英国数字孪生技术的发展应用

根据Grand View Research的报告，欧洲数字孪生市场预计将从2024年到2030年以38.1%的复合年增长率增长，其中英国数字孪生市场预计将以40.6%的复合年增长率增长。这一增长归因于工业4.0技术以及大数据、物联网、人工智能和机器学习等新兴技术的不断发展。预计到2026年，机器和设备监测将成为英国数字孪生技术最大的应用领域，特别是在制造业中。

政策文件：

英国政府高度重视数字孪生技术的发展。2010年发布了《英国国家数字孪生体原则》。该原则旨在打造国家级数字孪生体，统一各独立行业开发数字孪生体的标准，促进孪生体之间数据安全高效共享，整合数据资源并充分释放其价值。这一政策为英国数字孪生技术的发展提供了有力的政策保障和资金支持。为了进一步提升英国在数字孪生技术方面的能力，2018年英国启动了国家数字孪生计划（NDTP），该计划旨在通过创建一个互联的数字孪生生态系统来促进更好的建筑环境。

工程制造:

英国在工程建设方面广泛应用了数字孪生技术。例如，Crossrail项目是全球第一个数字化铁路建设项目，该项目利用数字孪生技术实现了设计过程的自动化，提高了工程建设的效率和质量。谢菲尔德大学的研究团队开发了一种时间演化的数字孪生工具，用于工程动力学应用。该工具结合了基于物理的模型和数据驱动的模型，并通过加权技术优化了数字孪生的时间演化。英国的制造业也在积极探索数字孪生技术的应用。例如，罗尔斯罗伊斯公司利用数字孪生技术建立了更快、更具弹性的制造模式，提高了生产效率和产品质量。

能源环境:

在能源领域，数字孪生技术被应用于电力网的管理和优化，以及风能和太阳能发电设施的性能监控。通过创建虚拟模型，可以更好地预测能源需求，优化能源分配，并增强电网的稳定性。英国自然环境研究理事会（NERC）通过“自然环境孪生能力”计划（TWINE），资助了5个创新项目，旨在利用数字孪生技术推动环境科学研究。这些项目涉及海洋生态系统、天气预报、气候预测、水灾害预警以及海浪灾害的预测。英国自然环境研究理事会（NERC）通过“自然环境孪生能力”计划（TWINE）为多个创新项目提供资助，旨在利用数字孪生的潜力推动环境科学变革。这些项目包括数字孪生海洋、海洋滑翔机观测推动海洋模式、卫星和原位观测网络的线上整合以及水灾害预报等。

城市建设:

英国的城市正在探索如何使用数字孪生来提升城市管理和服务。例如，伦敦等大城市正在利用数字孪生技术来规划交通流量、管理能源消耗及改善公共服务。与此同时，英国政府也在积极推广BIM标准，并将其作为发展“数字孪生城市”的政策抓手。BIM技术在公共建设项目中得到了广泛应用，有助于提高施工效率、降低成本并改善资产管理。

交通设施:

英国利用数字孪生技术来解决交通拥堵问题，提高道路安全，并优化公共交通系统的运营。这包括对交通网络进行实时监控和分析，提供更准确的旅行信息，以及支持智能交通系统的建设。铁路部门也在采用数字孪生技术来监测铁路网络的状态，提高列车运行的安全性和准时性。伦敦交通局与初创企业Spinview合作开发出一套数字孪生模型，用于捕捉环境数据并通过定制化平台建立可视化能力。这一技术有望帮助伦敦交通局在未来十年内实现碳中和，令伦敦的公共交通业务变得更加环保。

英国在各个领域都展示了数字孪生技术的巨大潜力，从环境保护到城市建设，再到工业生产和医疗服务，数字孪生正成为推动技术创新和可持续发展的关键因素之一。随着模型数字化表达技术的逐渐成熟、大数据、物联网、云计算等信息通信技术的快速普及以及计算机科学技术及智能优化算法的不断发展，英国数字孪生技术将迎来更广阔的发展空间。预计未来几年内，英国数字孪生市场规模将持续增长，应用领域也将不断拓展。 

参考文献：

1、Digital Twin Market Size, Share & Trends Analysis Report By Solution (Component, Process, System), By Deployment (Cloud, On-premise), By Enterprise Size, By Application, By End-use, By Region, And Segment Forecasts, 2024 - 2030[R]，https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/digital-twin-market

2、UK Digital Twin Market Research Report: Forecast (2022-2027)[R]，https://www.marknteladvisors.com/research-library/uk-digital-twin-market.html

3、英国NERC利用数字孪生技术推动环境科学变革[N]，中国科学院科技战略咨询研究院，2024-04-11，http://www.casisd.cas.cn/zkcg/ydkb/kjqykb/2024/kjqykb2403/202404/t20240411_7090240.html

4、英国谢菲尔德大学团队：时间演化数字孪生及其在工程动力学中的应用[J]，数字孪生DT， https://m.163.com/dy/article/JG38KH320556ACBX.html

5、英国启动数字孪生计划，促进数字孪生技术应用[N]，新思界，2020-10-27，http://newsijie.cn/TZD/TouZiDiMenuInfo/11472/10/10/TZHJ