數字孿生貫通工業生產信息孤島,推動新型智慧城市建設

2020-12-05 電子發燒友

數字孿生貫通工業生產信息孤島,推動新型智慧城市建設

佚名 發表於 2020-12-02 15:28:11

數字攣生是具有數據連接的特定物理實體或過程的數位化表達，該數據連接可以保證物理狀態和虛擬狀態之間的同速率收斂，並提供物理實體或流程過程的整個生命周期的集成視圖，有助於優化整體性能。數字孿生可應用於工業生產、智慧城市、大數據醫療等領域。

隨著物聯網的應用更加廣泛，各個領域越來越多的企業開始計劃數字孿生的部署。Gartner的研究顯示，截至2019年1月底實施物聯網的企業中，已有13%的企業實施了數字孿生項目，62%的企業正在實施或者有計劃實施。工業網際網路是數字孿生的延伸和應用，而數字孿生則拓展了工業網際網路應用層面的可能性。

其中，在企業方面，許多企業積極關注並開展數字孿生實踐，將數字孿生技術付諸實現的研發方，提供數字孿生相關技術諮詢的平臺方和數字孿生技術的應用方。

數字孿生貫通工業生產信息孤島

在工業生產方面當前工業生產已經發展到高度自動化與信息化階段，在生產過程中產生大量信息。但由於信息的多源異構、異地分散特徵易形成信息孤島，在工業生產中沒有發揮出應有價值。而數字攣生為工業產生的物理對象創建了虛擬空間，並將物理設備的各種屬性映射到虛擬空間中。工業人員通過在虛擬空間中模擬、分析、生產預測，能夠仿真複雜的製造工藝，實現產品設計，製造和智能服務等閉環優化。數字孿生是未來數位化企業發展的關鍵技術，例如可應用於以下的常見工業領域：

數字孿生推動新型智慧城市建設

中國以「智慧城市」和「新基建」為代表的建設模式雖然起步較晚，但爆發速度前所未有。目前全球近1000個提出智慧化發展的城市中，有近500個中國城市，佔全球數量的48%。這為中國下一階段的城市和基礎設施發展奠定了基礎。2019年中國新型智慧城市規模超過9000億元，未來幾年將保持較快速度增長，預計到2023年市場規模將超過1.3萬億元。當前，安全綜治、智慧園區、智慧交通是智慧城市建設投入的重點，三大細分場景規模佔智慧城市建設總規模的71%，而城市級平臺、機器人等新技術和產品則在快速落地，被更多城市建設方採納和應用。

數字孿生城市通過對物理世界的人、物、事件等所有要素數位化，在網絡空間再造一個與之對應的「虛擬世界」，形成物理維度上的實體世界和信息維度上的數字世界同生共存、虛實交融的格局。物理世界的動態，通過傳感器精準、實時地反饋到數字世界。數位化、網絡化實現由實入虛，網絡化智能化實現由虛入實，通過虛實互動，持續迭代，實現物理世界的最佳有序運行。

數字孿生城市將推動新型智慧城市建設，在信息空間上構建的城市虛擬映像疊加在城市物理空間上，將極大地改變城市面貌，重塑城市基礎設施，形成虛實結合、攣生互動的城市發展新形態;藉助更泛在、普惠的感知，更快速的網絡，更智能的計算，一種更加智慧化的新型城市將得以創建。

數字孿生城市不僅賦予了城市政府全局規劃和實時治理能力，更帶給所有市民能感受到的品質生活體驗。

當前智慧城市應用需求主要包括以下幾個部分：

數字孿生打造科學公共服務體系

公共服務，是21世紀公共行政和政府改革的核心理念，包括加強城鄉公共設施建設，發展教育、科技、文化、體育、政務、交通、司法等公共事業，為社會公眾參與社會經濟、政治、文化活動等提供保障。

城市是一個開放龐大的複雜系統，具有人口密度大、基礎設施密集、子系統耦合等特點。如何實現對城市各類數據信息的實時監控，圍繞城鄉公共設施建設，發展科技、威化、政務、交通、司法等多方面對城市高效管理，是現在城市建設的核心。

數字孿生提升公共健康保障效率

智慧醫療保健是數字李生智能化應用的重要組成部分。通過移動監測、移動診室、無線遠程會診、智慧處方、醫療信息雲存儲等智能技術手段，可提升城市診療覆蓋面與效率，促進城市醫療資源的合理化分配。進一步利用物聯網技術構建「電子醫療」服務體系，實現醫療監護設備的小型化、無線化、發展智慧家庭健康保健、智能健康監護，可大幅降低城市公眾醫療負擔，緩解城市醫療資源緊缺的壓力。具體應用需求如下：

數字孿生使建築實現虛實交互

「數字孿生建築」是將數字孿生使能技術應用於建築科技的新技術，簡單說就是利用物理建築模型，使用各種傳感器全方位獲取數據的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，以反映相對應的實體建築的全生命周期過程。數字孿生建築具有四大特點：精準映射、虛實交互、軟體定義、智能干預。

數字孿生建築的核心環節在於BIM的應用。建築信息模型（BIM）是一種應用於工程設計、建造、管理的數據化工具和一種信息建模技術，可以實現建築設計的三維可視化，BIM技術疊加時間軸形成4D模型，進一步疊加成本信息可構築5D模型，對建築進行多維度考量，可貫穿建築全生命周期中規劃、概念設計、細節設計、分析、出圖、預製、施工、運營維護、拆除或翻新等所有環節。

具體到BIM軟體的核心領域，目前國內廠商佔建築結構設計軟體市場優勢，建築信息化模型軟體市場仍以國外廠商為主導。現在，知名的BIM軟體供應商有Autodesk、Trimble、Bentley、廣聯達、RIBSoftware等：

責任編輯：gt

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