基于工业互联网平台统一数字孪生模型管理的研究

本文提出了基于工业互联网平台的统一数字孪生模型管理框架,包括模型创建与采集、模型存储与管理、模型分发与部署、模型更新与优化以及模型安全与隐私保护等关键环节。通过建立标准化、集成化的管理流程,旨在提高数字孪生模型管理的效率和应用效果,为工业企业实现数字化转型提供支持。实证研究结果表明,该框架在提升生产效率、降低成本和优化决策等方面取得了显著效果。

数字孪生技术下的装配式建筑构件安装智能化管理模型分析

文章在装配式建筑安装中应用数字孪生技术,构建基于数字孪生技术的装配式建筑安装模型。结果表明,该模型通过整合物理模型、虚拟模型和实时数据,实现了装配式建筑安装过程的多维度建模和智能化管理,提高施工效率和精度,降低成本,为装配式建筑的信息化、数字化和智能化施工提供参考。

基于数字孪生的烟田管理系统

烟草农业已通过实施设施农业和全程机械化等手段来提升烟叶的生产效率、烘烤烟草的品质以及农民的收益,但在烟田管理上仍然面临由非线性、互馈性、多尺度等难题带来的效率低下问题。采用数字孪生理论和技术,以昆明地区的烟田管理系统为研究对象,设计多要素物联网数据采集装置,结合无人机倾斜摄影技术,建立一种以虚控实的数字化在线推理和反馈体系的烟田数字模型,以烟草氮元素管理为实践应用,实现了数据驱动的烟田农事管理。结果表明,数字孪生技术能显著提升烟草农业的管理效率,其中氮元素管理服务效率提升71%。数字孪生技术在烟田管理的全过程中都有广泛的应用潜力,为烟草农业的数字化转型提供应用参考。

数字孪生模型在产品构型管理中应用探讨

针对MBD技术的深层次应用,论述了数字线和数字孪生定义的概念和应用,指出数字线和数字孪生模型技术实施的重点和核心问题。指明全三维产品研制模式下对产品构型管理的新需求,探讨了基于数字孪生模型的产品构型管理方法和包含产品构型信息的产品数字孪生模型本体表达,为全三维研制模式下的产品构型管理提供了可行的技术解决方案。

基于数字孪生的建设工程项目管理数字化

我国大型建设项目具有规模大、工序复杂交叉、信息碎片化、劳动力短缺等问题,对传统项目管理方式形成了挑战,项目管理数字化需求十分迫切,其中数字孪生是当前实现项目管理数字化的重要手段。通过研究数字孪生的内涵、孪生映射以及数字孪生成熟度评价,并结合南通绕城高速公路项目的应用实践,总结并提出基于数字孪生的建设项目管理数字化转型的实现路径、技术手段及建议。主要结论如下:(1)基于数字孪生内涵,构建了建设项目管理的数字孪生模型及考虑生命周期、模型映射、功能和数据完备性的四维度数字孪生成熟度评价模型。(2)采用BIM、GIS、UAV和IoT技术集成,在BIM“一模到底”理念下构建以BIM为数据载体的高速公路项目的数字孪生模型,实现孪生体虚实精准映射。(3)基于数字孪生的工程项目管理数字化具有提升组织管理能力、管理效益提升、提升工程质量、项目数字资产价值再生等意义。(4)为切实推动建设项目管理数字化,需根据项目特点,着力解决项目结合、理念转变、组织保障和技术支撑等问题。

基于数字孪生的装配式建筑构件安装智能化管理模型研究

随着我国建筑市场体量的进一步扩展,传统建造方式面临转型挑战,要求从业者交叉融合信息化技术解决建造中的问题。将数字孪生技术引入装配式建筑安装过程中,提出装配式建筑构件安装数字孪生模型,从物理实体建模、数字孪生虚体建模、虚实交互通道建模角度,提出基于数字孪生的装配式施工过程多维度建模理论,并阐明基于数字孪生的装配式建筑构件安装智能管理模型的合理性与可行性。

基于数字孪生的市政道路可视化管理系统设计

随着城市管理步入数字和智能新时代,市政道路维护管理这一环节也亟待数字化革新。本文旨在探索如何通过数字孪生理念,构建一个创新的市政道路运维管理系统。其核心目标是优化道路维护流程,以减轻潜在的破坏影响并提升整体运营效率。具体来说,新设计的平台旨在实现成本的有效节省和检测效能的显著提升,为城市道路的可持续管理和高效运营提供了强有力的支持。最终的研究结果显示,这一平台在实践中展现了显著的优势,为市政道路运维管理带来了实质性的变革。

数字孪生分布式物理化结构模型及其在变电站建设管理中的应用

新近提出的数字孪生五维模型理论归纳描述了数字孪生的要素结构和运行原理,但在构建具体数字孪生系统实例时,仍缺少可用于直接指导的物理化结构模型。通过对五维模型中各元素表现的分析,归纳总结数字孪生的分布式物理化结构模型,进而构建面向项目全寿命周期管理的变电站数字孪生体系模型,指导构建基于信息化三维模型的变电站施工管理平台。数字孪生分布式物理化结构模型具有普适性,可适用于不同领域。

公园智慧管理中的数字孪生模型技术研究

数字孪生技术起源于航空业,在智造业、医疗业和智慧城市建设领域有较好的表现。该技术的实施应用核心是建立包含物理实体性能、维护和运行状况数据的数字孪生模型。在公园领域,高品质的数字孪生模型能够成为公园实体和数据信息之间的桥梁,对公园的智慧管理有显著意义。由于公园环境要素多样、管理要求复杂,其三维建模、数据存储、渲染性能面对较大挑战。因此,信息数据、三维模型和公园实体之间一直存在无法高效、精准匹配的系统性问题。通过实践研究,开创性地将公园数字孪生模型的搭建过程划分为需求分析、技术选择、模型搭建、数据绑定4个环节,并提取每个环节中与公园智慧管理实际需求紧密相关的关键因子。通过实施信息权重分级筛选、多种建模技术集成、模型网格拓扑压缩、模型参数驱动更新、制定数据绑定标准等技术措施,响应关键因子的需求,从而建立信息化、精准化的公园数字孪生模型构建技术体系,最终助力公园智慧管理工作。

山东滨州市三大引黄灌区数字孪生灌区建设与技术应用

山东滨州市簸箕李、小开河和韩墩3个大型灌区是水利部大型灌区数字孪生灌区先行先试建设试点之一。本文系统介绍了滨州市3个大型灌区数字孪生灌区设计构架与建设及研究内容,包括数字孪生灌区建设顶层设计,数据底板、立体感知体系、闸门自动化控制、模型开发应用、支撑保障体系建设和业务应用平台。滨州市3大灌区数字孪生建设是在灌区已经开展的信息化建设基础上开展的,已经投入4280多万元,数字孪生灌区大部分建设内容已经完成并投入使用,取得了良好应用成效,助力了灌区水资源的精细化管理,灌区用水计划制定时间较用传统方法缩短60%以上,实现了精准调水配水,年可节水6%;闸门自动化控制应用节省管理用工40%以上。随着三大引黄灌区数字孪生灌区建设的进展和应用技术的不断提升完善与优化迭代,将进一步提升灌区用水管理的数字化、智能化和精准化水平,服务于灌区的可持续发展和高质量发展。

数字孪生支持下的设备故障预测与健康管理方法综述

故障预测与健康管理(PHM)是设备运行维护管理的有效方法,早期主要应用于航天、军用装备等领域。随着故障诊断和数据采集与分析等相关技术的不断发展,PHM方法逐渐在民用航空、装备制造等领域得到应用,并进一步在多行业得到推广和普及。传统PHM方法有基于经验模型的方法、基于数据驱动的方法和基于物理模型的方法。但这些方法存在着不少的局限性。随着数字孪生技术的兴起,其模型和数据相融合的问题处理方法,可有效地解决传统PHM方法的不足,是PHM技术发展的一个方向。在对PHM相关技术和方法进行了研究之后,综述了数字孪生技术及其在PHM中的应用方法,并对应用中的关键问题进行了总结和分析,指出数字孪生支持下的PHM方法未来发展方向。

面向智能化管理的数字孪生电池构建方法

动力电池在长时宽温域运行时,其使用性能、寿命和安全性随时间动态演变,存在单体性能不一致、系统容量快速衰减或内部缺陷诱发的电池热失控等问题,需要全气候、全生命周期电池精准管理技术。突破智能化管理的数字孪生技术、构建数字孪生电池为提升电池管理能力带来了新的解决方案,已逐步成为行业发展趋势之一。围绕动力电池精细化管理技术发展趋势,针对数字孪生动力电池构建需求,从系统建模与管控需求等方面分析了数字孪生电池建模的基本准则,系统性阐述多维度、多尺度、多物理场融合的数字孪生电池的构建方法,并结合团队前期研究分析了某电池数字孪生的实践案例,探索了数字孪生电池在生产设计、全生命周期管理等场景下的应用可能性,为电池管理技术发展提供思路与参考。

复杂产品数字孪生的多维信息统一融合设计研究

为了有效支持复杂产品设计开发,基于元模型建模理论和MBD方法,分析复杂机电产品数字孪生体全生命周期各阶段多维信息关联机制,构建复杂产品数字孪生体全生命周期的信息模型。最后以某车辆液力变矩器的数字孪生体的信息模型构建为例,展示了复杂产品的多维信息统一融合设计的过程。

基于数字孪生的车间生产数据感知方法设计及实现

针对传统车间在进行数字孪生时,对于生产数据的采集存在着目标单一、信息模型灵活性差以及通用性低等问题,提出了一种面向数字孪生的车间生产数据感知方法。首先,通过分析数字孪生车间生产数据采集与应用需求,提出了一种多层次的生产数据采集体系架构;其次,围绕该体系架构的处理层,针对基于OPC统一架构(OPC Unified Architecture,OPC UA)的生产资源数字化表征模型构建关键技术进行了重点阐述;最后,基于车间应用实例,结合关键技术以及体系架构开发了数字孪生系统,验证了该方法的可行性,有效支撑了装配车间数字孪生系统的运行。

基于数字孪生驱动的全面智慧创新管理新范式研究

在批判性回顾已有技术创新范式的基础上,结合数字孪生的特点,提出"创新数字孪生"的定义及创新机理,探讨分析数字孪生技术在技术、战略、市场、组织、制度及文化六大创新要素层面上对创新活动的拓展,以及数字孪生驱动下的全要素创新、全员创新和全时空创新三大创新机制,提出数字孪生驱动的全面智慧创新管理新范式以及相应的"孪生钻石模型",强调数字孪生技术的创新提振作用。数字孪生驱动的全面智慧创新管理新范式的提出,实现了数字孪生技术与全面创新管理范式的有机整合,为引导组织开展创新活动提供了全局性的分析框架。

基于BIM的数字孪生智慧机房管理系统

本文主要描述了基于BIM三维模型,运用数字孪生技术,实现数据中心的设备全息信息展示,数据可视化交互,配合搭载故障智能诊断和健康度预测等人工智能模型,真正实现一个立体式、可视化的新一代智慧机房管理系统。

基于数字孪生的供应链数字化成熟度模型研究

各领域的新商业模式,都在基于数字化打造其供应链体系。文章针对数字化供应链发展现状,基于数字供应链孪生技术相关内容,构建供应链数字化转型成熟模型,从战略管理、技术应用、事务集成和组织文化四个维度构建评估指标体系,为供应链在数字化转型方向的发展和研究提供帮助。

数字孪生技术在城市交通中的应用探索

为了更有效地提升城市交通场景中可管理、可感知、可监测、可预警、可呈现、可评价的能力,本文融合GIS、AI、大数据和数字孪生技术开发了一种城市交通数字孪生平台。平台采用五层架构,具备交通设施设备智管、交通枢纽智监、交通安全智评和交通特勤智保服务的功能,可为城市交通提供智能化、高效化和可视化的服务。

位山灌区数字孪生建设探析与未来展望

随着全球气候变化和人类活动的影响,水资源管理已经成为全球性的挑战,尤其是在农业灌溉区域。本文通过构建位山灌区的数字孪生模型,探讨了该技术在提升灌区水资源管理效率和应对极端气候条件下的应用潜力。研究采用了系统动态学方法与数据驱动的多方法融合模型,并通过2015~2025年的水资源数据来验证模型的准确性。研究结果表明,该模型能够实现对灌区水资源分配的优化,提高灌溉效率,并对极端气候条件下的水资源分配情况进行有效预测。研究的成果不仅提高了位山灌区的水资源管理效率,也为其他灌区管理提供了可借鉴的经验。未来研究将集中于扩展模型的社会经济参数、探索不同气候和地理条件下的适用性,并结合人工智能和机器学习提高预测准确性。

以数字孪生长江支撑流域治理管理

数字孪生长江试点建设以智慧水利顶层设计为蓝本,以数字孪生流域建设技术大纲、数字孪生水利工程建设技术导则为指导,围绕日益复杂的长江流域综合治理管理需求,提出了试点建设总体布局,阐述了数据底板建设、模型与知识平台扩展、业务应用支撑等主体建设内容,分析了试点建设对于流域防洪、水资源管理、库区综合管理、工程安全运行管理等流域治理管理的支撑作用,探讨了流域模拟能力提升等关键技术,以期通过多时空尺度流域物理现象的精准预报、全链条灾害及风险预警、历史事件复盘和未来情景模拟预演以及应对预案决策等,实现数字孪生流域与物理流域的互馈。数字孪生长江试点建设是全面推进数字孪生长江建设的有益探索。