气候学家和计算机科学家发起了“目的地地球倡议”（Destination Earth Initiative）项目。这一项目旨在建立一个全面和高精度的数字孪生地球，在空间和时间上精确监测和模拟气候发展、人类活动和极端事件等，预计从2021年中期开始执行，并运行长达10年时间。这一项目由欧洲中期天气预报中心（ECMWF）、欧洲航天局（ESA）和欧洲气象卫星开发组织（EUMETSAT）联合推动。

2020年，日本东京公开了“东京都3D视觉化实证项目”，该项目以现实空间数据化的技术“数字孪生”为目标，旨在解决日益复杂的社会问题，提高都市人的生活质量，最终提高东京的经济效益。在“东京都3D视觉化实证项目”中，研究人员通过“数字孪生”技术制作了西新宿、涩谷、六本木区域的3D都市模型，利用这些模型进行了模拟实验，验证了它们在人口流动和防灾减灾等方面的效果，从而推动城市基础设施建设。

俄罗斯计划在2024年完成有关将“数字孪生”技术引入航空发动机的研究工作。据俄罗斯联合发动机公司（UEC）创新开发部门的资深专家伊凡·季莫菲耶夫（Ivan Timofeev）透露，俄罗斯国内数十家企业将一起解决这个问题，数字孪生将是一个统一的研究系统，它描述产品在整个生命周期中的操作。这项技术的实施将加速俄罗斯航空发动机新产品的开发，减少其测试、认证和投入生产的时间。从专家的角度来看，数字孪生的创建将增加俄罗斯国产发动机的竞争优势。

意大利国家铁路集团FerroviedelloStato Italian旗下子公司Italferr S. p. A作为意大利和国际大型基础设施项目领军企业，在普通铁路、高铁、公路运输等多领域运用数字孪生技术与BIM方法，实现了基础设施项目的设计决策、管理方式、施工流程等方面的全面可视化、可洞察，提高了工程质量与团队协作效率，降低了设计成本与施工过程的变更成本，促进了当地的现代化交通体系的完善。2018年8月莫兰迪桥倒塌后，意大利热那亚市的Pergenova Consortium公司委托Italferr在Polcevera河上设计新建一座200米长的高架桥路段。Italferr创建了数字孪生模型，以支持设计阶段的BIM工作流。数字孪生模型广泛应用于先进的设计环境，可以帮助设计团队在设计过程中随时进行协作和模拟资产的性能。项目团队在基于ProjectWise的互联数据环境中创建了数字孪生模型，使用Bentley公司的开放式建模和模拟应用程序来管理多专业项目团队的数据流。利用MicroStation、Open-Roads和OpenBuildings Designer等软件，项目团队创建了地形、道路和相关土木工程以及机械和电气系统的数字模型。

汉南大桥作为韩国基础设施系统的重要组成部分，在经过40多年的运行，该大桥以及同时期的数百座大桥大部分出现了不同程度的老化问题，达到预期的使用寿命，亟待修缮。但与此同时需保证修缮期间不影响正常交通。桥梁修缮团队借助数字孪生与新一代BIM技术，先对当前桥梁状况做出全面评估，然后制定完善的维护计划以及评估体系。此外，该修缮工程还利用数字孪生模型和图像处理与跟踪方法，对裂缝、材料降解、钢构件腐蚀等问题引入自动损坏检查机制，用于分析桥梁的未来表现。数字孪生技术的成功应用助力汉南大桥修缮不停运。

澳大利亚新南威尔士州政府已启动了悉尼西部地区建筑和自然环境的虚拟4D模型，其中包含建筑物、地层平面图、地形、物业边界和公用事业（例如电力、自来水和下水道）等数据。4D模型是带有时间的3D描绘，因此用户可以根据历史或未来场景创建模型。该模型的主要优点是让城市规划师、地产商和政策制定者做出更明智的决策，将公共机构和私营部门的数据汇总，从而更好地预测和管理交通拥堵、监测土地覆盖和结构变化以及预测山火。