编者按：为了深入学习贯彻党的二十届三中全会精神的基本要义和精神实质，“之江策”理论传播平台开设“学习贯彻党的二十届三中全会精神”专栏，刊登广大社科学者研究成果。今日推出《数字孪生赋能新质生产力：构建智能制造新生态》。
党的二十届三中全会明确提出“健全因地制宜发展新质生产力体制机制”，为推动高质量发展指明了方向。在这一背景下，数字孪生技术作为新一代信息技术与先进制造业深度融合的产物，正在成为驱动新质生产力发展的重要引擎。
1、数字孪生赋能智能制造的重大意义
数字孪生是指在虚拟空间中创建物理实体的数字化映射，通过数据驱动，实现虚实互联、虚实互通。将数字孪生技术应用于智能制造，对于推动新质生产力发展具有重大意义。
数字孪生是实现制造业数字化转型的关键技术。随着新一轮科技革命和产业变革的深入推进，制造业正面临前所未有的数字化、网络化、智能化变革。数字孪生技术通过构建物理世界的数字镜像，为制造业的全面数字化转型提供了技术支撑和方法论指导。它能够实现产品全生命周期的数字化管理，从设计、生产到运维的全过程优化，大幅提升制造效率和产品质量。
数字孪生是推动制造业创新驱动发展的重要手段。创新是引领发展的第一动力，是建设现代化经济体系的战略支撑。数字孪生技术为制造业创新提供了新的思路和工具。通过虚拟仿真和预测分析，企业可以在数字空间中进行产品创新和工艺优化，大幅降低创新成本和风险，加速创新成果的产业化应用。这对于提升我国制造业的自主创新能力，实现关键核心技术突破具有重要意义。
数字孪生是促进制造业绿色低碳发展的有效途径。绿色发展是新质生产力的重要特征之一。数字孪生技术通过优化生产流程、提高资源利用效率、减少能源消耗，为制造业的绿色转型提供了技术支持。例如，通过数字孪生模型，可以实现生产设备的预测性维护，减少不必要的能源浪费；通过虚拟调试，可以减少实物试制的次数，降低材料消耗和环境污染。
数字孪生是增强产业链供应链韧性的有力工具。近年来，全球产业链供应链面临的不确定性日益增加。数字孪生技术可以帮助企业构建虚拟的供应链网络，实时监测和预测供应链风险，提高供应链的可视性和灵活性。这对于增强我国产业链供应链的自主可控能力，提升国际竞争力具有重要意义。
2、我国数字孪生智能制造发展现状与挑战
近年来，我国数字孪生技术在智能制造领域的应用取得了显著进展，但与发达国家相比仍面临一些挑战。据统计，截至2023年底，我国数字孪生相关专利申请量已超过10万件，居全球首位。在航空航天、汽车制造、电子信息等领域，一批数字孪生应用示范项目已经落地，取得了显著的经济和社会效益。然而，我国数字孪生智能制造的发展仍存在核心技术有待突破、标准体系尚不完善、人才储备不足、应用深度有待提升、数据安全面临挑战等问题。
（一）核心技术有待突破
虽然我国在数字孪生技术的应用方面取得了一定成果，但在建模仿真、数据融合、实时交互等核心技术领域仍存在差距。特别是在高性能计算、人工智能等支撑技术方面，与国际先进水平还有一定差距。例如，在复杂系统建模和大规模数据实时处理方面，我国的技术水平还需进一步提升。同时，在数字孪生平台的构建和运维方面，也缺乏成熟的解决方案。这些技术瓶颈不仅限制了数字孪生技术的应用深度和广度，也影响了我国在全球数字孪生产业链中的地位。要突破这些技术壁垒，需要加大基础研究投入，聚焦关键技术攻关，推动产学研深度融合，加速科技成果转化。
（二）标准体系尚不完善
数字孪生涉及多学科、多领域的交叉融合，目前缺乏统一的标准规范。这不仅制约了技术的推广应用，也影响了产业的健康发展。如何建立涵盖技术、应用、安全等方面的标准体系，是亟待解决的问题。当前，我国在数字孪生标准化工作方面还处于起步阶段，已发布的相关标准较少，且主要集中在概念定义和基础架构等方面。在数据交换格式、接口协议、性能评估、安全保障等关键领域，仍缺乏系统性、全面性的标准指引。这种标准缺失导致了行业内技术互通性差、重复建设严重、用户选择困难等问题。建立健全数字孪生标准体系，不仅关系到产业的有序发展，也是提升我国在全球数字孪生领域话语权的重要途径。
（三）人才储备不足
数字孪生智能制造需要兼具信息技术和制造工艺知识的复合型人才。目前，我国在这方面的人才培养体系还不完善，高端人才缺口较大。如何加快培养和引进相关人才，是推动数字孪生智能制造发展的关键。具体而言，我国在数字孪生领域的人才结构存在明显短板：一是高层次研究型人才不足，能够引领数字孪生前沿技术研究的科学家和工程师数量有限；二是跨学科复合型人才稀缺，既精通信息技术又熟悉制造工艺的人才供给不足；三是应用型技术人才缺乏，能够将数字孪生技术与实际生产需求结合的工程师数量不够。这种人才短缺状况不仅制约了技术创新，也影响了数字孪生在企业中的落地应用。解决这一问题，需要高校、企业和政府多方联动，构建系统化、多层次的人才培养体系。
（四）应用深度有待提升
目前，我国数字孪生在制造业的应用还主要停留在可视化展示和简单分析层面，距离真正实现制造全流程的智能优化和决策还有一定差距。如何深化数字孪生在制造业的应用，实现更高层次的智能化和自主化，是未来发展的重要方向。从应用现状来看，大多数企业对数字孪生的认识和应用还处于初级阶段，主要用于设备监控、生产可视化等基础场景。在产品全生命周期管理、生产过程优化、供应链协同等高级应用方面，还缺乏成熟的实践。这种应用深度不足，一方面源于技术本身的限制，另一方面也反映出企业在数字化转型过程中的认知和能力不足。推动数字孪生应用深化，需要加强典型应用场景的研究和推广，引导企业从战略高度重视数字孪生技术，同时提供必要的政策和资金支持。
（五）数据安全面临挑战
数字孪生技术的应用涉及大量敏感数据的采集、传输和存储。如何保障数据安全，防范数据泄露和滥用风险，是推广应用过程中不容忽视的问题。在数字孪生系统中，企业的生产工艺、设备参数、运营数据等核心信息都被数字化，这些数据一旦泄露或被非法访问，可能会造成严重的经济损失和安全隐患。同时，数字孪生系统的开放性和互联性也增加了安全风险，如何在保证系统互通的同时确保数据安全，是一个复杂的技术和管理挑战。此外，数据的所有权、使用权和收益权等法律问题也需要明确界定。建立健全数字孪生数据安全保护机制，既要从技术层面加强安全防护，也要从制度层面完善相关法规，形成全方位的安全保障体系。
3、构建数字孪生赋能新质生产力发展的体制机制
面对数字孪生智能制造发展的机遇与挑战，需要健全因地制宜发展新质生产力的体制机制，推动数字孪生技术与智能制造深度融合，构建新的产业生态。重点要在完善数字孪生技术创新体系、健全数字孪生标准体系和评估机制、强化数字孪生人才培养和引进机制等方面着力。
（一）完善数字孪生技术创新体系
要加强基础研究和关键技术攻关，构建产学研用协同创新机制，完善知识产权保护和运用机制。一是设立国家数字孪生重点实验室，在建模仿真、数据融合、实时交互等核心技术领域开展前沿研究。组织实施一批“卡脖子”技术攻关项目，突破高性能计算、人工智能等支撑技术瓶颈。二是鼓励高校、科研院所与企业共建数字孪生技术创新中心，促进科技成果转化。建立跨行业、跨领域的数字孪生创新联盟，推动技术、标准、应用协同发展。三是加强数字孪生领域的专利布局，提高知识产权质量。探索建立数字孪生技术的知识产权共享机制，促进技术扩散和产业化应用。
要整合高校、科研院所和企业的创新资源，形成协同攻关的新型举国体制。加大对基础研究的投入，鼓励科研人员在数字孪生基础理论、核心算法等方面进行探索性研究。在关键技术攻关方面，可以采取“揭榜挂帅”等方式，调动各方积极性，加速技术突破。
（二）健全数字孪生标准体系和评估机制
标准是数字孪生技术推广应用的基础。要加快构建涵盖基础共性、关键技术、产品应用、安全评估等方面的数字孪生标准体系。一是推动制定数字孪生参考架构、数据交换、接口协议等基础标准，为技术发展和应用推广提供统一规范。二是围绕重点行业和典型场景，研制一批数字孪生应用标准，指导企业开展数字化转型。三是建立数字孪生技术和产品的评估认证机制，开展第三方测评，提高产品质量和可靠性。
要积极参与国际标准化工作。鼓励企业、科研机构参与ISO、IEC等国际标准组织的相关工作组，推动我国数字孪生标准成为国际标准，提升国际话语权和影响力。要建立标准实施效果评估机制，及时修订完善相关标准，确保标准与技术发展和市场需求相适应。
（三）强化数字孪生人才培养和引进机制
人才是发展数字孪生智能制造的关键要素。要构建多层次、多类型的人才培养体系。一是推动高校设置数字孪生相关专业，培养既懂信息技术又懂制造工艺的复合型人才。二是支持企业与高校、科研院所合作建立数字孪生实训基地，加强应用型人才培养。三是鼓励企业建立数字孪生工程师培训认证体系，提高从业人员的专业能力。
要创新人才引进和使用机制。实施更加开放的人才政策，吸引海外高端人才来华创新创业。建立健全数字孪生人才评价机制，破除唯学历、唯论文的倾向，注重实际贡献和创新能力。完善人才激励机制，允许科研人员和高校教师依法依规到企业兼职从事数字孪生研发和应用工作。
（四）优化数字孪生应用推广机制
要建立政府引导、市场主导的数字孪生应用推广机制。一方面，要发挥政府的引导作用。选择一批基础条件好、带动效应强的地区和行业，建设数字孪生应用示范区和示范项目，形成可复制、可推广的经验。完善财税、金融等支持政策，降低企业应用数字孪生技术的成本。另一方面，要充分发挥市场的主导作用。鼓励第三方服务机构发展，为中小企业提供数字孪生解决方案和技术服务。推动建立数字孪生产业联盟，促进上下游企业协同创新。
要建立数字孪生应用效果评估机制。开发数字孪生应用水平评估指标体系，对企业的应用成效进行科学评估。定期发布数字孪生应用发展报告，总结推广先进经验，指导企业有序开展数字化转型。
（五）健全数字孪生数据治理机制
数据是数字孪生的核心要素，要建立健全数据采集、传输、存储、使用的全流程治理机制。一是完善数据分类分级管理制度，明确不同类型数据的使用权限和保护要求。二是建立数据质量管理体系，确保数字孪生模型的准确性和可靠性。三是推动建立行业数据共享平台，在保护隐私和商业秘密的前提下，促进数据的有序流动和价值挖掘。
要加强数字孪生安全保障能力建设。完善数字孪生安全标准和规范，提高系统的安全性和可靠性。加强数字孪生安全技术研发，开发安全可控的核心软硬件产品。建立数字孪生安全监测预警机制，及时发现和处置安全风险。
（六）构建数字孪生产业生态协同机制
数字孪生智能制造的发展需要多方协同。要建立政产学研用协同推进机制，促进各方资源整合和优势互补。支持龙头企业牵头组建创新联合体，联合上下游企业、高校、科研院所等共同开展关键技术攻关和产业化应用。鼓励地方政府、行业协会搭建产业对接平台，促进供需双方精准对接。
要完善数字孪生产业链协同发展机制。支持数字孪生技术服务商、工业软件企业、智能装备制造商等协同创新，打造数字孪生全产业链解决方案。鼓励大型制造企业开放数字孪生平台和解决方案，带动中小企业协同发展。推动建立跨行业、跨区域的数字孪生产业联盟，促进资源共享和优势互补。
4、推动数字孪生赋能新质生产力发展的政策建议
发展数字孪生是一项长期任务和系统工程。既要有历史耐心，又要有时不我待的紧迫感，既要系统谋划、整体推进，又要方法得当、防止走偏。为此，提出以下政策建议：
（一）加强顶层设计和统筹协调
要将数字孪生作为推动制造业高质量发展的重要抓手，纳入国家制造强国战略和数字中国建设整体规划。建立跨部门、跨行业的数字孪生发展协调机制，加强政策协同和资源整合。制定数字孪生发展中长期规划，明确发展目标、重点任务和保障措施。一是要充分认识数字孪生对制造业转型升级的重要意义。数字孪生不仅是新一代信息技术与先进制造业深度融合的产物，更是推动制造业向智能化、网络化、服务化方向发展的关键支撑。要将数字孪生发展作为实施制造强国战略的重要内容，纳入“中国制造2035”等国家级规划中，形成上下贯通、协调一致的发展路径。二是要建立健全数字孪生发展的统筹协调机制。鉴于数字孪生涉及信息技术、制造业、标准化等多个领域，需要建立跨部门、跨行业的协调机制。可以考虑成立国家数字孪生发展领导小组，统筹推进相关工作。同时，鼓励地方政府结合本地实际，制定符合区域特色的数字孪生发展规划。三是要制定数字孪生发展的中长期规划。明确未来5-10年的发展目标、重点任务和保障措施。例如，可以提出到2030年，数字孪生在重点行业的渗透率达到80%以上，培育10家以上具有国际竞争力的数字孪生领军企业等具体目标。同时，要明确技术研发、标准制定、人才培养、应用推广等方面的重点任务，并制定相应的政策保障措施。
（二）加大财税金融支持力度
完善支持数字孪生技术研发和应用的税收优惠政策，如加大研发费用加计扣除力度，对企业购买数字孪生相关设备和软件给予税收减免。设立国家数字孪生产业发展基金，引导社会资本投向数字孪生关键技术研发和产业化应用。鼓励金融机构创新针对数字孪生企业的信贷产品，如知识产权质押贷款、科技保险等。一是要完善税收优惠政策。考虑到数字孪生技术的创新性和前瞻性，可以参照高新技术企业的做法，对从事数字孪生研发和应用的企业给予更大力度的税收优惠。例如，可以将数字孪生相关研发费用的加计扣除比例提高到175%或更高，对企业购置的数字孪生相关设备允许加速折旧或一次性扣除。同时，对于首次应用数字孪生技术的企业，可以给予一定期限的所得税减免。二是要设立国家数字孪生产业发展基金。可以采取政府引导、市场运作的方式，吸引社会资本共同参与。基金重点支持数字孪生关键技术研发、产业化应用、标准研制等方向，特别是要支持一批“卡脖子”技术的攻关项目。同时，鼓励地方政府设立配套基金，形成多层次的投资支持体系。三是要创新金融产品和服务。鼓励银行、保险、证券等金融机构开发针对数字孪生企业的专项产品。例如，开发基于数字孪生模型的信用评估体系，为企业提供更精准的融资服务；推出数字孪生技术保险，降低企业应用新技术的风险；探索数字孪生资产证券化，拓宽企业融资渠道。同时，要加强对金融机构的政策引导和风险补偿，提高其服务数字孪生产业的积极性。
（三）完善法律法规和监管体系
加快制定数字孪生相关法律法规，明确数字孪生模型的法律地位，规范数据采集、使用和保护。健全数字孪生安全管理制度，加强对数字孪生系统的安全评估和监管。完善数字孪生知识产权保护制度，加大对核心技术和关键产品的保护力度。一是要加快数字孪生相关法律法规的制定。数字孪生涉及数据权属、虚拟资产管理、责任认定等一系列新问题，现有法律体系难以完全覆盖。应尽快启动《数字孪生促进法》等专门法律的立法工作，明确数字孪生模型的法律地位，规范数据采集、使用、交易等行为。同时，要及时修订现有的《网络安全法》《数据安全法》等法律，将数字孪生纳入监管范围。二是要健全数字孪生安全管理制度。数字孪生系统涉及大量敏感数据和关键基础设施，安全风险不容忽视。应建立数字孪生系统安全评估制度，对重要行业和领域的数字孪生系统进行定期安全评估。完善数字孪生安全事件应急响应机制，提高风险防控和处置能力。同时，要加强数字孪生安全技术研发，提高系统自身的安全性和可靠性。三是要完善数字孪生知识产权保护制度。数字孪生涉及软件、算法、数据模型等多种形式的知识产权，保护难度较大。应研究制定数字孪生知识产权保护的专门规定，明确数字孪生模型的著作权归属、专利保护范围等问题。加大对数字孪生核心技术和关键产品的知识产权保护力度，严厉打击侵权行为。同时，要探索建立数字孪生知识产权快速维权机制，提高权利人维权效率。
（四）加强国际合作和交流
积极参与数字孪生国际标准制定，推动我国标准与国际标准接轨。支持企业参与国际数字孪生项目合作，鼓励引进国外先进技术和经验。推动建立数字孪生国际合作平台，促进技术交流和人才交流。参与全球数字孪生治理，推动构建开放、包容、普惠的数字孪生发展环境。一是要积极参与国际标准化工作。数字孪生标准的制定将直接影响全球市场的竞争格局。应组织优势企业和研究机构积极参与ISO、IEC等国际标准组织的相关工作，争取在数字孪生参考架构、数据交换格式等关键标准上占据有利地位。同时，要推动我国数字孪生标准“走出去”，提升国际影响力。二是要支持企业开展国际合作。鼓励我国数字孪生领先企业参与国际重大项目，如“工业4.0”、“工业互联网”等，提升国际竞争力。支持企业通过合资、并购等方式引进国外先进技术和经验，加快技术追赶。同时，要为企业开展国际合作提供政策支持和服务保障，如搭建合作对接平台、提供法律咨询等。三是要推动建立数字孪生国际合作平台。可以依托“一带一路”倡议，建立数字孪生国际合作联盟，促进技术、标准、应用等方面的深度交流。组织举办数字孪生国际论坛、技术展览等活动，提升我国在全球数字孪生领域的话语权和影响力。同时，要加强数字孪生人才的国际交流，鼓励科研人员参与国际合作项目，吸引海外高端人才来华工作。
（五）营造良好的发展环境
加强数字孪生科普教育，提高全社会对数字孪生技术的认知和接受度。建立健全数字孪生伦理规范，平衡技术创新与社会伦理的关系。营造鼓励创新、宽容失败的社会氛围，为数字孪生技术的创新发展创造良好条件。一是要加强数字孪生科普教育。通过媒体报道、科普读物、公开讲座等多种形式，向社会各界普及数字孪生的基本概念、应用场景和发展前景。在中小学课程中增加数字孪生相关内容，培养青少年的数字化思维。鼓励高校开设数字孪生相关课程，为产业发展储备人才。二是要建立健全数字孪生伦理规范。数字孪生技术的发展可能带来一系列伦理问题，如隐私保护、责任界定、人机关系等。应组织专家学者研究制定数字孪生伦理准则，明确技术应用的边界和原则。建立数字孪生伦理审查机制，对重大项目和应用进行伦理评估。同时，要加强对企业和从业人员的伦理教育，提高行业自律水平。三是要营造鼓励创新的社会氛围。数字孪生是一个新兴领域，创新过程中难免会有失败和挫折。应树立鼓励创新、宽容失败的价值导向，对于勇于创新但未能成功的企业和个人给予理解和支持。完善创新激励机制，对在数字孪生领域取得重大突破的团队和个人给予表彰和奖励。同时，要加强对数字孪生创新成果的宣传推广，营造全社会关注和支持数字孪生发展的良好氛围。
作者简介：蔡鑫宇，嘉兴大学商学院工商管理系讲师，经济学博士，研究方向：可持续发展与共同富裕。主持省部级课题2项、市厅级课题2向，在《学习强国》《信息日报》《光明网》《中国网》媒体发表5篇理论文章。以一作/通讯作者在《Humanities & Social Sciences Communications》《Energy Strategy Reviews》《Biomimetics》《数学的实践与认识》等国内外核心期刊发表13篇学术论文。
来源：之江策