城市管理
從頂層設(shè)計實(shí)現(xiàn)虛實(shí)互映,已經(jīng)在多個城市場景落地
數(shù)字孿生城市指利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、地理信息技術(shù)以及智能建筑城市模型等將物理城市轉(zhuǎn)化為虛擬數(shù)字城市模型,通過模型模擬運(yùn)營,達(dá)到實(shí)時監(jiān)測效果,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)預(yù)測、分析、優(yōu)化等功能。傳統(tǒng)智慧城市概念只是將不同部分的城市職能實(shí)現(xiàn)單體智能,數(shù)字孿生城市在頂層設(shè)計上就將虛擬和現(xiàn)實(shí)結(jié)合起來,在數(shù)字化、信息化的基礎(chǔ)上將物理實(shí)體與對應(yīng)孿生體重疊,實(shí)現(xiàn)虛實(shí)互動。數(shù)字孿生的應(yīng)用場景廣泛,目前在交通、園區(qū)、城市應(yīng)急等領(lǐng)域已經(jīng)具備較為成熟的實(shí)踐案例。
細(xì)分場景應(yīng)用|城市交通
解決當(dāng)前交通管理痛點(diǎn),推動智慧交通再升級
交通行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型已發(fā)展多年,道路交通的運(yùn)行效率顯著提升,但仍存在部分問題有待解決。隨著數(shù)字孿生技術(shù)的興起,基于數(shù)字孿生城市的虛擬空間,結(jié)合交通信息數(shù)據(jù)和高精度地圖,構(gòu)建具備實(shí)時性、可模擬、可預(yù)測、并可控制物理實(shí)體的新型智慧交通體系,將是未來交通發(fā)展新方向。在智慧城市交通場景下,數(shù)字孿生技術(shù)可應(yīng)用至全息路口、高速公路及交通樞紐(地鐵、車站、機(jī)場等)三個子細(xì)分場景。
細(xì)分場景應(yīng)用|零碳園區(qū)
數(shù)字孿生全面賦能零碳智慧園區(qū),助力實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)
數(shù)字孿生可賦能智慧園區(qū),輔助園區(qū)管理者完成園區(qū)運(yùn)營、安防、業(yè)務(wù)等管理工作,實(shí)現(xiàn)管理降本提效,優(yōu)化員工工作生活體驗(yàn)。隨著我國“雙碳”戰(zhàn)略的推進(jìn),零碳園區(qū)隨之產(chǎn)生。根據(jù)國際能源署數(shù)據(jù),我國工業(yè)園區(qū)的耗能約占全社會總耗能的69%,碳排放量約占全國總排放量的31%,并呈現(xiàn)出持續(xù)增長勢頭,因此零碳園區(qū)建設(shè)重要性不言而喻,零碳園區(qū)成為智慧園區(qū)下一步發(fā)展方向。數(shù)字孿生賦能零碳園區(qū)建設(shè),即在數(shù)字孿生園區(qū)基礎(chǔ)上,通過傳感技術(shù)采集碳排放相關(guān)數(shù)據(jù),結(jié)合AI算法模擬預(yù)測碳排放規(guī)劃、碳計算、能效監(jiān)控等工作,通過建設(shè)高效、安全、智慧的零碳園區(qū),助力園區(qū)雙碳目標(biāo)的早日實(shí)現(xiàn)。
智慧工業(yè)
數(shù)字孿生賦能工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)四大價值
數(shù)字孿生起源于工業(yè),隨著數(shù)字孿生技術(shù)的成熟,工業(yè)也將成為數(shù)字孿生應(yīng)用較廣的場景。工業(yè)企業(yè)通過物聯(lián)網(wǎng)及邊緣計算上傳相關(guān)數(shù)據(jù)后,使用數(shù)字孿生技術(shù)可以完成生產(chǎn)、能耗、設(shè)備、設(shè)計、制造管理等工作,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提質(zhì)、降本、創(chuàng)收、增效四大價值。工業(yè)根據(jù)生產(chǎn)過程涉及的操作不同,可分為流程型和離散型工業(yè),后文將分別介紹數(shù)字孿生在這兩類工業(yè)的應(yīng)用情況。
細(xì)分場景應(yīng)用|離散型工業(yè)
解決離散型工業(yè)痛點(diǎn),數(shù)字孿生貫穿產(chǎn)品全生命周期
離散型工業(yè)當(dāng)前面臨研發(fā)設(shè)計階段效率低,生產(chǎn)制造過程難以全面掌控,設(shè)備運(yùn)維檢測依賴人工等痛點(diǎn),數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用至離散工業(yè)領(lǐng)域,可以貫穿工業(yè)設(shè)備產(chǎn)品設(shè)計、制造、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)、預(yù)測、報廢的全生命周期,完成精益化設(shè)計、智能化制造與調(diào)試、智能維護(hù)以及精準(zhǔn)預(yù)測等工作。
細(xì)分場景應(yīng)用|流程型工業(yè)
數(shù)字孿生技術(shù)可優(yōu)化流程工業(yè)生產(chǎn)過程
流程工業(yè)包括能源、化工、制藥、冶金等細(xì)分行業(yè),這類行業(yè)在生產(chǎn)過程中設(shè)涉及多種復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng),各流程工序間耦合強(qiáng),因此面臨缺乏最優(yōu)物料配方方案導(dǎo)致能耗物耗高,資源利用效率低,工藝調(diào)參復(fù)雜導(dǎo)致生產(chǎn)成本高企,生產(chǎn)過程環(huán)保措施不到位導(dǎo)致環(huán)境污染等問題。通過數(shù)字孿生技術(shù)可以幫助流程工業(yè)完成優(yōu)化物料配方、工藝參數(shù)以及環(huán)保檢測預(yù)警等工作。
自動駕駛測試
以數(shù)字孿生技術(shù)為牽引,自動駕駛場景加速落地
在數(shù)字孿生測試體系中,真實(shí)測試車輛可將實(shí)時采集的數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)字孿生平臺,用于驅(qū)動虛擬車輛模型,完成對真實(shí)動態(tài)數(shù)據(jù)的處理和分析,基于評價維度和數(shù)據(jù)庫對車輛行為進(jìn)行評價。同時數(shù)字孿生平臺將場景數(shù)據(jù)下發(fā)至真實(shí)測試車輛控制器上,汽車根據(jù)自身算法做出決策行為。通過虛實(shí)結(jié)合,虛擬車輛模型構(gòu)建工作和測試場景搭建的過程實(shí)現(xiàn)簡化,提高自動駕駛測試效率。
數(shù)字孿生解決自動駕駛測試難點(diǎn)
自動駕駛行業(yè)內(nèi)一直有“里程測試需達(dá)到177億公里,自動駕駛可靠性才能達(dá)到相對理想的置信區(qū)間”的觀點(diǎn),然而實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)需投入巨額的時間和金錢,很大程度限制了自動駕駛發(fā)展。隨著數(shù)字孿生、仿真等技術(shù)發(fā)展,業(yè)內(nèi)普遍采取 “99.9%+0.09%+0.01%”解決方案的共識,通過數(shù)字孿生技術(shù)賦能,保障自動駕駛研發(fā)測試算法的演進(jìn)。除此之外,還面臨測試場景碎片化、成本高企風(fēng)險大、難以復(fù)現(xiàn)測試場景的挑戰(zhàn),將數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用在自動駕駛研發(fā)測試上,具有測試場景持續(xù)化,節(jié)省測試場景建設(shè)成本,同時提高開發(fā)迭代效率等優(yōu)勢。
智慧醫(yī)療
依托多維度醫(yī)療數(shù)據(jù)構(gòu)建模型,實(shí)現(xiàn)醫(yī)療場景數(shù)字孿生
醫(yī)療數(shù)字孿生技術(shù)通過實(shí)時采集與計算醫(yī)療設(shè)備數(shù)據(jù)及醫(yī)療信息系統(tǒng)等真實(shí)多維度多樣化數(shù)據(jù),基于AI建模,結(jié)合BIM、CIM等技術(shù),將醫(yī)院物理空間轉(zhuǎn)化為醫(yī)院孿生模型,通過預(yù)測、分析等功能完成醫(yī)務(wù)管理、門診管理、設(shè)備管理等精細(xì)化管理工作。此外,基于DICOM數(shù)據(jù)的重建技術(shù),構(gòu)建高精度人體模型,對手術(shù)流程、治療方案等進(jìn)行孿生。醫(yī)療數(shù)字孿生的應(yīng)用對經(jīng)濟(jì)、社會具有積極意義,但當(dāng)前醫(yī)療領(lǐng)域數(shù)字孿生技術(shù)還未成熟,仍面臨數(shù)據(jù)安全及隱私、道德倫理等挑戰(zhàn)。
細(xì)分場景應(yīng)用|精準(zhǔn)醫(yī)療&醫(yī)藥研發(fā)
提高醫(yī)療質(zhì)量與提升醫(yī)藥研發(fā)效率
在醫(yī)療場景中,數(shù)字孿生可以幫助醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)模擬與規(guī)劃,提高手術(shù)成功率以及醫(yī)生實(shí)操技能,同時還可以建立患者孿生模型,針對不同患者的具體情況給予不同的治療方案,實(shí)現(xiàn)患者個性化治療,不僅提高醫(yī)療質(zhì)量和效率,同時也可以幫助患者更好地管理自己的健康。另一方面,在數(shù)字孿生也可賦能醫(yī)藥研發(fā)場景,研究人員也可在人體孿生模型中完成藥物研發(fā)設(shè)計、人體藥物代謝與毒性預(yù)測、臨床試驗(yàn)等工作,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)藥物研發(fā)高效化,降低研發(fā)成本和風(fēng)險,提高藥品的質(zhì)量和安全性。
來源:艾瑞咨詢