青岛高新区：数字孪生让园区更“聪明”

全过程数字化辅助生产，可实现透明高效管理，推动工作效率提升40%，产品精度提升15%……依托数字孪生技术在园区生产发展中的应用，可为园区管理和生产服务提供依据，支撑着园区的数字化、可视化和智能化，青岛高新区一大批致力于数字解决方案输出的优质企业，为赋能产业数字化转型、智慧园区建设增添强劲动力，推动新一代信息技术和智能制造支柱产业发展。

青岛高新区数字孪生平台通过数字孪生化工工厂管理系统远程查看设备运转情况。受访者供图

全过程数字化辅助生产

两年前的5月至今，海克斯康智慧产业园在青岛高新区全面投入使用以来，以实景三维数字化技术融合园区40余套信息系统、13000多个传感器，实现规划、建设、园区运维全过程数字化管理，并提供汽车、航空、电子、医疗、新能源、精密加工等18个行业应用展示场景。

实际上，早在2018年，海克斯康就开始不断探索实践数字孪生智能工厂道路，将企业资源计划、制造执行、质量管理、客户管理以及财务、人力资源、园区运维等信息系统实时互联，搭建了业务数据智能分析平台，为企业运营提供辅助决策信息。“智能工厂应用数字平台进行管理，实现运维效率提升30%，安全性提升50%，节约能源15%。”海克斯康项目负责人孙智宏告诉记者，智能工厂使用多维慧融（实景三维）平台，兼容地理信息、近300种各类数据格式，实现物理世界与虚拟空间实时映射，支持信息系统及传感器迭代扩展升级。使用三维软件搭建园区与智能工厂三维建筑信息建模（BIM）模型，实时显示园区建筑、设备及隐蔽工程状况，实时显示订单、生产、物料和环境信息。该公司多系统数字平台广泛兼容，实现智能高效管理。

“全过程数字化辅助生产，实现透明高效管理，推动工作效率提升40%，产品精度提升15%。”孙智宏介绍，在全球最大的三坐标检测设备生产基地，智能工厂实现了基于工业互联网的管理大脑与自动化系统间的互动。各项业务运营绩效通过看板可实时监测，实现信息化、透明化管理。工艺、生产计划等由系统自动生成，员工通过智能手持终端（PAD）获得生产计划后，线上通知自动搬运系统（AGV）进行物料配送。在产品检验环节，使用自动激光跟踪机器人替代传统手动设备，自动追踪采集数据。全过程数字化辅助生产。

在数字空间还原实体工厂

深入挖掘北斗导航技术的应用，青岛市光电工程技术研究院北斗导航研究室主任王敏从去年开始，带领团队布局“数字孪生三维可视化系统平台”项目。

“‘数字孪生’就是现实世界和虚拟世界的交互映照。”王敏表示。“数字孪生”技术在智慧城市建设中的应用非常广泛，可以使城市具有更强大的实时监测能力，了解当前城市的实时状况，更好地管理和控制城市运行。例如，智能交通管理系统可以通过车辆定位和路况监测，实时调整路网交通流量，让每个道路的车辆更加高效率地行驶。此外，“数字孪生”技术还可以为城市提供更加精准的环境监测，比如空气质量、水质、噪声等，更好地保护城市的环境。

目前，王敏他们瞄准的方向主要是数字孪生三维可视化智慧园区平台的建设。以此前他们为一家化工厂布局的数字孪生项目为例，“数字孪生化工厂，简单来说就是实体化工厂在数字空间中的三维模型，它不仅能看到实体化工厂的所有实时参数，还能通过数据交互和应用开发，实现安全操作的数字化、智能化升级。”王敏说，他们先是采用三维激光点云精细化建模技术，对化工厂进行细致的三维数字建模，它就像实体化工厂的孪生兄弟，在数字空间中1:1立体还原了实体化工厂的全貌，精度达到毫米级。

“我们可以通过数字孪生化工厂管理系统，远程查看设备参数信息，就如同查看实体设备一样。”王敏说，数字孪生技术可实现对实体化工厂的实时监控，同时其又不仅仅是对实体化工厂的数字化呈现，而是可以通过虚拟和现实的数据交互，实现数字化对现实的控制。“比如将化工厂设备的各项参数都上传到了虚拟平台，我们可以给它设置一个报警阈值，比如温度超过多少就会自动报警，报警之后触发紧急制停的按钮，实现虚拟世界对现实世界的智能化控制。”另外，该系统还可实现远程智能巡视功能，工作人员一键下达智能巡视任务，可结合人工智能自动研判安全隐患。

不断解锁数字孪生应用场景

目前，我国数字孪生城市建设已驶入“快车道”。

在信息上建设一个与有形的城市对应的数字孪生城市，既能使城市管理者更加高效地管理城市，也能为城市的可持续发展创造条件。《“十四五”数字经济发展规划》提出，完善城市信息模型平台和运行管理服务平台，因地制宜构建数字孪生城市。近年来，青岛高新区在数字孪生方面开展了诸多探索和实践。

以地理信息平台系统为依托，通过对传统水文分析算子进行重构，利用城市建筑模型、地形及降雨等二三维数据模拟滞水区场景，青岛星邦光电科技有限责任公司的技术可实现精度更高、直观性更强的城市内涝模拟及淹没分析，提供从内涝预警、决策到事件处置全过程可见可期可控的解决方案，实现城市管理“先知先觉先行”。

青岛乐控电气自动化技术有限公司通过线上平台建立园区能源网，实时监测园区生产、生活设备的运行情况，分析各类能源消耗，实现能耗计量计费、能效管理与预测等功能，为园区节能减排提供有力支撑。

促进数字经济和实体经济深度融合，青岛弯弓信息技术有限公司通过工业软件为工厂装上“智慧大脑”，加速数字技术在制造业的应用推广……

如今，数字孪生技术已在青岛高新区的园区管理、智能制造、能源管理、规划设计、环境监测等领域形成一些有代表性的应用场景，智慧园区、智慧城市建设步伐也在稳步推进中。接下来，青岛高新区将继续依托新一代信息技术和智能制造产业发展，不断解锁数字孪生技术应用新场景，赋能各行各业，推动高质量发展。