1、2021目 录1 数字孪生技术2 智慧工厂3 数字孪生技术在智慧工厂中的应用数字孪生技术 数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成对现室世界的映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生是一种超越现实的概念，可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的现实物体的数字映射系统 简单的概念上，数字孪生就是指利用数字化技术营造的与现实世界对称的数字化镜像，以数字化方式拷贝一个真实世界的物理对象，模拟对象在现实环境中的行为。数字孪生技术数字孪生技术数字孪生技术真实世界数据源 数字孪生技术数字孪生世界自有和第三方真实世
2、界场景物理及社会运行规律的数据源真实世界到虚拟世界数字化转换键数字孪生技术基础设施提供商行业标准制定者模型自动导入及优化工具模型形体高保真自动减面工具光照贴图自动生成工具城市骨架工具城市骨架工具城市骨生成架城市骨生成架基于Neon的RTX物理光线追踪工具基于神经网络的超分辨率渲染工具DLSS场景数据感知数据 摄像头 手机、电脑 传感器 蓝牙 其他各种IOT自动化系统仿真系统数据结构化仿真动态运行仿真物理规律仿真L1初精度L2中精度L3高精度L4高拟真L5全拟真全要素场景持续服务算力模式数据可视及分析仿真模拟智能决策物联控制 城市GIS数据 HD Map 点云场景 数字照片建模 倾斜摄影 BIM
3、建筑数据自有数据第三方数据开源数据 城市OSM数据 城市高程数据 街景地图 正射卫星影像 智慧城市数据库 自有数字资产库数字孪生技术过去的构建未来的预演地形地貌用地规划城市分区道路网络交通网络市政服务水电网络通信网络污染监测配套服务昼夜模拟天气模拟灾害模拟犯罪模拟健康模拟经济服务幸福度模拟更多现在的还原全生命周期数字孪生技术的能力:p场景可视化p物理仿真数字孪生技术1数据分析与控件层3数据驱动模型层4高拟真静态模型层2三维交互应用层数字孪生技术的能力：物体对象分层项目区外外建筑、道路、水域使用AES自动生成基于真实地理坐标系的L2L2中仿真场景+对项目区内内重点设备、重点物料、场地使用手工建模
4、搭建L3L3高仿真场景数字孪生技术数字孪生技术的能力：高仿真全要素静态场景数字孪生技术支持接入历史数据、实时数支持接入历史数据、实时数据、计划数据驱动场景模型，据、计划数据驱动场景模型，帮助用户掌握各生产要素和帮助用户掌握各生产要素和操作环境的操作环境的“过去时、现在过去时、现在时和未来时时和未来时”，做到堆料、，做到堆料、运输、生产的预演、实操和运输、生产的预演、实操和复盘，辅助实现生产最优化。复盘，辅助实现生产最优化。数字孪生技术的能力：数据驱动动态场景数字孪生技术数字孪生技术的能力：云端完成渲染云端完成渲染，采用视频串流技术将极致的3D渲染画面实时传送给用户，营造跨终端的一致体验目 录1
5、 数字孪生技术2 智慧工厂3 数字孪生技术在智慧工厂中的应用智慧工厂 智慧工厂是现代工厂信息化发展的新阶段。是在数字化工厂的基础上，利用物联网的技术和设备监控技术加强信息管理和服务；清楚掌握产销流程、提高生产过程的可控性、减少生产线上人工的干预、即时正确地采集生产线数据，以及合理的生产计划编排与生产进度。并加上绿色智能的手段和智能系统等新兴技术于一体，构建一个高效节能的、绿色环保的、环境舒适的人性化工厂。是“智慧地球”、“智慧城市”等理念在制造业的实际应用的结果。智慧工厂 智慧工厂的发展，是智能工业发展的新方向。特征体现在制造生产上:1.系统具有自主能力：可采集与理解外界及自身的资讯，并以之分
6、析判断及规划自身行为2.整体可视技术的实践：结合讯号处理、推理预测、仿真及多媒体技术，将实境扩增展示现实生活中的设计与制造过程。3.协调、重组及扩充特性：系统中各组承担为可依据工作任务，自行组成最佳系统结构。4.自我学习及维护能力：透过系统自我学习功能，在制造过程中落实资料库补充、更新，及自动执行故障诊断，并具备对故障排除与维护，或通知对的系统执行的能力。5.人机共存的系统：人机之间具备互相协调合作关系，各自在不同层次之间相辅相成。5G助力智慧工厂行业需求5G多用户、移动性、精准定位能力提升AGV和物料货架管理的可用性及效率典型5G应用场景每一台设备，都可以被感知、被远程控制重要物料、产品、环
7、境，需要被实时监控工业自动控制物料供应管理资产与环境监测 时延：1ms 可靠性：99.9999%5G低时延、高可靠实现机械自动化控制5G大连接能力使设备全部联网，实时监测状态及环境低成本、高质量、及时化自动化、智能化、柔性化工厂大多使用有线连接，虽可靠但部署复杂、不灵活无线连接更加灵活、方便，而5G能够提供低时延、高可靠、大连接能够满足大部分工厂应用场景5G走进工厂生产环节，提供更广泛的连接能力与低时延控制等能力，推进工厂生产的自动化进程，提升资源配置及生产效率，并降低各类人为事故的可能性5G助力智慧工厂集装箱装卸AGV运输 时延：10ms5G高可靠、低时延实现集装箱远程控制，提高运输速率 时
8、延：3-100ms 可靠性：90-99.999%5G满足园区自动驾驶对控制和可靠性需求，提升港区运输能力行业需求人工集装箱装卸升级为远程控制自动化装卸，提升年运输量园区内运输车辆无人化典型5G应用场景5G将改变港口物品装卸以及运输方式，推动智能机械代替人工，显著提升港口的生产运输效率提升港区运输安全性5G助力智慧工厂自动驾驶车队行驶5G超低时延和高可靠性可实现安全可靠的自动驾驶，车辆联合避撞、信息共享等降低物流人力成本，减少因长途疲劳驾驶造成的交通事故5G赋能交通行业，带来全运输变革，为工厂提供无人驾驶、远程驾驶车辆，运输更加智能化、更加低成本自动驾驶、车与人、车、路间的信息交互等创新应用需更
9、高技术能力支撑道路及驾驶安全是重中之重，需要高可靠性的通信连接方式灵活高效的新型物流运输方式，降低人力成本和无效时间行业需求远程驾驶扩展传感器5G网络将实现轻松准确的远程操控汽车5G实现人、车、路的数据信息互通，提前预警典型5G应用场景5G助力智慧工厂基于5G网络大传输、低时延等优点，结合现场超高清（4K）摄像头，为了保证前端采集到的图像清晰度不在传输时候有所损失，5G网络通过实验基站传输，能在5G手机终端上随时查看厂区超高清实时监控画面。超高清画面视频监控系统高清前端高清前端LAN5G移动高清前端移动高清前端安防监控平台安防监控平台移动客户端（手机、移动客户端（手机、PAD）模拟摄像机模拟摄
10、像机视频监控系统人脸摄像机车辆摄像机其他摄像机人数统计行为分析.AI摄像机人脸识别算法车辆识别算法人数/行为/其他算法多功能AI摄像机监控中心统一监控，统一指挥，统一决策目 录1 数字孪生技术2 智慧工厂3 数字孪生技术在智慧工厂中的应用数字孪生技术在智慧工业中的应用1960-20001960-2000技术准备期技术准备期2000-20102000-2010概念产生期概念产生期2010-20202010-2020领先应用期领先应用期2020-20502020-2050规模扩展期规模扩展期 CADCAD CAECAE PLMPLM SCADASCADAn 产品产品 MESMES MPSMPS M
11、BSEMBSE ERPERPn 设备设备 IOTIOT CloudCloud BigdataBigdata AIAIn 厂房厂房 MRMR GISGIS AIAIn 行业行业数字孪生技术在智慧工业中的应用数字孪生赋能智能制造系统逻辑架构数字孪生场景平台业务应用原材料管理数据中台数据存储数据提取数据清洗数据转换数据中台处理完成的各种数据数据融合处理L2+L3全要素静态场景（AES）数字孪生动态场景数据驱动模型物流运输管理生产加工管理数据源卫星遥感倾斜摄影城市GIS/DEM建筑BIM/CAD照片算法建模设备PLC数据北斗定位数据业务数据GPS定位数据技术架构CAMPLCCIPSScadaIOT H
12、UBMPS/MESERP数据提取数据转换数据清洗PLMCRMSRM WCSIDC网络终端定位蓝牙门禁打卡产品设备产线厂区深度学习部分接管业务仿真有效预判基础层感知层业务及流程层数据层场景层应用层真正智慧基础设施 物联平台 数据消息中心5G、CDN、AP、VPCNB-IOT、LORA等GISBIM3DMAXSUCADFBXOBJ照片大屏PC网页移动端高层管理层执行层预案推演政府/园区管理方/园区业主/公民安全策略规则引擎连接组件身份权限访问控制数据采集 业务流程中心）Web数据库应用数据库消息通知身份ID访问权限数据权限操作权限权责等级审批动作系统调用数据调用消息调用 图层及应用Icon标记消息
13、报警3D交互BIBI编辑3D编辑iframeURLSSO单点AI视觉埋点监测视频融合ECS、GPU、云监控数据融合：关系型、视频流、文件源、程序源、设备源(存储在数据方)坐标映射直连封装物联协议数据库运行环境API通过API自行编辑RestfulWIN10、linux、unix、macos等Hlink、OCP、Bacnet、RTSP、GB28181、TCP/IPSql sever、Java、API、HTTPRTMPSDK开发信息流RTC、EXE、BS、CS、云渲染设计销售采购物流UWB蓝牙NFCRFID设备驱动产线流程厂房布置厂区管理设备运维安全生产安防监控能耗监测流程展示实时生产生产指标效益
14、指标应用架构数据数据底座底座VR平台平台通用通用场景场景终端终端感知感知数据集成融合平台物联网接入平台应用开发平台云计算平台招商管理综合安防便捷通行资产管理能效管理设施管理环境空间智能预警数字孪生场景构建平台可视化平台云服务平台API开放平台仿真平台数据分析面板层三维交互应用层高拟真模型层地理空间底板层监控监控照明照明门禁门禁停车停车通行通行资产资产网络网络消防消防会议会议档案档案能源能源终端终端智慧城市智慧城市智慧园区智慧园区智慧政务智慧政务智慧文旅智慧文旅智慧场馆智慧场馆行业行业应用业务生产原材料管理生产原材料管理物流运输管理物流运输管理生产过程管理生产过程管理业务数据驱动原料存量模型动态
15、变化接入调度方案实现原料模型推演可视化原料模型统计数据展示原料信息查看数据驱动车辆、设备、皮带、船舶模型动态变化作业异常情况实时告警运输能力统计数据展示设备、车辆、人员信息查看原料投放状态实时监测原料投放错误实时告警原料投放统计数据展示原料投放信息查看原料历史投放记录查询生产原材料管理生产原材料管理数据驱动场景原料模型动态变化接入原料类型、存量等业务数据，驱动原料存量模型相应变化仓库推演可视化接入计划调度方案数据，如：时间、原料出入库计划、原料类型等，实现仓库推演可视化统计分析图表仓库容积统计统计总容积、分区容积、货架或房间容积仓库利用率统计统计总使用率、分区使用率、货架或房间使用率原料属性分
16、类统计按照不同原料属性，如：类型、料主等，分类统计数据信息查看仓库信息仓库编号、容积、作业设备数量、原料类型等原料信息原料类型、重量、料主、来源、在仓库中的分布等数据驱动场景设备模型动态作业接入船、车辆、皮带、堆取料机、装卸船机等设备的位置数据和作业数据，驱动场景中设备模型同步作业统计分析图表作业效率统计对车辆、堆取料机、装卸船机等作业设备统计分析作业效率运输成本统计通过传感器数据、业务数据对车辆、皮带等运输设备进行运输成本统计追踪，辅助管控运输成本数据信息查看设备信息设备编号、设备类型、载重、作业状态等设备维保信息设备类型、上一次维保时间、下一次维保时间、是否逾期等人员实时定位接入人员定位信息，在场景中实时定位人员告警定位实时接入告警信息，对告警事件迅速定位，提高应急管理速度生产过程管理生产过程管理统计分析图表统计分析图表原料比例对比统计原料比例对比统计对比计划原料类型、计划重量、数量与实际物料类型、实际重量、数量原料投放统计原料投放统计统计投放的物料类型、重量和数量数据信息查看数据信息查看配料比例信息配料比例信息原料类型、计划重量、计划数量等投料口信息投料口信息投料口编号、状态等应
