青島高新區：數字孿生讓園區更“聰明”

全過程數字化輔助生產，可實現透明高效管理，推動工作效率提升40%，產品精度提升15%……依托數字孿生技術在園區生產發展中的應用，可為園區管理和生產服務提供依據，支撐著園區的數字化、可視化和智能化，青島高新區一大批致力于數字解決方案輸出的優質企業，為賦能產業數字化轉型、智慧園區建設增添強勁動力，推動新一代信息技術和智能制造支柱產業發展。

青島高新區數字孿生平臺通過數字孿生化工工廠管理系統遠程查看設備運轉情況。受訪者供圖

全過程數字化輔助生產

兩年前的5月至今，海克斯康智慧產業園在青島高新區全面投入使用以來，以實景三維數字化技術融合園區40余套信息系統、13000多個傳感器，實現規劃、建設、園區運維全過程數字化管理，并提供汽車、航空、電子、醫療、新能源、精密加工等18個行業應用展示場景。

實際上，早在2018年，海克斯康就開始不斷探索實踐數字孿生智能工廠道路，將企業資源計劃、制造執行、質量管理、客戶管理以及財務、人力資源、園區運維等信息系統實時互聯，搭建了業務數據智能分析平臺，為企業運營提供輔助決策信息。“智能工廠應用數字平臺進行管理，實現運維效率提升30%，安全性提升50%，節約能源15%。”海克斯康項目負責人孫智宏告訴記者，智能工廠使用多維慧融（實景三維）平臺，兼容地理信息、近300種各類數據格式，實現物理世界與虛擬空間實時映射，支持信息系統及傳感器迭代擴展升級。使用三維軟件搭建園區與智能工廠三維建筑信息建模（BIM）模型，實時顯示園區建筑、設備及隱蔽工程狀況，實時顯示訂單、生產、物料和環境信息。該公司多系統數字平臺廣泛兼容，實現智能高效管理。

“全過程數字化輔助生產，實現透明高效管理，推動工作效率提升40%，產品精度提升15%。”孫智宏介紹，在全球最大的三坐標檢測設備生產基地，智能工廠實現了基于工業互聯網的管理大腦與自動化系統間的互動。各項業務運營績效通過看板可實時監測，實現信息化、透明化管理。工藝、生產計劃等由系統自動生成，員工通過智能手持終端（PAD）獲得生產計劃后，線上通知自動搬運系統（AGV）進行物料配送。在產品檢驗環節，使用自動激光跟蹤機器人替代傳統手動設備，自動追蹤采集數據。全過程數字化輔助生產。

在數字空間還原實體工廠

深入挖掘北斗導航技術的應用，青島市光電工程技術研究院北斗導航研究室主任王敏從去年開始，帶領團隊布局“數字孿生三維可視化系統平臺”項目。

“‘數字孿生’就是現實世界和虛擬世界的交互映照。”王敏表示。“數字孿生”技術在智慧城市建設中的應用非常廣泛，可以使城市具有更強大的實時監測能力，了解當前城市的實時狀況，更好地管理和控制城市運行。例如，智能交通管理系統可以通過車輛定位和路況監測，實時調整路網交通流量，讓每個道路的車輛更加高效率地行駛。此外，“數字孿生”技術還可以為城市提供更加精準的環境監測，比如空氣質量、水質、噪聲等，更好地保護城市的環境。

目前，王敏他們瞄準的方向主要是數字孿生三維可視化智慧園區平臺的建設。以此前他們為一家化工廠布局的數字孿生項目為例，“數字孿生化工廠，簡單來說就是實體化工廠在數字空間中的三維模型，它不僅能看到實體化工廠的所有實時參數，還能通過數據交互和應用開發，實現安全操作的數字化、智能化升級。”王敏說，他們先是采用三維激光點云精細化建模技術，對化工廠進行細致的三維數字建模，它就像實體化工廠的孿生兄弟，在數字空間中1:1立體還原了實體化工廠的全貌，精度達到毫米級。

“我們可以通過數字孿生化工廠管理系統，遠程查看設備參數信息，就如同查看實體設備一樣。”王敏說，數字孿生技術可實現對實體化工廠的實時監控，同時其又不僅僅是對實體化工廠的數字化呈現，而是可以通過虛擬和現實的數據交互，實現數字化對現實的控制。“比如將化工廠設備的各項參數都上傳到了虛擬平臺，我們可以給它設置一個報警閾值，比如溫度超過多少就會自動報警，報警之后觸發緊急制停的按鈕，實現虛擬世界對現實世界的智能化控制。”另外，該系統還可實現遠程智能巡視功能，工作人員一鍵下達智能巡視任務，可結合人工智能自動研判安全隱患。

不斷解鎖數字孿生應用場景

目前，我國數字孿生城市建設已駛入“快車道”。

在信息上建設一個與有形的城市對應的數字孿生城市，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發展創造條件。《“十四五”數字經濟發展規劃》提出，完善城市信息模型平臺和運行管理服務平臺，因地制宜構建數字孿生城市。近年來，青島高新區在數字孿生方面開展了諸多探索和實踐。

以地理信息平臺系統為依托，通過對傳統水文分析算子進行重構，利用城市建筑模型、地形及降雨等二三維數據模擬滯水區場景，青島星邦光電科技有限責任公司的技術可實現精度更高、直觀性更強的城市內澇模擬及淹沒分析，提供從內澇預警、決策到事件處置全過程可見可期可控的解決方案，實現城市管理“先知先覺先行”。

青島樂控電氣自動化技術有限公司通過線上平臺建立園區能源網，實時監測園區生產、生活設備的運行情況，分析各類能源消耗，實現能耗計量計費、能效管理與預測等功能，為園區節能減排提供有力支撐。

促進數字經濟和實體經濟深度融合，青島彎弓信息技術有限公司通過工業軟件為工廠裝上“智慧大腦”，加速數字技術在制造業的應用推廣……

如今，數字孿生技術已在青島高新區的園區管理、智能制造、能源管理、規劃設計、環境監測等領域形成一些有代表性的應用場景，智慧園區、智慧城市建設步伐也在穩步推進中。接下來，青島高新區將繼續依托新一代信息技術和智能制造產業發展，不斷解鎖數字孿生技術應用新場景，賦能各行各業，推動高質量發展。