數字孿生站上灣區數字化C位

　　數字孿生技術被列入廣深等多地科技創新規劃 正在重塑我們(men) 的生活

　　今年，隨著各個(ge) 重磅政策的發布，數字經濟迎來一波浪潮，這次被推上C位的是——數字孿生技術。

　　智慧工地裏，工地、工人、設備在一塊大屏下實現了互聯互通；智慧工廠裏，設備、儀(yi) 器、數據實現了數實互融；智慧交通裏，實時路況被塑造成平行的數字世界，為(wei) 真實交通的管理和決(jue) 策提供更加精準高效的輔助……在各種科技展會(hui) 裏數字孿生技術都被擺上最顯眼的位置，成為(wei) 各個(ge) 企業(ye) 和科研機構展示自己技術能力的重點。是技術成熟後的厚積薄發？在未來將如何重塑我們(men) 的生活？帶著這些問題，記者走近了“這位”數字經濟圈的當紅炸子雞。

　　文、圖/廣州日報全媒體(ti) 記者王納 實習(xi) 生蔡燁琳

　　行業(ye) 現狀

　　數字孿生成為(wei) 數字浪潮的新寵兒(er)

　　科幻電影愛好者一定還記得《蜘蛛俠(xia) ·英雄遠征》裏的那個(ge) 數字世界，彼得·帕克為(wei) “數實融合”世界代言了一把。數字孿生，就是以模擬仿真、AI、雲(yun) 計算等技術構建數字空間，通過對數字空間的精準描述，反饋到物理空間進行診斷、預測，最終形成智能決(jue) 策影響物理世界，這一過程是動態的、實時的。

　　從(cong) 2015年開始，我國關(guan) 於(yu) “互聯網+”或者“+互聯網”的討論和實踐方興(xing) 未艾，各行各業(ye) 都在利用互聯網信息技術實現改造升級和創新，這是“數字化”的前身。進入2023年，《數字中國建設整體(ti) 布局規劃》《國務院關(guan) 於(yu) 加強數字政府建設的指導意見》《廣東(dong) 省數字政府改革建設“十四五”規劃》等文件相繼發布，再次給“數字化”加了一把火。今年2月，中共中央、國務院印發的《數字中國建設整體(ti) 布局規劃》裏，數字中國建設被提到“推進中國式現代化的重要引擎”的新高度。

　　數字化建設也給粵港澳大灣區的發展帶來了新機遇，各個(ge) 城市相繼推出數字經濟建設方案。為(wei) 了發展數字經濟，廣州連年放出大招，2020年出台首份數字經濟創新發展綱領性文件，打造數字經濟創新引領型城市，開建人工智能與(yu) 數字經濟試驗區；2021年獲批創建國家人工智能創新應用先導區。2022年廣州在全國率先出台首部城市數字經濟地方性法規《廣州市數字經濟促進條例》，其中數字孿生技術被列入需要攻關(guan) 的前沿技術領域。

　　深圳也加快了數字經濟步伐，今年6月出台了《深圳市數字孿生先鋒城市建設行動計劃》，提出要建設“數實融合、同生共長、實時交互、秒級響應”的數字孿生先鋒城市。東(dong) 莞為(wei) 促進數字經濟和實體(ti) 經濟深度融合，發布《東(dong) 莞市數字經濟發展規劃(2022—2025年)》，提出要打造多層次行業(ye) 賦能生態體(ti) 係。佛山為(wei) 了提升中小企業(ye) 數字化率，發布《佛山市推進製造業(ye) 數字化智能化轉型發展若幹措施》，提出未來3年將投入100億(yi) 元支持企業(ye) 數字化轉型……

　　這一波數字化浪潮之中，數字孿生火了。作為(wei) 數字化產(chan) 業(ye) 核心技術之一，據不完全統計，在2021年~2022年，共有20多個(ge) 省份出台的超150份文件提及“數字孿生”，數字孿生作為(wei) 需突破的信息領域關(guan) 鍵核心技術，被列入廣州、深圳等地的科技創新規劃裏。

　　對話技術大咖

　　問題1：數字孿生為(wei) 什麽(me) 火了？

　　技術發展到一定階段的結果

　　專(zhuan) 注於(yu) 自動駕駛產(chan) 品的業(ye) 務總經理蘇奎峰認為(wei) ，數字孿生應該有幾十年的發展曆史了，最早是在上世紀70年代NASA用它來做航空航天領域的數字孿生體(ti) ，去做一些測試和驗證。所以它並不是突然爆火的概念，已經沉澱了很多年，現在重新煥發了第二春。

　　這其實是數字孿生技術發展到一定階段的產(chan) 物，是伴隨著經濟發展以及數字化產(chan) 業(ye) 發展而必然產(chan) 生的。如今我們(men) 更強調高質量發展和降本增效，降本增效衍生出對數字孿生的大量需求。我們(men) 發現，凡是在數字化發展比較快的行業(ye) 裏，數字孿生應用的深度和廣度也是最大的。所以，數字孿生是未來企業(ye) 或者政府數字化轉型的一個(ge) 關(guan) 鍵路徑和願景，數實融合、實時交互，這是一個(ge) 很必然的手段。

　　匹配我國經濟發展時間節點

　　在高級規劃師王鵬看來，數字孿生並不是一個(ge) TO C(麵對終端客戶)的技術，甚至不是一個(ge) 單一的技術，而是一係列技術和方法論的集合。資本沒必要去炒作這樣一個(ge) TO B(麵對企業(ye) 客戶)的技術概念。從(cong) 更大的層麵來說，數字孿生概念其實代表了城市文明和社會(hui) 經濟形態一次新的革命。

　　原來我們(men) 工業(ye) 時代是通過生產(chan) 更多的產(chan) 品、創造更多的空間去解決(jue) 我們(men) 的需求問題。現在是通過數字孿生去描述人的需求、設施與(yu) 服務的供給，並通過計算高效地去匹配這種需求與(yu) 供給，無論對產(chan) 業(ye) 還是城市發展都是一種新的範式。我國經濟發展進入存量階段，剛好數字技術的革命或者說一係列技術的成熟同步發生，這是一件很幸運的事情。數字孿生的機遇和經濟社會(hui) 發展的時間節點特別匹配，所以數字孿生在我國也越來越受到關(guan) 注。

　　問題2：未來數字孿生技術會(hui) 取代機器人嗎？

　　兩(liang) 者協同共生將催生新範式

　　“我覺得機器人更多的是執行的角色。隨著技術的發展，它不光是一個(ge) 決(jue) 策之後的執行者，也可能是前置的信息采集者。”高級研究員李南表示，機器人是硬件，數字孿生更多是在軟件層麵，它倆(lia) 是非常好的一個(ge) 協同的作用。比如說在電力巡檢過程中，機器人可以把數據采集回來，通過數字孿生的仿真、模擬和推演去判斷設備的運行情況。

　　這是一種很好的軟硬協同，並沒有明顯的一個(ge) 替代的關(guan) 係。它會(hui) 催生一種新範式，以軟硬協同的方式共同在一些複雜場景實現價(jia) 值。

　　典型案例

　　數字孿生從(cong) 後端走向了前台

　　地下60米的數字化

　　在獅子洋最深處水下60米，一台重超千噸的“巨無霸”盾構機從(cong) 獅子洋畔虎門鎮出發、曆經449天由西往東(dong) 掘進；而另一台“巨無霸”盾構機，則從(cong) 廣州南沙東(dong) 湧鎮，下穿蓮花山水道掘進，最終兩(liang) 台“巨無霸”穿江過洋，順利抵達位於(yu) 廣州番禺的海鷗島接收井，實現了穿越獅子洋的“海底鵲橋會(hui) ”。

　　與(yu) 此同時，在幾十公裏外的廣州南沙，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(hui) ”的數據閃爍：盾構機掘進速度、探頭溫度、壓力、硬度指標一目了然，甚至此前就可通過大數據分析預估距離隧洞掘進工作進程。這樣的記錄，隻是“百年工程”珠三角水資源配置工程裏，串珠成鏈的100多個(ge) 標段中的其中兩(liang) 個(ge) 。

　　通過數字孿生操作係統，在一塊大屏下，建造工程中100多個(ge) 工地、6000名施工工人、上萬(wan) 台設備的數據都可實時傳(chuan) 進“互聯互通”。後台管理人員24小時值班，對係統提出的警告進行處理，及時解決(jue) 問題。參與(yu) 項目的數字孿生資深技術專(zhuan) 家馬守強告訴記者，“百年工程”的主要特點是全程都在地下60米，項目團隊要通過數字孿生、物聯網等技術手段把整個(ge) 地下的工作孿生到地上的數字大屏上，大屏可以看到所有的數據信息，方便建設者做出決(jue) 策處理。

　　智慧監管平台上線後，不僅(jin) 是盾構機，工地現場的吊塔、閘機、起降機等，甚至工人的安全帽，都裝上了物聯網感知設備，可以實時向後台傳(chuan) 輸數據。有了感知數據，施工安全把控和項目優(you) 良率得到有效提升。係統上線後的一段時間內(nei) ，珠三角水資源配置的工程單元工程優(you) 良率超過97%以上。如今，在數字孿生技術加持下，坐在辦公室，就能清晰看到盾構機的狀態實時數據，方便工程師們(men) 隨時對機器進行控製。智慧化的標簽印記，從(cong) 此鮮明地印在了珠三角水資源配置工程上。

　　實時治堵 秒級響應

　　惠州交警牽頭“暢通工程”，打造了全國首個(ge) 大範圍實施“融合感知+全息路網+數字孿生+C端服務”的創新交通治堵項目，當前已覆蓋140個(ge) 路口、300公裏路網。

　　據了解，交通事故處理過程中，存在這一些難題。一般來說，從(cong) 發現事故到上報再到處置，至少要十幾分鍾，甚至更長時間。這個(ge) 過程中，不僅(jin) 會(hui) 造成大麵積擁堵，每延誤一分鍾，發生二次事故的概率，會(hui) 上升2.8%。而在高速公路上，每年二次事故的數量，占到交通事故總量的40%到70%。

　　為(wei) 此，這個(ge) 項目通過高精度攝像頭、毫米波雷達等設備，捕捉動態變化的路況，實時映射到“數字空間”，形成“交管實時孿生係統”。如此一來，當惠州的道路上有一輛車發生了交通事故，交警立刻就能知道事故位置、碰撞情況，快速預警、出警，事故處理時間從(cong) 原來的十幾分鍾縮短至幾分鍾。

　　項目負責人介紹，“該項目通過‘實時可操控’的數字孿生，助力精準、高效、有預判的調度管理。”截至目前，惠州已實現了重點區域的“全天候、全域”管理，達到了“快速發現、快速推演、快速決(jue) 策”的效果。

　　改變生活的方方麵麵

　　在2023深圳國際水務科技博覽會(hui) 上，基於(yu) 數字孿生技術的“智慧水廠”南沙黃閣水廠項目受到關(guan) 注。記者看到，所有的設備、儀(yi) 器、數據、運行情況等，都在數字世界裏纖毫畢現。工作人員介紹，該平台以水廠三維數據底板為(wei) 基礎，數學模型和知識庫為(wei) 支撐，集成生產(chan) 現場實時數據和視頻信息，對各工藝單元生產(chan) 全過程進行數字映射、智能分析、優(you) 化控製。

　　在“智慧水廠”裏，工作人員通過“孿生場景”，結合現場具有AI視頻識別能力的軌道機器人等智能裝置，在中控室即可實現遠程巡檢、工藝仿真、智能監盤、全廠布防等一站式操作。人工巡檢取消了，工作人員減低了進入高風險場所的頻率，但發現和定位問題的時效性卻提升了，顯著提升了水廠運行管理效率。

　　在深圳虛擬電廠管理中心巨大的顯示屏上，所有的充電設施、新型儲(chu) 能設備、光伏設備、電廠、電線都顯示得一清二楚。對比真實的電廠來看，虛擬電廠不生產(chan) 電，是電的搬運工，它更像是一個(ge) 電力服務的“管家”角色，數字孿生技術在這裏有了用武之地。深圳虛擬電廠管理中心技術專(zhuan) 家李江南說，“不要小看這張網，這是深圳電網綠色發展的縮影。它是數字能源加原網荷儲(chu) 等能源管理係統，能助力電網的穩定運行，為(wei) 深圳新能源產(chan) 業(ye) 的發展起到了重要的支撐作用。”

　　智慧樓宇也是一個(ge) 展示數字孿生技術的最好平台，每一個(ge) 訪客都可以直觀地感受到技術的魅力。騰訊濱海大廈是一座名副其實的“智慧建築”。技術團隊利用數字孿生、物聯網、AI等各項新技術，為(wei) 建築打造了一個(ge) 開放性的數字底座，統一接口標準，連接打通這些獨立的子係統。冰冷生硬的水泥建築因為(wei) 這個(ge) 係統變成了一個(ge) 可以不斷生長變化的科技載體(ti) ：不同的子係統相互結合，不斷衍生出新的數字化應用場景和服務。

　　在這裏，訪客會(hui) 發現大廈的電梯沒有任何實體(ti) 按鈕，在小屏幕上輸入樓層數據後，就會(hui) 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(hui) 濕鞋，是因為(wei) 用“陶粒透水材料”替代硬底化的路麵，讓建築具備降雨調蓄、淨化、利用能力，後台還能借助傳(chuan) 感器，對氣象數據、雨水匯集量、排水管道流量、土壤濕度進行收集和建模，科學評估和優(you) 化大廈海綿設施的運行效果，動態調整來應對汛期。（廣州日報）