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数字孪生车间信息物理融合理论与技术探索

数字孪生车间（Digital Twin Shop-floor, DTS）作为实现制造物理世界和信息世界智能互联与交互融合的一种潜在有效途径，近期被国内外相关领域学术界和企业界高度关注。在本文中，北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院副院长、博士生导师陶飞教授与其他五位作者共同在前期对数字孪生车间的概念、系统组成、运行机制、特点和关键技术等研究基础上，体系性地设计了数字孪生车间的参考系统架构，并从数字孪生车间四个主要系统组成（物理车间、虚拟车间、车间孪生数据、车间服务系统）的角度出发，分别对①物理车间异构要素融合、②虚拟车间多维模型融合、③车间物理-信息数据融合、④车间服务/应用融合等关键问题进行了研究与分析。从物理融合、模型融合、数据融合和服务融合四个维度，系统地探讨了实现数字孪生车间信息物理融合的基础理论与关键技术，为企业实践数字孪生车间提供了重要参考。

  • 2022-04-08
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基于数字孪生建筑构建数字孪生城市与城市信息模型

提出了对数字孪生、数字孪生建筑的理解，以及基于数字孪生建筑构建实现数字孪生城市和城市信息模型的方法。认为数字孪生至少包含六个维度：系统仿真与多模型驱动（SM），数据线索与数据全周期（DT），知识模型与知识体系（KM），CPS双向自主控制（AC），混合智能决策（ID），全局人工智能（AI）。基于数字孪生建筑和建筑信息模型，可构建出由模型到系统再到体系的微观与宏观一体化智慧建筑系统集成模式，真正实现基于模型的建筑复杂系统工程。对基于城市信息模型的城市现代经济体系潜在逻辑进行了分析，认为实现城市现代经济最佳运行状态的本质途径是供给侧与需求侧的最佳匹配与快速平衡。基于数字孪生建筑构筑数字孪生城市和城市信息模型是系统思维方法的一个典型实践。

  • 2022-04-08
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详解数字孪生应用的十大关键问题

当前，数字孪生（Digital twin）是各界关注的热点，全球著名IT研究机构Gartner曾在2017年至2019年连续三年将数字孪生列为十大新兴技术之一。北京航空航天大学陶飞教授团队对数字孪生技术进行了长期的深入研究，撰写了一批国际水准的学术论文。近期，美国工业互联网联盟（IIC）、IDC、埃森哲、中国信通院、赛迪等研究机构相继发表了相关白皮书，我国从政府主管部门到企业也十分关注数字孪生技术。

  • 2022-04-08
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通信人必须知道的工业数字孪生技术

近些年，随着全球工业互联网发展战略深入实施，工业领域催生出一批数字化、网络化、智能化的新模式、新业态。其中，工业数字孪生日趋成为学术、产业界研究热点，并有望成为推动工业企业数字化转型的新动能。与此同时，当前产业界对于工业数字孪生定义及内涵尚未形成统一认识，亟需系统梳理相关概念、关键技术、应用场景和实施路径，凝聚和深化产业共识，加速工业数字孪生技术创新和产业实践。

  • 2022-04-08
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矿山信息化发展及以数字孪生为核心的智慧矿山关键技术

综合自动化矿山阶段主要解决了矿山数字化、监测监控技术与信息孤岛问题，就煤矿生产流程而言，基本完成了智能矿山的建设工作，在环境条件允许的情况下，可实现局部的少人化和无人化控制。智慧的前提条件是矿山生产系统的各个环节均可测、可观、可控，也就是要形成面向生产各环节透明化的知识服务体系。以煤炭行业为例，从目前取得的成果来看，远没有达到透明矿山的要求，这是制约智慧矿山发展的瓶颈问题。黑色或灰色（不透明）矿山的问题，制约我们在一般情况下仍需依靠较多人力维持正常的安全生产，导致矿山重大事故时有发生，解决矿山运行状态知识建模与服务的问题迫在眉睫。

  • 2022-04-08
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工业互联网支持下的数字孪生车间

随着信息时代的发展，数字孪生技术已成为实现智能制造的方法之一。首先说明了数字孪生的产生背景，数字孪生技术是实现信息空间和物理空间信息数据融合的重要方法、手段。接着从模型、数据、应用等不同方面，对智能车间数字孪生技术进行了探讨，同时比对了不同公司对数字孪生技术在车间应用的侧重点。通过比较智能车间相关概念，得出了数字孪生车间是一种新的车间运行模式，其关键问题是实时数据传输。工业互联网是一种将人、数据和设备等连接起来的网络技术，通过物联网等技术可以实现实时数据传输。分析了工业互联网技术的发展及工业互联网技术对实现数字孪生车间的技术支持，最后对数字孪生技术的发展进行了展望。随着数字孪生技术在车间中的运用，数字孪生车间必将成为未来智能车间的一种重要的实现方式。

  • 2022-04-08
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数字孪生技术及其对提升装备全寿命保障能力的作用

自从数字孪生被美国空军定义为“改变游戏规则”的技术之一以来，这一概念受到热炒，引起各方广泛的关注。且随着业界追捧，对这一技术概念内涵实质的理解及其功能的界定都在扩展，使得我们更难准确把握技术实质及其作用。本文试图对这一技术及其在装备保障中的应用进行阐释。

  • 2022-04-08
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探究数字孪生技术在智慧能源系统中的定义和通用架构

全球能源行业顺应数字化时代不断发展，我国电力体制改革深入推进，在这一背景下加快能源转型已成为行业共识。但能源行业存在着体制、技术与市场壁垒，使得能源转型面临挑战。国家能源局提出智慧能源战略，建设互联互通、透明开放、互惠共享的能源共享平台，以期解决能源行业普遍存在的壁垒问题。

  • 2022-04-08
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