極速導讀

　　國家工業(yè)信息安全發(fā)展研究中心發(fā)布了《工業(yè)設備數字孿生白皮書》。該白皮書系統介紹了數字孿生的起源、發(fā)展和工業(yè)應用現狀，從實施要素維度提出工業(yè)設備數字孿生的總體框架模型，針對工業(yè)設備數字孿生實施中面臨的痛點問題，從工業(yè)設備系統生產商、用戶、工業(yè)設備數字孿生系統開發(fā)商等視角研究提出工業(yè)設備數字孿生系統實施成熟度評估模型，為評估工業(yè)設備數字孿生系統的實施準備和成效提供了方法論，圍繞數字孿生在不同行業(yè)應用場景提供了風電設備、工程裝備、數控機床等11類設備、32個數字孿生典型案例。

　　內容簡介

　　01工業(yè)設備數字孿生系統概念

　　工業(yè)設備數字孿生系統是以具體應用需求為目標，基于實體數字建模、物聯網、大數據、人工智能等多融合技術，通過構建物理空間與數字空間之間的閉環(huán)數據交換通道，實現數字空間和工業(yè)設備的虛實客觀映射，在數字空間對物理設備的實時狀態(tài)進行呈現，并對歷史狀態(tài)進行記錄。基于其狀態(tài)的映射和記錄，面向具體應用需求，對物理空間的活動進行分析決策支持或閉環(huán)控制，并支持設備實體與數字孿生系統的雙向迭代優(yōu)化。其包括實現以上目標的物理設備、傳感系統、計算系統、實體數字模型、數據模型、算法模型以及相應的應用軟件。

　　02工業(yè)設備數字孿生系統總體框架

　　基于工業(yè)設備數字孿生系統的定義，白皮書提出了一種面向工程應用的工業(yè)設備數字孿生系統總體框架。完整的工業(yè)設備數字孿生系統包含了物理空間、虛實交互、數字空間三個模塊。在工業(yè)數字孿生系統中，依托虛實交互模塊的感知與反饋控制通路，根據工業(yè)生產活動的真實數據和智能應用的反饋控制指令實現物理實體與虛擬實體的精準映射、交互融合和智能反饋控制，服務于研發(fā)設計、生產制造、智能運維、運行優(yōu)化、智能決策等工業(yè)生產全過程。同時，物理空間和數字空間的功能又可在生產運行中進行持續(xù)改進迭代升級。如下圖所示。

　　03工業(yè)設備數字孿生技術應用場景

　　工業(yè)設備構建的數字孿生系統應用可以貫穿工業(yè)設備的整個生命周期，解決工業(yè)設備在設計、制造、調試、運行、維護、報廢、營銷階段的問題，從而提升設備從設計到報廢過程的智能化水平。

　　04工業(yè)設備數字孿生技術應用價值模式

　　工業(yè)設備數字孿生技術創(chuàng)造的價值功能，除了滿足企業(yè)已經存在的需求外，還將帶動新需求，拓寬企業(yè)視野，打破市場邊界，衍生新興產業(yè)。當前，工業(yè)設備數字孿生技術應用應以價值實現為最終目的，我們從價值本質和應用對象兩個視角出發(fā)，總結工業(yè)設備數字孿生技術應用價值。

　　（1）價值本質視角

　　當前工業(yè)設備數字孿生技術對企業(yè)的四個價值本質體現在：提質、降本、創(chuàng)收、增效。緊緊圍繞價值本質數字孿生技術為企業(yè)創(chuàng)造價值，賦予企業(yè)價值理念。

　　（2）應用對象視角

　　實施工業(yè)設備數字孿生系統可在不同方面為工業(yè)設備生產商、用戶帶來不同方面的價值收益。

　　05工業(yè)數字孿生應用現狀

　　數字孿生作為驅動數字化轉型與創(chuàng)新的技術，已經開始助力生產力的變革和升級，改變人們的生產和生活方式。隨著科學技術的進步發(fā)展，數字孿生的應用領域由最初的航空航天正逐步擴展至工業(yè)生產、建筑建設、醫(yī)療健康、城市管理、環(huán)境保護、安全急救、智慧農業(yè)、船舶航運、油氣開采、電力輸送等更加廣闊的領域。隨著對數字孿生技術的理論技術體系的深入探索，并以行業(yè)應用為導向，通過與具體領域知識深度融合，數字孿生逐漸融入各行各業(yè)，特別是在工業(yè)領域發(fā)揮越來越重要的作用。