数字化转型下的数字孪生应用

数字化转型下的数字孪生应用

数字孪生是近年来兴起的非常前沿的新技术，或者说最近几年才走入民用领域的一项技术。对数字孪生的简单理解就是利用物理模型并使用传感器获取数据的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，以反映相对应的实体的全生命周期过程;数字孪生技术可以理解为通过传感器或者其他形式的监测技术，将物理实体空间借助于计算机技术手段镜像到虚拟世界的一项技术。可以说，在未来，物理世界中的各种事物都将可以使用数字孪生技术进行复制。

党的十九大报告指出，我国经济已经由高速增长阶段转向高质量发展阶段。我们正处在转变发展方式、优化经济结构、转换增长动力的攻关期，这为数字经济与实体经济融合发展带来了重大机遇。

产业发展中的转型升级，不仅是技术问题，也不仅是管理问题;不只是商业交换问题，也不仅是商业模式问题，而是—种新的价值模式的问题，是要重新定义一个价值体系和产业结构。

数字孪生系统不仅是从技术层面，更多的是从“为企业创造价值，为企业转型，为企业找到新的价值模式”层面，发挥现实作用。

现阶段，特别是在智能制造领域，数字孪生被认为是一种实现制造信息世界与物理世界交互融合的有效手段。且随着数字孪生技术在智能制造领域被证明其高效、低成本的优势，数字孪生的技术应用逐步从智能制造向各个领域渗透，其中，工业 “数字孪生”技术成为一个研究热点，其利用数字技术对物体、系统、流程的信息进行实时映射，完成虚拟仿真过程，从而显著减轻工业领域技术创新和决策优化研究中面临的重资产和高成本负担。

那么数字孪生在智慧工厂中都有哪些实际应用呢？

数字孪生工厂建模

平台利用虚拟现实方法获得工厂现状的全热点三维模型，结合 3DGIS+BIM技术搭建并集成全生命周期的动静态数据，在大屏显示上以“一张图”的形式漫游展示整个生产过程，形成资产、生产、安全管理的数据生态环境，对企业生产运营维护等领域提供数据模型服务，为企业管理与维护过程提供仿真、评估和优化的技术支持。

平台应用

①设备可视化管理：设备日常管理利用数字孪生工厂可以对企业仪表、阀门、动、静设备、安全与消防设备等进行可视化管理，实现台账数据与现场位置的有机统一，提高管理效率。

设备实时监测平台可以智能对设备进行监控，对临近设备有效日期、到期检验、负责人等进行智能提醒，协助设备日常管理实现可视化、智能化。

②生产环境安全检测

气体检测预警运用环境监测传感器模组，实现对园区设备、气体罐、有毒气体泄漏、包括对易发生泄漏的罐组、减压装置、阀门和管线法兰等部分实时监控分析预警。

热成像预警将热成像图像和可见光图像相结合，可对管道温度、变压器温度、开关类设备温度、设备自燃火情等进行监控和报警，彻底杜绝跑冒滴漏。

③人员行为检测

利用图像区域识别延申技术，对进入工厂危险区域、危险穿越、异常作业行为的人员行为识别预警，并将预警信息上传安保监控室及相关管理人。

④智能可视化巡检

在虚拟环境中直接进行巡检工作，支持第一视角或第三视角厂区巡检、自定义巡检线路等功能，同时集成机器人智能巡检系统，实时查看监测数据及设别状态，提高巡检效率保障人员安全。

⑤VR全景安全巡检

利用虚拟现实技术构建虚拟仿真的生产作业场景，通过逼真的环境感知体验，打造多角度、多维度的立体可视化的人机交互学习模式，有效提高工人安全意识和技能，减少和消除安全隐患和违章事故。

⑥高清视频融合

平台集成高清视频，可以方便调阅高清视频查看现场实时状况，实现数字孪生界面向现实世界的交互实现，以现场资产为中心，查询距离最近的高清摄像头、视角位置最佳的摄像头等。

⑦可视化应急调度

事前智能预警

通过 VR安全培训、物联网+大数据识别安全隐患、人工智能预防、对多种安全生产场景进行预测性维护和预测性安全隐患识别进行动态安全隐患识别与报警，并将报警信息分级推送至监控平台及手机端。

事中应急决策

根据不同的应急场景，自动匹配应急预案，集中周边可调度的资源，对接移动端系统，实时指挥调度。

事后分析回溯

可视化指挥 +大数据+物联网立体防控体系助力持续监测，记录事件发生事前、事中、 事后的全过程数据，以便分析原因、持续优化、针对性改善以及模拟事件推演等。

在工业领域，众多企业也已在尝试利用数字孪生促进产品全生命周期管理，为远程操控、智慧城市管理、健康监测与管理等方面提供了更多可能，通过数字孪生技术的使用，将大幅推动产品在设计、生产、维护及维修等环节的变革。