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    • ?數字孿生:企業未來發展的基石

      adinnet / 2021-11-16 18:54 /數據可視化

      受新冠疫情的的影響,拉動中國經濟增長的兩駕馬車:消費和出口雙雙降速,以制造業為代表的諸多行業遭受沖擊。為了促進中國產業鏈升級,新基建政策發布,將打造新型智慧城市升級為國家戰略,雄安新區數字城市、杭州城市大腦等一批基于數字孿生技術的智慧城市落地,發展“數字孿生生態”正在成為企業乃至國家的重要布局。

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      在全球,美國在2018年將數字孿生列入戰略投資重點,德國工業4.0把數字孿生作為未來重點發展的內容,英國于2020年發布了國家數字孿生體原則。虛擬新加坡、數字孿生巴黎、多倫多高科技社區等一批城市在數字孿生等技術的支持下轉型升級。

      隨著物聯網、5G、AI智能、云計算等新技術不斷成熟,進一步推動了數字孿生在商業中的應用。智慧城市、城市規劃、節能減耗、工業4.0升級...,數字孿生開始在各個行業中的場景應用中展現出巨大的社會價值和商業價值。發展到今天,數字孿生已經不再是一種概念,一種發展新模式,一個轉型的新路徑。

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      由數字孿生帶來的智能決策體系,正在成為推動各行業變革的新動力。


      01

      突破管理壁壘的數字世界

      數字孿生(Digital Twin)概念最早于2011年被美國航空航天局提出,它向我們描繪出非常具有想象力的畫面:現實世界中的事物,都可以創建虛擬化身,就像雙胞胎一樣交互映射。

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      隨后,數字孿生開始廣泛傳播,在5G網絡賦予物聯網低延遲、高速率、多終端的背景下,以新基建為代表的數字城市、工業升級開始采用物聯網分布式監控管理。疫情之后,制造企業需要應對愈加復雜、碎片化的市場需求,“3060雙碳”政策的落實也促使各行業借助科技的力量提升自身的管理效率和敏捷響應能力,以及能耗監測和碳排放追蹤。

      此時此刻,可以把現實世界與數字世界緊密融合的數字孿生技術開始綻放光芒,驅動行業的智能化決策。

      科技領域是這樣定義數字孿生的:即綜合運用感知、計算、分析等信息技術,為真實世界創建虛擬孿生的數字空間,并對現實世界進行診斷、預測、快速響應、決策,實現物理空間與數字世界的交互映射。

      簡單來說,就是現實世界中的生產數據、運營數據都會實時投射到數字世界中,通過數據變化完成高效決策,降低人們對復雜的現實世界的管理難度。數字孿生突破了傳統的管理壁壘,建立一種以數據驅動的智慧化管理體系。


      02

      驅動產業創新的虛擬“雙胞胎”

      數字孿生最早出現于高精密的工業制造領域,包括產品設計與維修,生產流程管控等。得益于新一代信息技術的成熟,數字孿生逐漸擴大應用范圍。

      比如在智慧城市領域,運用數字孿生技術對整個城市的公共事件進行監測,建立輿情響應系統;打通城市中的醫院、疾控系統、社保中心等數據,分析城市居民健康狀況,創建城市健康發展規劃和重大傳染疾病應急中心;對城市城市樓宇、水電氣能源消耗實時監測,優化城市環境生態和碳排放;結合衛星數據、氣象數據、環境數據等多維數據,幫助預判雨季城市內澇點,快速完成災情防備。

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      在新基建的浪潮下,數字孿生迎來了全新的發展機遇,在各行各業中迅速得到落地應用。制造企業可以通過生產流程監控提升生產效率和質量;產業園區可以以全局視角,對人員出入、停車繳費、安全巡更、招商運營等實施一體化數字管理;電力行業通過打造虛擬數字電廠,實時監測供需兩側的電能消耗,完成削峰填谷、節能用電等電力優化;醫療行業利用患者就診數據分析,提升治療效果。

      港口、倉儲、物流、消防、交通、社區...,以數字孿生、5G、物聯網為基礎的技術生態,正在深入到各個角落中,為企業的業務創新賦能。


      03

      數字孿生的應用與落地

      實現數字孿生的落地需要先明確實施路徑,具體包含4大圈層和6大能力:

      4大圈層

      基礎物理層:指現實世界的物理場景,如整座城市、整個企業、一個工廠等。

      關鍵數據層:對物理世界中的生產、運營、交易、能耗等數據進行采集、處理、分析等。

      核心模型層:建立數字空間,包含可視化數字模型、算法模型、數據模型等。

      目標功能層:物理世界中的所有監測數據映射至數字空間中,通過可視化數據趨勢完成診斷、預測、分析,最終實現智能決策響應系統。

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      6大能力

      感知響應能力:采集多維度動態數據,實時反映城市或企業運行狀態。

      分析映射能力:構建三維數字模型,現實世界映射至數字世界中,虛實結合,交互相融。

      可視化呈現能力:所有數據經過計算分析后,渲染成高閱讀的可視化信息。

      虛實互動能力:從數字空間觀看現實世界的運行流程,形成一體化智能管控。

      模擬仿真能力:基于運行規律建立分析算法模型,在數字空間中進行預演,提前制定優化措施。

      創新擴展能力:對多維度數據有序治理,促進數據高效開發利用,為業務創新和管理創新提供數據支撐。

      數字孿生代表了繼互聯網+之后的新一輪變革浪潮,是一項企業全生命周期管理的顛覆性技術,不管是未來的數字城市建設,還是企業的運營管理,都會因為數字孿生技術而發生革命性變化。

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      企業在數字孿生的落地時,最重要的是根據自身的商業目標制定合理的規劃,讓數字孿生為城市發展而服務,為業務創新而賦能。下面,通過艾藝服務的成功案例,了解數字孿生在真實場景中創造的巨大價值。

      數字孿生-智慧電力系統

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      艾藝為國內某知名電力企業打造的數字孿生虛擬電廠,基于“優化電能消耗,平衡供需兩側用電”的業務目標,建立三維數字模型,對供給側發電廠、需求側商業樓宇的用電數據采集、計算、分析,通過削峰填谷等柔性調節,為電網減負,實現節能降本的目的。

      數字孿生-智慧城市管控中心

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      數字孿生智慧城市建設的核心在于構建CIM平臺,將各部門間的業務數據統一對接,建立精準的數據模型。艾藝為某城市打造的數字孿生智慧城市管控中心,對城市的海量、多維度數據進行監測、分析,提升整座城市的感知力,以“上帝”視角對城市的能源、樓宇、安全、消防、環境、交通、社區等完成高效決策,智能運營管理。

      數字孿生-主題樂園管理系統

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      經過用戶調研后發現,用電消耗在主題樂園的運營成本中占據較高的比例,我們為客戶打造用于節能減排的數字孿生可視化管理系統,對主題樂園的用電、碳排放、光伏發電、儲能等實施可視化管理,并對室內空間的濕度實時監測,提升消費者的游玩體驗,節省主題樂園的運營成本。

      數字孿生-智慧園區可視化管理平臺

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      艾藝為上海某園區開發的“智慧園區”可視化管理平臺,將園區內各系統的數據打通,從園區招商、樓宇資產、物業、企業服務、社群服務等多個領域完成智慧升級,實現智慧門禁、智慧停車、智能巡更、智能消防、能耗管理、訪客管理等,形成科學、智能的運營模式。

      數字孿生-智慧工廠管理系統

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      在為國內某工廠設計數字孿生方案的時候,艾藝首先明確了企業的核心需求:優化排產。以此為導向完成了智慧工廠管理系統的建模與開發,此系統的亮點在于,可以通過設備監測和生產算法模型,計算出最優生產計劃,全面降低電力消耗和成本控制,通過數字空間實時優化工廠生產效率。

      數字孿生在經過早期的概念期,中期的技術方案進化期,如今已正式步入成熟應用期。國家政策的推動、雙碳目標的實現、城市的未來發展、企業的業務創新,通過現實世界與數字世界實現智能決策這一路徑已在全球達成共識,在此背景下,數字孿生技術即進入高速發展軌道。

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      基于15年的發展與豐富的服務經驗,艾藝已為各個行業提供了數字孿生解決方案,通過物聯網布局、三維數據建模、云計算數據分析,將現實世界與數字世界交互相融,構建城市和企業的感知響應系統,建立以數據為驅動的智能決策運營體系,讓前沿科技為城市發展賦能,持續為客戶創造商業價值。


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