水利部發(fā)布的《關(guān)于推進水庫、水閘、蓄滯洪區(qū)運行管理數(shù)字孿生的指導意見》指出,到 2027 年,推進具有防洪任務(wù)的已建大型及防洪重點中型水庫等數(shù)字孿生建設(shè),迭代優(yōu)化數(shù)字孿生水利工程先行先試建設(shè)成果等;到 2030 年,基本完成上述工程的數(shù)字孿生建設(shè),實現(xiàn)運行管理各項業(yè)務(wù)與數(shù)字孿生深度融合等。在建設(shè)任務(wù)方面,包括加快監(jiān)測感知體系建設(shè),利用多種現(xiàn)代化技術(shù)提升對水利工程各要素的感知能力;動態(tài)掌握全要素信息,開展數(shù)據(jù)調(diào)查和復核等工作;加強信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),落實應(yīng)急通信措施等;統(tǒng)籌推進數(shù)字孿生平臺建設(shè),加強數(shù)字孿生水利工程建設(shè)并與其他建設(shè)相銜接等。應(yīng)用任務(wù)涵蓋強化工程調(diào)度 “四預” 措施、加強安全監(jiān)測數(shù)據(jù)智能分析預警、推進日常運行管理業(yè)務(wù)融合、促進數(shù)字孿生成果共享等。同時還提出了強化組織領(lǐng)導、落實資金渠道、完善制度標準體系、強化新技術(shù)研發(fā)推廣等保障措施。電力運維依靠數(shù)字孿生,及時發(fā)現(xiàn)并解決潛在故障。閔行區(qū)工業(yè)數(shù)字孿生技術(shù)指導
在建筑設(shè)計階段,數(shù)字孿生技術(shù)可以創(chuàng)建建筑的三維虛擬模型。設(shè)計師通過輸入各種參數(shù),如建筑朝向、材料特性、空間布局等,模擬不同設(shè)計方案下建筑的采光、通風、能耗等性能。例如,設(shè)計一座高層寫字樓,利用數(shù)字孿生模型可以直觀看到不同樓層高度、窗戶面積和位置對室內(nèi)采光的影響,從而找到合適的設(shè)計方案,提升室內(nèi)舒適度,同時降低能源消耗。這種在虛擬環(huán)境中的設(shè)計優(yōu)化,避免了在實際建造過程中因設(shè)計缺陷導致的返工,節(jié)省了時間和成本。蘇州水利數(shù)字孿生可視化礦山的數(shù)字孿生,保障安全生產(chǎn)和資源合理開發(fā)利用。
隨著技術(shù)的不斷進步,數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用場景也在不斷拓展。未來,數(shù)字孿生技術(shù)有望與人工智能、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)進一步結(jié)合,逐步拓展至更多領(lǐng)域。例如,在智能駕駛領(lǐng)域,數(shù)字孿生技術(shù)可以用于模擬和測試自動駕駛系統(tǒng)的性能,提高駕駛安全性和可靠性。在零售領(lǐng)域,數(shù)字孿生技術(shù)可以用于優(yōu)化店鋪布局和庫存管理,提高銷售效率和客戶滿意度。此外,數(shù)字孿生技術(shù)還可以用于環(huán)境保護、農(nóng)業(yè)監(jiān)測與優(yōu)化等方面,為社會繁榮和人類生活品質(zhì)的提升貢獻更多力量。
數(shù)字孿生技術(shù)的發(fā)展歷史可以追溯到20世紀60、70年代的阿波羅計劃。當時,美國國家航空航天局(NASA)利用虛擬模型與現(xiàn)實聯(lián)系,成功解決了阿波羅13號的關(guān)鍵問題。隨著技術(shù)的不斷進步,數(shù)字孿生理論在21世紀初得到了啟蒙,并逐漸擴展到包括制造和服務(wù)在內(nèi)的產(chǎn)品生命周期階段。如今,數(shù)字孿生技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于電力、船舶、城市管理、農(nóng)業(yè)、建筑、制造、石油、天然氣、健康醫(yī)療、環(huán)境保護等眾多行業(yè)。它不僅能夠提高系統(tǒng)的效率和可靠性,還能降低運營和維護成本,推動各行業(yè)向智能化和數(shù)字化的轉(zhuǎn)型。數(shù)字孿生是對物理實體的數(shù)字化映射,能準確模擬其狀態(tài)與行為。
富士康的某智能工廠運用數(shù)字孿生技術(shù)打造了生產(chǎn)線的數(shù)字孿生系統(tǒng)。在生產(chǎn)手機主板時,數(shù)字孿生體實時反映生產(chǎn)線上每臺設(shè)備的運行參數(shù)和產(chǎn)品加工狀態(tài)。有一次,數(shù)字孿生系統(tǒng)檢測到一臺貼片機的貼片精度出現(xiàn)微小偏差,通過對數(shù)字孿生模型的分析,確定是由于設(shè)備某個零部件的磨損導致。系統(tǒng)自動發(fā)出警報,并給出維修建議和更換零部件的型號。維修人員迅速響應(yīng),及時更換零部件,避免了因貼片精度問題導致的產(chǎn)品質(zhì)量缺陷,提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品合格率。此外,通過數(shù)字孿生系統(tǒng)模擬不同生產(chǎn)訂單的排產(chǎn)方案,優(yōu)化生產(chǎn)流程,降低了生產(chǎn)成本。數(shù)字孿生在能源領(lǐng)域,助力實現(xiàn)能源系統(tǒng)的智能調(diào)度與管理。黃浦區(qū)房地產(chǎn)數(shù)字孿生可視化
數(shù)字孿生讓物理實體與虛擬模型實時交互,實現(xiàn)高效管理。閔行區(qū)工業(yè)數(shù)字孿生技術(shù)指導
上海洋山港采用數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建了港口的虛擬模型。該數(shù)字孿生模型整合了港口的船舶調(diào)度、貨物裝卸、堆場管理等多個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)。在船舶進港調(diào)度方面,數(shù)字孿生系統(tǒng)根據(jù)實時的港口水位、潮汐、船舶流量等信息,提前為每艘船舶規(guī)劃合適的進港路線和靠泊時間。例如,當遇到多艘大型船舶同時申請進港時,數(shù)字孿生系統(tǒng)通過模擬不同的調(diào)度方案,快速確定合適方案,使船舶能夠高效有序地進港靠泊,減少了船舶在港等待時間,提高了港口的吞吐能力。在貨物裝卸過程中,數(shù)字孿生系統(tǒng)實時監(jiān)控裝卸設(shè)備的運行狀態(tài),預測設(shè)備故障,保障了裝卸作業(yè)的連續(xù)性。閔行區(qū)工業(yè)數(shù)字孿生技術(shù)指導