2022數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用白皮書

11數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用白皮書2022數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用白皮書數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用白皮書PAGEPAGE10目錄前言 2數(shù)孿概述 5字生涵發(fā)歷程 5字生型征概念析 6字生展?fàn)?7數(shù)孿技體系 10字生術(shù)構(gòu)述 10礎(chǔ)術(shù)感知 11礎(chǔ)術(shù)網(wǎng)絡(luò) 13鍵術(shù)建模 16鍵術(shù)仿真 19數(shù)孿賦智城市 22體況 22心值 24促多數(shù)互融合 24建城全命期管體系 24打多建的新模式 24鍵術(shù) 25多數(shù)融技術(shù) 25多度模術(shù) 26三可化術(shù) 27用景 28城綜治理 28城規(guī)建設(shè) 29城交管理 30型例 31數(shù)孿助城大腦效揮 31數(shù)孿助區(qū)時(shí)空息理 33數(shù)孿賦智制造 36體況 36心值 37實(shí)生流可化提生管控 38建企數(shù)業(yè)化降增效 38打高協(xié)生制造值釋價(jià)值 38構(gòu)數(shù)孿運(yùn)模式能型級(jí) 38鍵術(shù) 38多異數(shù)集技術(shù) 38多型建互作技術(shù) 39多態(tài)實(shí)交技術(shù) 39用景 39設(shè)實(shí)監(jiān)和障診斷 39設(shè)工培訓(xùn) 40設(shè)全命期理 40設(shè)遠(yuǎn)運(yùn)數(shù) 41工實(shí)狀監(jiān)控 42型例 43數(shù)孿助醫(yī)生產(chǎn)造地同控 43數(shù)孿助新源裝制智化級(jí) 45數(shù)孿助汽制造流數(shù)化理 46數(shù)孿賦智網(wǎng)絡(luò) 49體況 49心值 50沉式管體驗(yàn) 50網(wǎng)業(yè)全命期管理 51網(wǎng)風(fēng)和本低 51網(wǎng)實(shí)閉控制 51鍵術(shù) 51網(wǎng)數(shù)孿體模技術(shù) 51數(shù)線技術(shù) 52網(wǎng)數(shù)孿可化技術(shù) 53用景 54無網(wǎng)重保 54智園網(wǎng)管理 55型例 57數(shù)孿助場(chǎng)重點(diǎn)域絡(luò)障 57數(shù)孿助運(yùn)商光絡(luò)效理 59總與望 61縮語(yǔ) 63編單及者 64數(shù)字孿生概述數(shù)字孿生內(nèi)涵與發(fā)展歷程型和流程模型等。數(shù)字孿生的概念始于航天軍工領(lǐng)域，經(jīng)歷了“技術(shù)探索、概念提出、應(yīng)用萌芽、行業(yè)滲透”1969NASA應(yīng)用于阿Grieves2010年F35戰(zhàn)ABB在工圖1-1數(shù)字孿生發(fā)展歷程沿革數(shù)字孿生典型特征與概念辨析數(shù)字孿生是一種“”型的技術(shù)特征：（一虛實(shí)映射態(tài)交互。（二）實(shí)時(shí)同步?；趯?shí)時(shí)傳感等多元數(shù)據(jù)的獲取，孿生體可全面、精準(zhǔn)、動(dòng)態(tài)反映物理對(duì)象的狀態(tài)變化，包括外觀、性能、位置、異常等。（三期進(jìn)程而不斷演進(jìn)更新。（四）閉環(huán)優(yōu)化。（SS4.0體系搭建的一套描述語(yǔ)言和建模工具，旨在提升生產(chǎn)資料之間的互聯(lián)互通和AASAAS上代表了美國(guó)和德國(guó)工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的不同理念。三是數(shù)字線程（DigitalThad實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生多類模型數(shù)據(jù)融合的重要技術(shù)。1.3數(shù)字孿生發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)外主要發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體從國(guó)家層面制定相關(guān)政策、成立組織聯(lián)盟、合作開展研究，4.0(AAS)，側(cè)重制造2020年，美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（IIC）4.0平臺(tái)聯(lián)合2019“十四五”也增設(shè)數(shù)字孿生特設(shè)組，開展數(shù)字孿生技術(shù)產(chǎn)業(yè)研究,推進(jìn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定,業(yè)應(yīng)用推廣。圖1-2國(guó)內(nèi)數(shù)字孿生相關(guān)政策沿革DICT工業(yè)領(lǐng)域中智慧城市領(lǐng)域中BIM的建筑智能設(shè)計(jì)與性能評(píng)估、智慧工地管理、智能運(yùn)營(yíng)維護(hù)、安全應(yīng)急協(xié)同等建筑領(lǐng)域在農(nóng)作物監(jiān)測(cè)、智慧農(nóng)機(jī)、智慧農(nóng)場(chǎng)等農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中，在虛擬人、身體機(jī)能監(jiān)測(cè)、智慧醫(yī)院、手術(shù)模擬等健康醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)展空間。Gartner（2017-2019）5202110%202425%的全新數(shù)字孿生將作為新IoTandMarkets2020312026482億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率58%。AnsysAzure物聯(lián)網(wǎng)平“城市大腦”5G＋AI賦能下的城市場(chǎng)景、業(yè)務(wù)數(shù)字化創(chuàng)新模式。從標(biāo)準(zhǔn)化層面來看，數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)體系初步建立，關(guān)鍵領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)制修訂進(jìn)入快車道。ISO、IEC、IEEEITU等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織推動(dòng)數(shù)字孿生分技術(shù)委員會(huì)和工作組的成立，推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)、啟動(dòng)測(cè)試床等概念驗(yàn)證項(xiàng)目。例如：2018年起，ISO/TC184/SC4WG1523247）的研制和驗(yàn)證工作。2020月，ISO/IECJTC1SC41WG6數(shù)字孿生工作組，負(fù)責(zé)統(tǒng)籌推進(jìn)數(shù)字孿生國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作。數(shù)字孿生技術(shù)體系數(shù)字孿生技術(shù)架構(gòu)概述數(shù)字孿生技術(shù)通過構(gòu)建物理對(duì)象的數(shù)字化鏡像，描述物理對(duì)象在現(xiàn)實(shí)世界中的變化，模擬物理對(duì)象在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中行為和影響，以實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷、趨勢(shì)預(yù)測(cè)和綜合優(yōu)化。為了構(gòu)建數(shù)字化鏡像并實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，需要IOT、建模、仿真等基礎(chǔ)支撐技術(shù)通過平臺(tái)化的架構(gòu)進(jìn)行融合，搭建從物理世界到孿生空間的信息交互閉環(huán)。整體來看，一個(gè)完成的數(shù)字孿生系統(tǒng)應(yīng)包含以下四個(gè)實(shí)體層級(jí)：一是數(shù)據(jù)采集與控制實(shí)體通和安全保障職能。圖2-1數(shù)字孿生技術(shù)架構(gòu)基礎(chǔ)技術(shù)：感知字孿生系統(tǒng)間全要素、全業(yè)務(wù)、全流程精準(zhǔn)映射與實(shí)時(shí)交互的重要一環(huán)。因全域的空間位置及唯一標(biāo)識(shí)，并確保設(shè)備可信可控。2-2典型數(shù)字孿生感知系統(tǒng)構(gòu)建數(shù)字孿生全域標(biāo)識(shí)全域標(biāo)識(shí)能夠?yàn)槲锢韺?duì)象賦予數(shù)字“身份信息”，支撐孿生映射。標(biāo)識(shí)技術(shù)能夠?yàn)楦黝惓鞘胁考?、物體賦予獨(dú)一無二的數(shù)字化身份編碼，從而確?，F(xiàn)實(shí)世界中的每一個(gè)物理實(shí)體都能與孿生空間中的數(shù)字虛體精準(zhǔn)映射、一一對(duì)應(yīng)，物理實(shí)體的任何狀態(tài)變化都能同步反應(yīng)在數(shù)字虛體中，對(duì)數(shù)字虛體的任何操控都能實(shí)時(shí)影響到對(duì)應(yīng)的物理實(shí)體，也便于物理實(shí)體之間跨域、跨系統(tǒng)的互通和共享。同時(shí)，數(shù)字孿生全域標(biāo)識(shí)是數(shù)字孿生中各物理對(duì)象及其數(shù)字孿生在信息模型平臺(tái)中的唯一身份標(biāo)識(shí)，數(shù)字孿生全域標(biāo)識(shí)可實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生資產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)的物體快速索引、定位及關(guān)聯(lián)信息加載。目前，主流的物體標(biāo)識(shí)采用Handle、Ecode、OID等。智能化技術(shù)隨著行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景不斷拓展，傳統(tǒng)傳感器已無法滿足數(shù)字孿生對(duì)數(shù)據(jù)精數(shù)據(jù)采集的端口，更可以自發(fā)地上報(bào)自身信息狀態(tài)，構(gòu)建感知節(jié)點(diǎn)的數(shù)字孿生。多傳感器融合技術(shù)部署多個(gè)不同類型傳感器對(duì)對(duì)象進(jìn)行感知，在收集觀測(cè)目標(biāo)多個(gè)維度的數(shù)據(jù)特征，極大的增強(qiáng)了感知的冗余性、互補(bǔ)性、實(shí)時(shí)性和低成本性?；A(chǔ)技術(shù)：網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)數(shù)據(jù)提供增強(qiáng)能力的傳輸基礎(chǔ)，滿足業(yè)務(wù)對(duì)超低時(shí)延、高可靠、精同步、高并發(fā)等關(guān)鍵特性的演進(jìn)需求，也可以助推物理網(wǎng)絡(luò)自身實(shí)現(xiàn)高效率創(chuàng)新，有效降低網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)施的部署成本和運(yùn)營(yíng)效率。盒”和“盲啞”的狀態(tài)，讓現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、機(jī)器和系統(tǒng)能夠更加透明和智能。因的極簡(jiǎn)化和智慧化運(yùn)維?；谛袠I(yè)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)行業(yè)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)是用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與外部設(shè)備之間、以及設(shè)備與業(yè)務(wù)平臺(tái)之間數(shù)據(jù)互通的通信與管理技術(shù)。行業(yè)近端網(wǎng)、組網(wǎng)需求碎片化，利用行業(yè)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)可以為行業(yè)設(shè)備提供在近端通信域互操作的手段，實(shí)現(xiàn)行業(yè)現(xiàn)場(chǎng)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通、柔性組網(wǎng)。行業(yè)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)包括面向資產(chǎn)盤點(diǎn)、出入庫(kù)管理等場(chǎng)景的新型無源RFID技術(shù)，面向超低時(shí)延、超高可靠設(shè)備互通信的新型短距技術(shù)，面向數(shù)據(jù)高可靠確定性通信的確定性傳輸技術(shù)，面向環(huán)境監(jiān)控等場(chǎng)景的中低速技術(shù)，及面向設(shè)備及人員定位的室內(nèi)定位技術(shù)等。5G+行業(yè)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)是以網(wǎng)關(guān)為中心，南向RFID5G網(wǎng)絡(luò)將行業(yè)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)及管理數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡脚_(tái)，可服務(wù)于行業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)5G協(xié)同，一方面能夠滿足不同行業(yè)現(xiàn)場(chǎng)通信需求，進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)的管理和運(yùn)維能力；另一方面可結(jié)合邊緣計(jì)算、算力感知等能力，提升網(wǎng)絡(luò)的智能化能力。圖2-35G+行業(yè)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)體系架構(gòu)SLAQoS保障技術(shù)網(wǎng)絡(luò)故障將帶來丟包、亂序、時(shí)延、抖動(dòng)，甚至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中斷等問題，這SLA靠性的需求，保證網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)用戶體驗(yàn)是數(shù)字孿生網(wǎng)絡(luò)的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容之一。具SLAQoS架構(gòu)及能力分級(jí)管理方法，就是通過構(gòu)建全流QoS映射規(guī)則、SLA載各種能力等級(jí)要求的泛在感知應(yīng)用，以及與之相關(guān)的用戶體驗(yàn)一致性服務(wù)。作為一種服務(wù)質(zhì)量增強(qiáng)技術(shù)，該技術(shù)可以將包括用戶服務(wù)質(zhì)量請(qǐng)求在內(nèi)的SLA請(qǐng)求參數(shù)高效傳遞給抽象后的網(wǎng)絡(luò)管理虛擬化節(jié)點(diǎn)，并且逐步根據(jù)QoS服務(wù)的共性特征，形成API封裝的平臺(tái)級(jí)能力?；诙嗑S度動(dòng)態(tài)調(diào)度的資源編排技術(shù)資源來傳輸什么內(nèi)容，為全要素、全業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的感知信息在網(wǎng)絡(luò)會(huì)話中的關(guān)聯(lián)、分發(fā)提供可信服務(wù)。作為一種網(wǎng)絡(luò)資源智能調(diào)度技術(shù)，該技術(shù)可快速將高優(yōu)先業(yè)務(wù)流匹配至最優(yōu)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)高質(zhì)量感知數(shù)據(jù)的優(yōu)先傳輸、運(yùn)營(yíng)，也可對(duì)整體網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行最優(yōu)部署、管理，有效降低物理網(wǎng)絡(luò)的總能耗，實(shí)現(xiàn)綠色低碳、計(jì)算智能的低能耗網(wǎng)絡(luò)組合。基于智能路由的數(shù)據(jù)流控技術(shù)感知數(shù)據(jù)高效傳輸是滿足物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)計(jì)算智能、認(rèn)知智能的必要前數(shù)據(jù)流在全業(yè)務(wù)周期內(nèi)的路由配置。作為一種網(wǎng)絡(luò)管道增強(qiáng)技術(shù)，該技術(shù)綜合考慮全網(wǎng)路由狀況和數(shù)據(jù)流計(jì)算狀況，在用戶不關(guān)心物理網(wǎng)絡(luò)路由配置狀態(tài)的前提下，保證每個(gè)業(yè)務(wù)流數(shù)據(jù)的傳輸路徑的先后順序和邏輯關(guān)系，可適用于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)融合通信、多域數(shù)據(jù)流接納控制等場(chǎng)景，在在網(wǎng)絡(luò)流量全息透視、網(wǎng)元全生命周期管理等場(chǎng)景也能發(fā)揮重要作用。關(guān)鍵技術(shù)：建模ModelicaAutomationML、UML、SysML及XMLCAD等開發(fā)，更多模型的開發(fā)是基于FlexSim和Qfsm等。型運(yùn)行提供虛擬模型運(yùn)行環(huán)境。圖2-4數(shù)字孿生模型構(gòu)建流程OTCTIT領(lǐng)域目前的jsonxmlMQTT，COAPOTOT領(lǐng)域的復(fù)雜裝備和場(chǎng)景的建模，需要融合機(jī)械、電氣、液壓等不同領(lǐng)域知識(shí)。ModelicaModelica電磁等面向?qū)ο蟮慕M件模型構(gòu)建。工業(yè)界的三大工業(yè)建模工具都支持ModelicaModelicaOPCUAOT領(lǐng)域的信息模型構(gòu)建方面也提供CT網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)等能力的構(gòu)建，主要集中在信息模型領(lǐng)域，以SNMP/mibCTtelemetry來實(shí)現(xiàn)更高效的虛實(shí)交互能力。圖2-5跨領(lǐng)域虛實(shí)交互框架數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用的有效支撐。關(guān)鍵技術(shù)：仿真對(duì)象通過模型進(jìn)行分析、預(yù)測(cè)、診斷、訓(xùn)練等（即仿真，并將仿真結(jié)果反饋給字孿生體、保證數(shù)字孿生體與對(duì)應(yīng)物理實(shí)體實(shí)現(xiàn)有效閉環(huán)的核心技術(shù)。圖2-6與數(shù)字孿生相關(guān)的各部分工程系統(tǒng)仿真自然系統(tǒng)仿真社會(huì)系統(tǒng)仿真握以及對(duì)各種狀況的及時(shí)處理，如人工社會(huì)、經(jīng)濟(jì)行為的仿真；生命系統(tǒng)仿真軍事系統(tǒng)仿真亡。單元級(jí)仿真系統(tǒng)級(jí)仿真體系級(jí)仿真城市交通仿真、體系對(duì)抗仿真。按仿真系統(tǒng)架可以分為：集中式仿真，即運(yùn)行于單臺(tái)計(jì)算機(jī)或單個(gè)平臺(tái)上的分布式仿真臺(tái)計(jì)算機(jī)或多個(gè)平臺(tái)上的仿真系統(tǒng)，常用于大規(guī)模體系級(jí)仿真。將為數(shù)字孿生的研究和應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和有力的支撐。數(shù)字孿生賦能智慧城市總體情況（一）需求背景一是政策導(dǎo)向?qū)用?。?guó)家將數(shù)字化作為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展重要的戰(zhàn)略手段，2035BIM（二）功能架構(gòu)GIS-建設(shè)-管理-估，有利于提升城市精細(xì)化治理水平，提升政府管理能力。圖3-1數(shù)字孿生城市整體架構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)施：知、專業(yè)數(shù)據(jù)及外部數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)資源：BIMIoT供基礎(chǔ)計(jì)算能力。通用能力：又市骨架，供包括應(yīng)用代碼、SDKAPIIT組件，借助微服UBD合算法模型，向下接通數(shù)據(jù)，向上支撐業(yè)務(wù)應(yīng)用。行業(yè)應(yīng)用：警應(yīng)急等協(xié)同工作機(jī)制，并提供創(chuàng)新性的業(yè)務(wù)應(yīng)用。互動(dòng)：通過運(yùn)營(yíng)大屏、會(huì)商中屏、巡檢小屏完成對(duì)數(shù)字孿生平臺(tái)的可視化呈現(xiàn)。核心價(jià)值促進(jìn)多源數(shù)據(jù)互通融合BIM建設(shè)城市全生命周期管理體系城市-“繡花”實(shí)賣力，形成有效的超大城市的治理體系靠的是精細(xì)化管理水平。打造多方建設(shè)的創(chuàng)新模式城市本身是一個(gè)知識(shí)集成、技術(shù)集成、數(shù)據(jù)集成、算法集成、工具集成、應(yīng)實(shí)現(xiàn)公共資源高效調(diào)配，城市事件精準(zhǔn)處置。關(guān)鍵技術(shù)多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)GISIoTBIMTB級(jí)數(shù)（DEMDOMBIM（據(jù)（智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備、傳感器等）等多種數(shù)據(jù)。 組圖3-2全要素場(chǎng)景數(shù)據(jù)處理多尺度建模技術(shù)GIS基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、IoT賦予靈魂。(a)初精度模型(b)中精度模型(c)高精度模型(d)高擬真模型(e)全擬真模型組圖3-3多尺度建模三維可視化技術(shù)3DGIS3211:1流等各類智能交通體的動(dòng)態(tài)模型可視化。組圖3-4大場(chǎng)景到精細(xì)場(chǎng)景數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用白皮書數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用白皮書PAGEPAGE28組圖3-5地上地下組圖3-6室內(nèi)室外組圖3-7靜態(tài)動(dòng)態(tài)應(yīng)用場(chǎng)景城市綜合治理數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用白皮書數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用白皮書PAGEPAGE29決策者提供城市全局態(tài)勢(shì)的感知工具和指揮調(diào)度的平臺(tái)。圖3-8城市綜合治理應(yīng)用場(chǎng)景城市規(guī)劃建設(shè)工作的“”“多規(guī)合一管控，保證城市規(guī)劃方案實(shí)現(xiàn)土地綜合效益的最大化。圖3-9城市規(guī)劃建設(shè)應(yīng)用場(chǎng)景城市交通管理基于數(shù)字孿生城市的數(shù)字空間，結(jié)合大數(shù)據(jù)采集的交通信息和高精度地圖，圖3-10城市交通管理應(yīng)用場(chǎng)景典型案例數(shù)字孿生助力城市大腦高效指揮“兩新兩高”IOCC項(xiàng)目建設(shè)，51WORLD理，解決傳統(tǒng)城市底圖重復(fù)建設(shè)、可視化效果差、響應(yīng)速度慢等問題。方案簡(jiǎn)介：構(gòu)建“1+1+2+N”城市大腦架構(gòu)，即一張感知網(wǎng)、一個(gè)智能云平臺(tái)、兩個(gè)中心（大數(shù)據(jù)中心、AI計(jì)算中心、N個(gè)創(chuàng)新應(yīng)用場(chǎng)景，具體建設(shè)內(nèi)容為：“一張感知網(wǎng)”1450010000“時(shí)空一張圖”：匯聚全區(qū)249個(gè)專題地圖數(shù)據(jù)，包括基礎(chǔ)地理、行政區(qū)劃、二三17127130兩個(gè)中心圖3-11區(qū)域城市大腦整體框架典型應(yīng)用：一是城市一張圖，基于自研的AES數(shù)字孿生平臺(tái)，對(duì)海淀全區(qū)317部門政府?dāng)?shù)據(jù)，構(gòu)建一車一檔信息，充分利用“城市大腦”AI動(dòng)處理環(huán)節(jié)在內(nèi)的精準(zhǔn)識(shí)別與高效處理。圖3-12區(qū)域城市大腦界面共資源高效調(diào)配，城市事件精準(zhǔn)處置。數(shù)字孿生助力區(qū)域時(shí)空信息管理CBD7CBD84CBD功能區(qū)，完成地面建CBD在數(shù)字孿生城市底板的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)如“”“一”“”“圖3-13數(shù)字孿生精細(xì)化城市還原500業(yè)領(lǐng)頭羊。圖3-14區(qū)域經(jīng)濟(jì)透視化紅名單企業(yè)、重點(diǎn)監(jiān)測(cè)企業(yè)等數(shù)據(jù)，為未來深度的全球分析、京津冀地區(qū)分析、北京市內(nèi)分析乃至樓宇自身的分析等多維度多視角分析提供參考。圖3-15風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警可視化CBD版的“新基建”CBD聯(lián)盟首個(gè)搭建數(shù)字孿生系統(tǒng)，打造全國(guó)數(shù)字化基建和數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展樣板。數(shù)字孿生賦能智能制造總體情況（一）需求背景2025”、“互聯(lián)網(wǎng)+”、“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”等制造業(yè)國(guó)家發(fā)展實(shí)技術(shù)融合，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型。在智能制造浪潮生產(chǎn)系統(tǒng)模型化、服務(wù)能力生態(tài)化。圖4-1制造業(yè)數(shù)字孿生概念視圖（二）發(fā)展現(xiàn)狀能等新型ICT制造業(yè)數(shù)字孿生基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)待提升。數(shù)字孿生作為綜合性集成融合技術(shù)，源和服務(wù)資源更大范圍、更高效率、更加精準(zhǔn)的優(yōu)化。核心價(jià)值實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程可視化提高生產(chǎn)管控成，提升企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量，提高對(duì)生產(chǎn)制造的管控水平。建設(shè)企業(yè)數(shù)字業(yè)務(wù)化降本增效備維護(hù)成本等以降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本。打造高度協(xié)同生產(chǎn)制造價(jià)值鏈釋放價(jià)值企業(yè)釋放更大的增值。構(gòu)筑數(shù)字孿生運(yùn)營(yíng)模式賦能轉(zhuǎn)型升級(jí)關(guān)鍵技術(shù)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)集成技術(shù)在工業(yè)實(shí)際應(yīng)用中，工業(yè)軟件、高端物聯(lián)設(shè)備不具備國(guó)產(chǎn)自主可控性，接入,（簡(jiǎn)稱多模型構(gòu)建及互操作技術(shù)象的方式展示數(shù)字孿生對(duì)象“幾何—物理—行為—規(guī)則”建后，模型間要進(jìn)行交互轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)模型間雙向映射、動(dòng)態(tài)交互和實(shí)時(shí)連接。多動(dòng)態(tài)高實(shí)時(shí)交互技術(shù)3D制指令反饋給物理對(duì)象，給予用戶最直觀的交互。應(yīng)用場(chǎng)景管控，面向產(chǎn)業(yè)數(shù)字孿生聚焦于產(chǎn)品全生命周期追溯。相關(guān)應(yīng)用場(chǎng)景如下：設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障診斷可以根據(jù)監(jiān)控信息，對(duì)武設(shè)備生產(chǎn)工藝過程進(jìn)行可視化，且能針對(duì)故障報(bào)警進(jìn)行器件定位，并提供故障及維修案例庫(kù)。圖4-2備實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障診斷設(shè)備工藝培訓(xùn)提供可視化的工業(yè)設(shè)備3D智能培訓(xùn)和維修知識(shí)庫(kù)，以3D動(dòng)畫的形式，對(duì)員工進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備原理、生產(chǎn)工藝等培訓(xùn)，縮短人才培養(yǎng)時(shí)間。圖4-3備實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障診斷設(shè)備全生命周期管理?yè)]設(shè)備的利用率，滿足設(shè)備操作、車間管理和廠級(jí)管理的多層需求提供依據(jù)。圖4-4設(shè)備生命周期數(shù)字孿生設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維數(shù)的設(shè)備管理和遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)，縮短維護(hù)響應(yīng)時(shí)間，提升運(yùn)維管理效率。圖4-5設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維數(shù)字孿生工廠實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控/間/中管控到位、事后優(yōu)化到位。圖4-6工廠實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)字孿生監(jiān)控典型案例數(shù)字孿生助力醫(yī)藥生產(chǎn)制造異地協(xié)同管控方案簡(jiǎn)介：本方案結(jié)果醫(yī)藥制造企業(yè)生產(chǎn)業(yè)務(wù)情況，構(gòu)建數(shù)字孿生數(shù)字化工（化和各業(yè)務(wù)資源優(yōu)化配置。優(yōu)化，運(yùn)營(yíng)成本降低20%。圖4-7數(shù)字孿生車間視圖圖4-8數(shù)字孿生工廠運(yùn)維數(shù)字孿生助力新能源裝備制造智能化升級(jí)理，提升裝備生產(chǎn)制造智能水平問題。方案簡(jiǎn)介：通過單機(jī)設(shè)備進(jìn)行數(shù)字孿生智能化改造，通過對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)“人機(jī)料法環(huán)”各類數(shù)據(jù)的全面采集和深度分析，多維度全方位管控鋰電池從原輔料、本項(xiàng)目通實(shí)現(xiàn)了人-產(chǎn)品-設(shè)備-353667，縮短生產(chǎn)提前期22%，有效提高產(chǎn)品質(zhì)量。圖4-9設(shè)備數(shù)字孿生建模圖4-10數(shù)字孿生工廠管理平臺(tái)數(shù)字孿生助力汽車制造全流程數(shù)字化管理應(yīng)用背景：在汽車制造四大工藝中，焊接和總裝的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)非常復(fù)雜，工藝工位及時(shí)掌握生產(chǎn)信息，助力汽車智能制造，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。方案簡(jiǎn)介：打通汽車制造焊接和總裝車間中物料、產(chǎn)品、設(shè)備、產(chǎn)線等每一-車間-線體-通過在虛擬車間仿真計(jì)算，以對(duì)產(chǎn)品加工質(zhì)量進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。應(yīng)用成效：通過數(shù)字孿生進(jìn)行生產(chǎn)線可視化工藝仿真，能夠?qū)﹃P(guān)鍵設(shè)備的健康狀況進(jìn)行管理，對(duì)車間能耗進(jìn)行多維分析與優(yōu)化，對(duì)車間動(dòng)態(tài)生產(chǎn)進(jìn)行調(diào)度，對(duì)車間生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，解決了車間生產(chǎn)管控和資源調(diào)配不及時(shí)的難題，提高了生產(chǎn)效率，降低了運(yùn)行成本。數(shù)字孿生汽車制造工廠建模4-12數(shù)字孿生騎車制造工廠看板數(shù)字孿生賦能智慧網(wǎng)絡(luò)總體情況（一）需求背景5G全球移動(dòng)通信系統(tǒng)協(xié)會(huì)）專家提出，5G物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的數(shù)字孿生將大幅提升各行業(yè)數(shù)字5G5G5G活、低成本、高效率的研究場(chǎng)地。方式研究風(fēng)險(xiǎn)，就需要具備一個(gè)有代表性的沙盤。5G性能進(jìn)行連續(xù)的驗(yàn)證和優(yōu)化。5G高效的、前瞻方式為實(shí)際運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)及其相關(guān)服務(wù)提供建模、驗(yàn)證和保障。（二）功能架構(gòu)的地理環(huán)境信息、完整的組網(wǎng)信息等。數(shù)據(jù)層：數(shù)據(jù)是數(shù)字孿生運(yùn)行的血液，用于物理網(wǎng)絡(luò)層的信息上報(bào)和孿數(shù)據(jù)處理、及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等能力。數(shù)字線程技術(shù)驅(qū)動(dòng)場(chǎng)景運(yùn)行賦能網(wǎng)絡(luò)全生命周期管理。圖5-1數(shù)字孿生網(wǎng)絡(luò)整體架構(gòu)核心價(jià)值沉浸式的管理體驗(yàn)絡(luò)有價(jià)值信息、以更友好的沉浸交互界面探索網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)全生命周期管理,回溯到網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)元的“過去”,設(shè)備的全流程精細(xì)化管理。網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)和成本降低,減小部署到現(xiàn)網(wǎng)中發(fā)生錯(cuò)誤的可能性。網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)閉環(huán)控制現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)閉環(huán)驗(yàn)證控制。關(guān)鍵技術(shù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字孿生體建模技術(shù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字孿生體建模技術(shù)實(shí)現(xiàn)了物理空間中的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體向虛擬空間孿生體繼而通過本體模型對(duì)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行一致性表征。據(jù)到統(tǒng)一表征數(shù)據(jù)的映射。和物理網(wǎng)絡(luò)的虛實(shí)映射。數(shù)字線程技術(shù)每個(gè)數(shù)字孿生體的整個(gè)生命周期，需要具備以下主要能力：一是場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)。根據(jù)業(yè)務(wù)規(guī)則或預(yù)設(shè)的自然規(guī)則（重力、材質(zhì)碰撞、地形淹沒等，在場(chǎng)景中驅(qū)動(dòng)數(shù)字孿生體交互，實(shí)現(xiàn)孿生域中各業(yè)務(wù)實(shí)踐。數(shù)字線程技術(shù)在數(shù)字孿生網(wǎng)絡(luò)中可驅(qū)動(dòng)多個(gè)數(shù)字孿生體實(shí)例在多樣化場(chǎng)景中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)性能驗(yàn)證。二是場(chǎng)景隔離。可對(duì)不同的場(chǎng)景生成不同的驅(qū)動(dòng)線程實(shí)例，每個(gè)線程實(shí)例驅(qū)對(duì)場(chǎng)景、孿生體等實(shí)現(xiàn)鑒權(quán)服務(wù)，控制訪問安全性。后續(xù)可進(jìn)行追溯與回放。網(wǎng)絡(luò)數(shù)字孿生可視化技術(shù)絡(luò)設(shè)備之間的動(dòng)態(tài)交互、關(guān)聯(lián)性交互和沉浸式模擬。利用網(wǎng)絡(luò)可視化技術(shù),一方面可以輔助用戶認(rèn)識(shí)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部結(jié)構(gòu),另一方面3助人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行評(píng)估和分析?？梢暬季炙惴ㄊ峭?fù)淇梢暬暮诵摹Ｋl(fā)揮的作用。動(dòng)態(tài)交互功能,下文交互、關(guān)聯(lián)性交互和沉浸式模擬等。應(yīng)用場(chǎng)景無線網(wǎng)絡(luò)重保通信技術(shù)用于場(chǎng)景下的日常運(yùn)作。域定義地理化圍欄，依據(jù)網(wǎng)絡(luò)孿生體（AAU、CU、DU等）細(xì)告警等的實(shí)時(shí)狀態(tài)、演化方向等信息等。圖5-2重保場(chǎng)景業(yè)務(wù)監(jiān)測(cè)智慧園區(qū)網(wǎng)絡(luò)管理“安全”“環(huán)?！薄鞍卜馈薄澳茉础?、“應(yīng)急”、“辦公”等需求最終實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的智慧化管理。而通信技術(shù)作為“園區(qū)智慧化”實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，有效合理的賦能園區(qū)內(nèi)所有末端設(shè)備，才能真正實(shí)現(xiàn)園區(qū)的智例提供了一種基于數(shù)字孿生技術(shù)的智慧園區(qū)網(wǎng)絡(luò)管理方案。非工業(yè)場(chǎng)景的智慧園區(qū)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)管理主要考慮門禁、智慧停車、智慧安防、智慧水電、商務(wù)辦公場(chǎng)所等?；跀?shù)字孿生的園區(qū)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，首先應(yīng)對(duì)園區(qū)做統(tǒng)（租戶類型（問題（如是否有效率要求，無線代替有線減少布線麻煩等問題、業(yè)務(wù)指標(biāo)（關(guān)SLA:（的因素。根據(jù)場(chǎng)景要求進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)合理化配置。5G5G融合行業(yè)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)接入技術(shù)（RFID\藍(lán)牙\wi-fi\UWB等）有關(guān)技術(shù)，將園區(qū)等技術(shù)全面分析園區(qū)網(wǎng)絡(luò)需求，生成網(wǎng)絡(luò)服務(wù)方案，并在孿生的智慧園SLASLA5G以UPF下沉為特點(diǎn)的5GUPF典型案例數(shù)字孿生助力場(chǎng)館重點(diǎn)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)保障應(yīng)用背景：5G5G信號(hào)覆蓋穩(wěn)定性、應(yīng)急保障要求反應(yīng)快、電信設(shè)備設(shè)施多等難點(diǎn)。MR過程。統(tǒng)一指揮各個(gè)職能部門有條不紊的面對(duì)各種突發(fā)事件。方案應(yīng)用：一是重點(diǎn)人群監(jiān)控。獲取衛(wèi)健委上報(bào)病患數(shù)據(jù)，再結(jié)合大數(shù)據(jù)中心提供位置信息與GIS空間計(jì)算及道路擬合算法進(jìn)行糾偏，展現(xiàn)用戶的軌跡信息。最后通過緩沖分析獲取同行者人員，進(jìn)行人員監(jiān)控。圖5-3重點(diǎn)人群軌跡監(jiān)控5G網(wǎng)絡(luò)工作參數(shù)。圖5-4電信設(shè)備設(shè)施規(guī)劃監(jiān)測(cè)三是賽事直播信號(hào)保障。需保障場(chǎng)館8K賽事直播信號(hào)無中斷無卡頓，需要及時(shí)調(diào)整光網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載情況。場(chǎng)館末端設(shè)備(終端設(shè)備)的光網(wǎng)絡(luò)必須有主備光纜，當(dāng)故障出現(xiàn)時(shí)能及時(shí)切換，保障通信網(wǎng)絡(luò)的流暢。圖5-5賽事直播信號(hào)保障數(shù)字孿生助力運(yùn)營(yíng)商光網(wǎng)絡(luò)高效管理維護(hù)和投資規(guī)劃。圖5-6光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)字孿生流程斷告警引發(fā)因素，基于地理信息快速到達(dá)故障所在位置。圖5-7光網(wǎng)絡(luò)告警分析場(chǎng)景趨勢(shì)，分析資源的整體利用率。預(yù)測(cè)業(yè)務(wù)演進(jìn)趨勢(shì)。圖5-8網(wǎng)絡(luò)利用率分析總結(jié)與展望“錦上添花”的高端技術(shù)應(yīng)用，而難以成為廣大小