水利部發(fā)布的《關(guān)于推進(jìn)水庫、水閘、蓄滯洪區(qū)運(yùn)行管理數(shù)字孿生的指導(dǎo)意見》指出,到 2027 年,推進(jìn)具有防洪任務(wù)的已建大型及防洪重點(diǎn)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(shí)現(xiàn)運(yùn)行管理各項(xiàng)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(cè)感知體系建設(shè),利用多種現(xiàn)代化技術(shù)提升對(duì)水利工程各要素的感知能力;動(dòng)態(tài)掌握全要素信息,開展數(shù)據(jù)調(diào)查和復(fù)核等工作;加強(qiáng)信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),落實(shí)應(yīng)急通信措施等;統(tǒng)籌推進(jìn)數(shù)字孿生平臺(tái)建設(shè),加強(qiáng)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(qiáng)化工程調(diào)度 “四預(yù)” 措施、加強(qiáng)安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)智能分析預(yù)警、推進(jìn)日常運(yùn)行管理業(yè)務(wù)融合、促進(jìn)數(shù)字孿生成果共享等。同時(shí)還提出了強(qiáng)化組織領(lǐng)導(dǎo)、落實(shí)資金渠道、完善制度標(biāo)準(zhǔn)體系、強(qiáng)化新技術(shù)研發(fā)推廣等保障措施。電力運(yùn)維依靠數(shù)字孿生,及時(shí)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(dǎo)
在建筑設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)方案下建筑的采光、通風(fēng)、能耗等性能。例如,設(shè)計(jì)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(duì)室內(nèi)采光的影響,從而找到合適的設(shè)計(jì)方案,提升室內(nèi)舒適度,同時(shí)降低能源消耗。這種在虛擬環(huán)境中的設(shè)計(jì)優(yōu)化,避免了在實(shí)際建造過程中因設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致的返工,節(jié)省了時(shí)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(jìn)步,數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)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(jìn)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(cè)試自動(dòng)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(hù)、農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)與優(yōu)化等方面,為社會(huì)繁榮和人類生活品質(zhì)的提升貢獻(xiàn)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(jì)60、70年代的阿波羅計(jì)劃。當(dāng)時(shí),美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)利用虛擬模型與現(xiàn)實(shí)聯(lián)系,成功解決了阿波羅13號(hào)的關(guān)鍵問題。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,數(shù)字孿生理論在21世紀(jì)初得到了啟蒙,并逐漸擴(kuò)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(hù)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(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本,推動(dòng)各行業(yè)向智能化和數(shù)字化的轉(zhuǎn)型。數(shù)字孿生是對(duì)物理實(shí)體的數(shù)字化映射,能準(zhǔn)確模擬其狀態(tài)與行為。
富士康的某智能工廠運(yùn)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(jī)主板時(shí),數(shù)字孿生體實(shí)時(shí)反映生產(chǎn)線上每臺(tái)設(shè)備的運(yùn)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(cè)到一臺(tái)貼片機(jī)的貼片精度出現(xiàn)微小偏差,通過對(duì)數(shù)字孿生模型的分析,確定是由于設(shè)備某個(gè)零部件的磨損導(dǎo)致。系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出警報(bào),并給出維修建議和更換零部件的型號(hào)。維修人員迅速響應(yīng),及時(shí)更換零部件,避免了因貼片精度問題導(dǎo)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(shí)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(shí)體與虛擬模型實(shí)時(shí)交互,實(shí)現(xiàn)高效管理。閔行區(qū)工業(yè)數(shù)字孿生技術(shù)指導(dǎo)
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(chǎng)管理等多個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)。在船舶進(jìn)港調(diào)度方面,數(shù)字孿生系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時(shí)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(jìn)港路線和靠泊時(shí)間。例如,當(dāng)遇到多艘大型船舶同時(shí)申請(qǐng)進(jìn)港時(shí),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(jìn)港靠泊,減少了船舶在港等待時(shí)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(shí)時(shí)監(jiān)控裝卸設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),預(yù)測(cè)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(dǎo)