數(shù)字孿生站上灣區(qū)數(shù)字化C位

　　數(shù)字孿生技術(shù)被列入廣深等多地科技創(chuàng)新規(guī)劃 正在重塑我們的生活

　　今年，隨著各個重磅政策的發(fā)布，數(shù)字經(jīng)濟(jì)迎來一波浪潮，這次被推上C位的是——數(shù)字孿生技術(shù)。

　　智慧工地里，工地、工人、設(shè)備在一塊大屏下實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)互通；智慧工廠里，設(shè)備、儀器、數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)實(shí)互融；智慧交通里，實(shí)時路況被塑造成平行的數(shù)字世界，為真實(shí)交通的管理和決策提供更加精準(zhǔn)高效的輔助……在各種科技展會里數(shù)字孿生技術(shù)都被擺上最顯眼的位置，成為各個企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)展示自己技術(shù)能力的重點(diǎn)。是技術(shù)成熟后的厚積薄發(fā)？在未來將如何重塑我們的生活？帶著這些問題，記者走近了“這位”數(shù)字經(jīng)濟(jì)圈的當(dāng)紅炸子雞。

　　文、圖/廣州日報全媒體記者王納 實(shí)習(xí)生蔡燁琳

　　行業(yè)現(xiàn)狀

　　數(shù)字孿生成為數(shù)字浪潮的新寵兒

　　科幻電影愛好者一定還記得《蜘蛛俠·英雄遠(yuǎn)征》里的那個數(shù)字世界，彼得·帕克為“數(shù)實(shí)融合”世界代言了一把。數(shù)字孿生，就是以模擬仿真、AI、云計算等技術(shù)構(gòu)建數(shù)字空間，通過對數(shù)字空間的精準(zhǔn)描述，反饋到物理空間進(jìn)行診斷、預(yù)測，最終形成智能決策影響物理世界，這一過程是動態(tài)的、實(shí)時的。

　　從2015年開始，我國關(guān)于“互聯(lián)網(wǎng)+”或者“+互聯(lián)網(wǎng)”的討論和實(shí)踐方興未艾，各行各業(yè)都在利用互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)改造升級和創(chuàng)新，這是“數(shù)字化”的前身。進(jìn)入2023年，《數(shù)字中國建設(shè)整體布局規(guī)劃》《國務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)數(shù)字政府建設(shè)的指導(dǎo)意見》《廣東省數(shù)字政府改革建設(shè)“十四五”規(guī)劃》等文件相繼發(fā)布，再次給“數(shù)字化”加了一把火。今年2月，中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《數(shù)字中國建設(shè)整體布局規(guī)劃》里，數(shù)字中國建設(shè)被提到“推進(jìn)中國式現(xiàn)代化的重要引擎”的新高度。

　　數(shù)字化建設(shè)也給粵港澳大灣區(qū)的發(fā)展帶來了新機(jī)遇，各個城市相繼推出數(shù)字經(jīng)濟(jì)建設(shè)方案。為了發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)，廣州連年放出大招，2020年出臺首份數(shù)字經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展綱領(lǐng)性文件，打造數(shù)字經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新引領(lǐng)型城市，開建人工智能與數(shù)字經(jīng)濟(jì)試驗區(qū)；2021年獲批創(chuàng)建國家人工智能創(chuàng)新應(yīng)用先導(dǎo)區(qū)。2022年廣州在全國率先出臺首部城市數(shù)字經(jīng)濟(jì)地方性法規(guī)《廣州市數(shù)字經(jīng)濟(jì)促進(jìn)條例》，其中數(shù)字孿生技術(shù)被列入需要攻關(guān)的前沿技術(shù)領(lǐng)域。

　　深圳也加快了數(shù)字經(jīng)濟(jì)步伐，今年6月出臺了《深圳市數(shù)字孿生先鋒城市建設(shè)行動計劃》，提出要建設(shè)“數(shù)實(shí)融合、同生共長、實(shí)時交互、秒級響應(yīng)”的數(shù)字孿生先鋒城市。東莞為促進(jìn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)和實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合，發(fā)布《東莞市數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃(2022—2025年)》，提出要打造多層次行業(yè)賦能生態(tài)體系。佛山為了提升中小企業(yè)數(shù)字化率，發(fā)布《佛山市推進(jìn)制造業(yè)數(shù)字化智能化轉(zhuǎn)型發(fā)展若干措施》，提出未來3年將投入100億元支持企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型……

　　這一波數(shù)字化浪潮之中，數(shù)字孿生火了。作為數(shù)字化產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)之一，據(jù)不完全統(tǒng)計，在2021年~2022年，共有20多個省份出臺的超150份文件提及“數(shù)字孿生”，數(shù)字孿生作為需突破的信息領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)，被列入廣州、深圳等地的科技創(chuàng)新規(guī)劃里。

　　對話技術(shù)大咖

　　問題1：數(shù)字孿生為什么火了？

　　技術(shù)發(fā)展到一定階段的結(jié)果

　　專注于自動駕駛產(chǎn)品的業(yè)務(wù)總經(jīng)理蘇奎峰認(rèn)為，數(shù)字孿生應(yīng)該有幾十年的發(fā)展歷史了，最早是在上世紀(jì)70年代NASA用它來做航空航天領(lǐng)域的數(shù)字孿生體，去做一些測試和驗證。所以它并不是突然爆火的概念，已經(jīng)沉淀了很多年，現(xiàn)在重新煥發(fā)了第二春。

　　這其實(shí)是數(shù)字孿生技術(shù)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，是伴隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及數(shù)字化產(chǎn)業(yè)發(fā)展而必然產(chǎn)生的。如今我們更強(qiáng)調(diào)高質(zhì)量發(fā)展和降本增效，降本增效衍生出對數(shù)字孿生的大量需求。我們發(fā)現(xiàn)，凡是在數(shù)字化發(fā)展比較快的行業(yè)里，數(shù)字孿生應(yīng)用的深度和廣度也是最大的。所以，數(shù)字孿生是未來企業(yè)或者政府?dāng)?shù)字化轉(zhuǎn)型的一個關(guān)鍵路徑和愿景，數(shù)實(shí)融合、實(shí)時交互，這是一個很必然的手段。

　　匹配我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展時間節(jié)點(diǎn)

　　在高級規(guī)劃師王鵬看來，數(shù)字孿生并不是一個TO C(面對終端客戶)的技術(shù)，甚至不是一個單一的技術(shù)，而是一系列技術(shù)和方法論的集合。資本沒必要去炒作這樣一個TO B(面對企業(yè)客戶)的技術(shù)概念。從更大的層面來說，數(shù)字孿生概念其實(shí)代表了城市文明和社會經(jīng)濟(jì)形態(tài)一次新的革命。

　　原來我們工業(yè)時代是通過生產(chǎn)更多的產(chǎn)品、創(chuàng)造更多的空間去解決我們的需求問題?，F(xiàn)在是通過數(shù)字孿生去描述人的需求、設(shè)施與服務(wù)的供給，并通過計算高效地去匹配這種需求與供給，無論對產(chǎn)業(yè)還是城市發(fā)展都是一種新的范式。我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入存量階段，剛好數(shù)字技術(shù)的革命或者說一系列技術(shù)的成熟同步發(fā)生，這是一件很幸運(yùn)的事情。數(shù)字孿生的機(jī)遇和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的時間節(jié)點(diǎn)特別匹配，所以數(shù)字孿生在我國也越來越受到關(guān)注。

　　問題2：未來數(shù)字孿生技術(shù)會取代機(jī)器人嗎？

　　兩者協(xié)同共生將催生新范式

　　“我覺得機(jī)器人更多的是執(zhí)行的角色。隨著技術(shù)的發(fā)展，它不光是一個決策之后的執(zhí)行者，也可能是前置的信息采集者?！备呒壯芯繂T李南表示，機(jī)器人是硬件，數(shù)字孿生更多是在軟件層面，它倆是非常好的一個協(xié)同的作用。比如說在電力巡檢過程中，機(jī)器人可以把數(shù)據(jù)采集回來，通過數(shù)字孿生的仿真、模擬和推演去判斷設(shè)備的運(yùn)行情況。

　　這是一種很好的軟硬協(xié)同，并沒有明顯的一個替代的關(guān)系。它會催生一種新范式，以軟硬協(xié)同的方式共同在一些復(fù)雜場景實(shí)現(xiàn)價值。

　　典型案例

　　數(shù)字孿生從后端走向了前臺

　　地下60米的數(shù)字化

　　在獅子洋最深處水下60米，一臺重超千噸的“巨無霸”盾構(gòu)機(jī)從獅子洋畔虎門鎮(zhèn)出發(fā)、歷經(jīng)449天由西往東掘進(jìn)；而另一臺“巨無霸”盾構(gòu)機(jī)，則從廣州南沙東涌鎮(zhèn)，下穿蓮花山水道掘進(jìn)，最終兩臺“巨無霸”穿江過洋，順利抵達(dá)位于廣州番禺的海鷗島接收井，實(shí)現(xiàn)了穿越獅子洋的“海底鵲橋會”。

　　與此同時，在幾十公里外的廣州南沙，一塊長約10米、高約3米的智慧電子顯示屏上，這場“海底鵲橋會”的數(shù)據(jù)閃爍：盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)速度、探頭溫度、壓力、硬度指標(biāo)一目了然，甚至此前就可通過大數(shù)據(jù)分析預(yù)估距離隧洞掘進(jìn)工作進(jìn)程。這樣的記錄，只是“百年工程”珠三角水資源配置工程里，串珠成鏈的100多個標(biāo)段中的其中兩個。

　　通過數(shù)字孿生操作系統(tǒng)，在一塊大屏下，建造工程中100多個工地、6000名施工工人、上萬臺設(shè)備的數(shù)據(jù)都可實(shí)時傳進(jìn)“互聯(lián)互通”。后臺管理人員24小時值班，對系統(tǒng)提出的警告進(jìn)行處理，及時解決問題。參與項目的數(shù)字孿生資深技術(shù)專家馬守強(qiáng)告訴記者，“百年工程”的主要特點(diǎn)是全程都在地下60米，項目團(tuán)隊要通過數(shù)字孿生、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段把整個地下的工作孿生到地上的數(shù)字大屏上，大屏可以看到所有的數(shù)據(jù)信息，方便建設(shè)者做出決策處理。

　　智慧監(jiān)管平臺上線后，不僅是盾構(gòu)機(jī)，工地現(xiàn)場的吊塔、閘機(jī)、起降機(jī)等，甚至工人的安全帽，都裝上了物聯(lián)網(wǎng)感知設(shè)備，可以實(shí)時向后臺傳輸數(shù)據(jù)。有了感知數(shù)據(jù)，施工安全把控和項目優(yōu)良率得到有效提升。系統(tǒng)上線后的一段時間內(nèi)，珠三角水資源配置的工程單元工程優(yōu)良率超過97%以上。如今，在數(shù)字孿生技術(shù)加持下，坐在辦公室，就能清晰看到盾構(gòu)機(jī)的狀態(tài)實(shí)時數(shù)據(jù)，方便工程師們隨時對機(jī)器進(jìn)行控制。智慧化的標(biāo)簽印記，從此鮮明地印在了珠三角水資源配置工程上。

　　實(shí)時治堵 秒級響應(yīng)

　　惠州交警牽頭“暢通工程”，打造了全國首個大范圍實(shí)施“融合感知+全息路網(wǎng)+數(shù)字孿生+C端服務(wù)”的創(chuàng)新交通治堵項目，當(dāng)前已覆蓋140個路口、300公里路網(wǎng)。

　　據(jù)了解，交通事故處理過程中，存在這一些難題。一般來說，從發(fā)現(xiàn)事故到上報再到處置，至少要十幾分鐘，甚至更長時間。這個過程中，不僅會造成大面積擁堵，每延誤一分鐘，發(fā)生二次事故的概率，會上升2.8%。而在高速公路上，每年二次事故的數(shù)量，占到交通事故總量的40%到70%。

　　為此，這個項目通過高精度攝像頭、毫米波雷達(dá)等設(shè)備，捕捉動態(tài)變化的路況，實(shí)時映射到“數(shù)字空間”，形成“交管實(shí)時孿生系統(tǒng)”。如此一來，當(dāng)惠州的道路上有一輛車發(fā)生了交通事故，交警立刻就能知道事故位置、碰撞情況，快速預(yù)警、出警，事故處理時間從原來的十幾分鐘縮短至幾分鐘。

　　項目負(fù)責(zé)人介紹，“該項目通過‘實(shí)時可操控’的數(shù)字孿生，助力精準(zhǔn)、高效、有預(yù)判的調(diào)度管理?！苯刂聊壳?，惠州已實(shí)現(xiàn)了重點(diǎn)區(qū)域的“全天候、全域”管理，達(dá)到了“快速發(fā)現(xiàn)、快速推演、快速決策”的效果。

　　改變生活的方方面面

　　在2023深圳國際水務(wù)科技博覽會上，基于數(shù)字孿生技術(shù)的“智慧水廠”南沙黃閣水廠項目受到關(guān)注。記者看到，所有的設(shè)備、儀器、數(shù)據(jù)、運(yùn)行情況等，都在數(shù)字世界里纖毫畢現(xiàn)。工作人員介紹，該平臺以水廠三維數(shù)據(jù)底板為基礎(chǔ)，數(shù)學(xué)模型和知識庫為支撐，集成生產(chǎn)現(xiàn)場實(shí)時數(shù)據(jù)和視頻信息，對各工藝單元生產(chǎn)全過程進(jìn)行數(shù)字映射、智能分析、優(yōu)化控制。

　　在“智慧水廠”里，工作人員通過“孿生場景”，結(jié)合現(xiàn)場具有AI視頻識別能力的軌道機(jī)器人等智能裝置，在中控室即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程巡檢、工藝仿真、智能監(jiān)盤、全廠布防等一站式操作。人工巡檢取消了，工作人員減低了進(jìn)入高風(fēng)險場所的頻率，但發(fā)現(xiàn)和定位問題的時效性卻提升了，顯著提升了水廠運(yùn)行管理效率。

　　在深圳虛擬電廠管理中心巨大的顯示屏上，所有的充電設(shè)施、新型儲能設(shè)備、光伏設(shè)備、電廠、電線都顯示得一清二楚。對比真實(shí)的電廠來看，虛擬電廠不生產(chǎn)電，是電的搬運(yùn)工，它更像是一個電力服務(wù)的“管家”角色，數(shù)字孿生技術(shù)在這里有了用武之地。深圳虛擬電廠管理中心技術(shù)專家李江南說，“不要小看這張網(wǎng)，這是深圳電網(wǎng)綠色發(fā)展的縮影。它是數(shù)字能源加原網(wǎng)荷儲等能源管理系統(tǒng)，能助力電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，為深圳新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了重要的支撐作用?！?/p>

　　智慧樓宇也是一個展示數(shù)字孿生技術(shù)的最好平臺，每一個訪客都可以直觀地感受到技術(shù)的魅力。騰訊濱海大廈是一座名副其實(shí)的“智慧建筑”。技術(shù)團(tuán)隊利用數(shù)字孿生、物聯(lián)網(wǎng)、AI等各項新技術(shù)，為建筑打造了一個開放性的數(shù)字底座，統(tǒng)一接口標(biāo)準(zhǔn)，連接打通這些獨(dú)立的子系統(tǒng)。冰冷生硬的水泥建筑因為這個系統(tǒng)變成了一個可以不斷生長變化的科技載體：不同的子系統(tǒng)相互結(jié)合，不斷衍生出新的數(shù)字化應(yīng)用場景和服務(wù)。

　　在這里，訪客會發(fā)現(xiàn)大廈的電梯沒有任何實(shí)體按鈕，在小屏幕上輸入樓層數(shù)據(jù)后，就會被智能分配到最快最合理的梯位。南方多雨，訪客在濱海大廈廣場上行走卻不會濕鞋，是因為用“陶粒透水材料”替代硬底化的路面，讓建筑具備降雨調(diào)蓄、凈化、利用能力，后臺還能借助傳感器，對氣象數(shù)據(jù)、雨水匯集量、排水管道流量、土壤濕度進(jìn)行收集和建模，科學(xué)評估和優(yōu)化大廈海綿設(shè)施的運(yùn)行效果，動態(tài)調(diào)整來應(yīng)對汛期。（廣州日報）