青島高新區(qū)：數(shù)字孿生讓園區(qū)更“聰明”

全過程數(shù)字化輔助生產(chǎn)，可實(shí)現(xiàn)透明高效管理，推動工作效率提升40%，產(chǎn)品精度提升15%……依托數(shù)字孿生技術(shù)在園區(qū)生產(chǎn)發(fā)展中的應(yīng)用，可為園區(qū)管理和生產(chǎn)服務(wù)提供依據(jù)，支撐著園區(qū)的數(shù)字化、可視化和智能化，青島高新區(qū)一大批致力于數(shù)字解決方案輸出的優(yōu)質(zhì)企業(yè)，為賦能產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智慧園區(qū)建設(shè)增添強(qiáng)勁動力，推動新一代信息技術(shù)和智能制造支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

青島高新區(qū)數(shù)字孿生平臺通過數(shù)字孿生化工工廠管理系統(tǒng)遠(yuǎn)程查看設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況。受訪者供圖

全過程數(shù)字化輔助生產(chǎn)

兩年前的5月至今，?？怂箍抵腔郛a(chǎn)業(yè)園在青島高新區(qū)全面投入使用以來，以實(shí)景三維數(shù)字化技術(shù)融合園區(qū)40余套信息系統(tǒng)、13000多個傳感器，實(shí)現(xiàn)規(guī)劃、建設(shè)、園區(qū)運(yùn)維全過程數(shù)字化管理，并提供汽車、航空、電子、醫(yī)療、新能源、精密加工等18個行業(yè)應(yīng)用展示場景。

實(shí)際上，早在2018年，?？怂箍稻烷_始不斷探索實(shí)踐數(shù)字孿生智能工廠道路，將企業(yè)資源計(jì)劃、制造執(zhí)行、質(zhì)量管理、客戶管理以及財(cái)務(wù)、人力資源、園區(qū)運(yùn)維等信息系統(tǒng)實(shí)時互聯(lián)，搭建了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)智能分析平臺，為企業(yè)運(yùn)營提供輔助決策信息?！爸悄芄S應(yīng)用數(shù)字平臺進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維效率提升30%，安全性提升50%，節(jié)約能源15%?！焙？怂箍淀?xiàng)目負(fù)責(zé)人孫智宏告訴記者，智能工廠使用多維慧融（實(shí)景三維）平臺，兼容地理信息、近300種各類數(shù)據(jù)格式，實(shí)現(xiàn)物理世界與虛擬空間實(shí)時映射，支持信息系統(tǒng)及傳感器迭代擴(kuò)展升級。使用三維軟件搭建園區(qū)與智能工廠三維建筑信息建模（BIM）模型，實(shí)時顯示園區(qū)建筑、設(shè)備及隱蔽工程狀況，實(shí)時顯示訂單、生產(chǎn)、物料和環(huán)境信息。該公司多系統(tǒng)數(shù)字平臺廣泛兼容，實(shí)現(xiàn)智能高效管理。

“全過程數(shù)字化輔助生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)透明高效管理，推動工作效率提升40%，產(chǎn)品精度提升15%。”孫智宏介紹，在全球最大的三坐標(biāo)檢測設(shè)備生產(chǎn)基地，智能工廠實(shí)現(xiàn)了基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的管理大腦與自動化系統(tǒng)間的互動。各項(xiàng)業(yè)務(wù)運(yùn)營績效通過看板可實(shí)時監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)信息化、透明化管理。工藝、生產(chǎn)計(jì)劃等由系統(tǒng)自動生成，員工通過智能手持終端（PAD）獲得生產(chǎn)計(jì)劃后，線上通知自動搬運(yùn)系統(tǒng)（AGV）進(jìn)行物料配送。在產(chǎn)品檢驗(yàn)環(huán)節(jié)，使用自動激光跟蹤機(jī)器人替代傳統(tǒng)手動設(shè)備，自動追蹤采集數(shù)據(jù)。全過程數(shù)字化輔助生產(chǎn)。

在數(shù)字空間還原實(shí)體工廠

深入挖掘北斗導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用，青島市光電工程技術(shù)研究院北斗導(dǎo)航研究室主任王敏從去年開始，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)布局“數(shù)字孿生三維可視化系統(tǒng)平臺”項(xiàng)目。

“‘?dāng)?shù)字孿生’就是現(xiàn)實(shí)世界和虛擬世界的交互映照。”王敏表示?！皵?shù)字孿生”技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用非常廣泛，可以使城市具有更強(qiáng)大的實(shí)時監(jiān)測能力，了解當(dāng)前城市的實(shí)時狀況，更好地管理和控制城市運(yùn)行。例如，智能交通管理系統(tǒng)可以通過車輛定位和路況監(jiān)測，實(shí)時調(diào)整路網(wǎng)交通流量，讓每個道路的車輛更加高效率地行駛。此外，“數(shù)字孿生”技術(shù)還可以為城市提供更加精準(zhǔn)的環(huán)境監(jiān)測，比如空氣質(zhì)量、水質(zhì)、噪聲等，更好地保護(hù)城市的環(huán)境。

目前，王敏他們瞄準(zhǔn)的方向主要是數(shù)字孿生三維可視化智慧園區(qū)平臺的建設(shè)。以此前他們?yōu)橐患一S布局的數(shù)字孿生項(xiàng)目為例，“數(shù)字孿生化工廠，簡單來說就是實(shí)體化工廠在數(shù)字空間中的三維模型，它不僅能看到實(shí)體化工廠的所有實(shí)時參數(shù)，還能通過數(shù)據(jù)交互和應(yīng)用開發(fā)，實(shí)現(xiàn)安全操作的數(shù)字化、智能化升級。”王敏說，他們先是采用三維激光點(diǎn)云精細(xì)化建模技術(shù)，對化工廠進(jìn)行細(xì)致的三維數(shù)字建模，它就像實(shí)體化工廠的孿生兄弟，在數(shù)字空間中1:1立體還原了實(shí)體化工廠的全貌，精度達(dá)到毫米級。

“我們可以通過數(shù)字孿生化工廠管理系統(tǒng)，遠(yuǎn)程查看設(shè)備參數(shù)信息，就如同查看實(shí)體設(shè)備一樣?！蓖趺粽f，數(shù)字孿生技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對實(shí)體化工廠的實(shí)時監(jiān)控，同時其又不僅僅是對實(shí)體化工廠的數(shù)字化呈現(xiàn)，而是可以通過虛擬和現(xiàn)實(shí)的數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化對現(xiàn)實(shí)的控制?！氨热鐚⒒S設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)都上傳到了虛擬平臺，我們可以給它設(shè)置一個報警閾值，比如溫度超過多少就會自動報警，報警之后觸發(fā)緊急制停的按鈕，實(shí)現(xiàn)虛擬世界對現(xiàn)實(shí)世界的智能化控制?！绷硗?#xff0c;該系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智能巡視功能，工作人員一鍵下達(dá)智能巡視任務(wù)，可結(jié)合人工智能自動研判安全隱患。

不斷解鎖數(shù)字孿生應(yīng)用場景

目前，我國數(shù)字孿生城市建設(shè)已駛?cè)搿翱燔嚨馈薄?/p>

在信息上建設(shè)一個與有形的城市對應(yīng)的數(shù)字孿生城市，既能使城市管理者更加高效地管理城市，也能為城市的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造條件?！丁笆奈濉睌?shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》提出，完善城市信息模型平臺和運(yùn)行管理服務(wù)平臺，因地制宜構(gòu)建數(shù)字孿生城市。近年來，青島高新區(qū)在數(shù)字孿生方面開展了諸多探索和實(shí)踐。

以地理信息平臺系統(tǒng)為依托，通過對傳統(tǒng)水文分析算子進(jìn)行重構(gòu)，利用城市建筑模型、地形及降雨等二三維數(shù)據(jù)模擬滯水區(qū)場景，青島星邦光電科技有限責(zé)任公司的技術(shù)可實(shí)現(xiàn)精度更高、直觀性更強(qiáng)的城市內(nèi)澇模擬及淹沒分析，提供從內(nèi)澇預(yù)警、決策到事件處置全過程可見可期可控的解決方案，實(shí)現(xiàn)城市管理“先知先覺先行”。

青島樂控電氣自動化技術(shù)有限公司通過線上平臺建立園區(qū)能源網(wǎng)，實(shí)時監(jiān)測園區(qū)生產(chǎn)、生活設(shè)備的運(yùn)行情況，分析各類能源消耗，實(shí)現(xiàn)能耗計(jì)量計(jì)費(fèi)、能效管理與預(yù)測等功能，為園區(qū)節(jié)能減排提供有力支撐。

促進(jìn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)和實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合，青島彎弓信息技術(shù)有限公司通過工業(yè)軟件為工廠裝上“智慧大腦”，加速數(shù)字技術(shù)在制造業(yè)的應(yīng)用推廣……

如今，數(shù)字孿生技術(shù)已在青島高新區(qū)的園區(qū)管理、智能制造、能源管理、規(guī)劃設(shè)計(jì)、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域形成一些有代表性的應(yīng)用場景，智慧園區(qū)、智慧城市建設(shè)步伐也在穩(wěn)步推進(jìn)中。接下來，青島高新區(qū)將繼續(xù)依托新一代信息技術(shù)和智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展，不斷解鎖數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用新場景，賦能各行各業(yè)，推動高質(zhì)量發(fā)展。