基于数字孪生的卷烟制丝生产线设计的研究

在全球智能制造大背景下,提出一种基于数字孪生的卷烟制丝生产线智能化升级的设计方法,旨在于解决卷烟制丝生产过程中的一些痛点难点问题。参照数字孪生制造系统的标准框架,对制丝生产线各层级实体对象进行分析,提出为建立数字孪生体系需要对制丝生产线进行智能化升级的核心功能并做出相应设计。通过在制丝生产线一些典型场景的应用,来证明基于数字孪生的卷烟制丝生产线智能化升级的设计方法的可行性,同时希望通过发展数字孪生技术建立物理实体和数字孪生体之间从数化到共智的关系,为智能制造的发展提供一条不失为颇具前景的路径。     

论析数字孪生体及其在智能化网管中的应用

汽车行业的飞速发展，对于汽车生产制造的质量和效率要求不断提升，数字孪生体在此方面有着积极作用。此次研究基于对数字孪生体的理解以及汽车生产制造相关领域的经验，简要介绍了数字孪生体，并针对其在汽车行业中的应用方式展开探讨，最后，从车辆研发、生产、销售以及售后等多个方面，针对数字孪生体在智能化网管当中的应用对策进行详细分析，并总结提出了数字孪生体在智能化网管中的应用研究要点，对于推动汽车领域发展以及智能化网管的升级有着积极作用。     

基于数字孪生的油气田一体化工作平台的探索与应用

数字孪生技术作为推动油田生产效率提升、助力企业降本增效、安全管理以及实现能源可持续发展的重要手段之一,已成为油气行业产业数字化转型的重点研究方向。目前,国内外已在油气藏、钻井、管道、平台、资产监管等多场景进行了技术探索,但由于各业务模型独立搭建,仍存在数据孤岛问题,并且虚实双向联动尚未实现,因此未真正发挥数字孪生的价值。针对现有技术应用的不足,本研究推出了一体化数字孪生平台,它通过一个中心（展示协同中心）和三个中台（数据、技术、业务中台）的技术架构实现资源共享、信息互联、协同管理。该平台已完成共享办公场景和可视化设备管理场景的应用研究,能够有效提高生产决策效率和设备使用效能,具备良好的推广和应用价值。     

基于数字孪生技术的三维智能化系统设计

为了提升三维智能化水平,设计基于数字孪生技术的三维智能化系统。通过现场层管理数字孪生体映射的物理实体与监测对象,为三维智能化系统提供需要的基础数据;感知层利用温度传感器与颜色传感器等,感知现场层管理的物理实体相关数据;数据存储层利用分布式文件与关系型数据库,存储感知的数据;功能层利用数据预处理模块缺失值处理存储的数据;层次化建模模块,依据缺失值处理后的数据,建立物理实体的几何模型与属性模型,融合几何模型与属性模型,得到孪生体模型;孪生体模型驱动单元,利用三维模型驱动方法,驱动孪生体模型,实现物理实体与孪生体的同步映射,得到孪生数据;仿真与预测模块依据孪生数据,可视化监测与分析物理实体的工作状态;通过应用层为用户实时呈现物理实体的动作仿真与实时监控结果。实验证明：该系统可有效感知物理实体的相关数据,建立孪生体模型;该系统可有效实现物理实体的可视化管理,提升三维智能化水平。     

北大港水库数字孪生建设方案与要点探讨

为提升北大港水库工程管理现代化与智慧化水平，结合北大港水库“数字河库”建设现状和水库扩容工程规划，提出北大港水库数字孪生建设方案，搭建数字孪生工程建设总体框架与主要内容，丰富 L2 和 L3 级数据底板， 构建模型库和知识库，实现建设期和运维期的智能应用建设。对安全监测数据底板、工程安全模型等数字孪生建设难点，以及实现“四大安全”与全过程、全要素管理等进行探讨。实现北大港水库流域防洪调度、水资源管理与调配，以及其他各项业务管理的数字化、网络化、智能化水平提升，有效推进水库运营管理数字化转型和智能化升级。     

基于数字孪生技术的船舶管件加工智能车间研究

数字孪生技术的研究成果在智能化制造领域得到推广应用。这已经引起国内外相关学术界与企业的高度关注。为研究数字孪生技术与智能车间生产融合应用效果,以船舶管件加工车间为研究对象,分析了传统管件加工车间的生产特点。采用数字孪生技术,建立了从管材入库、上料、管线切割、打磨、贴标、焊接到管零件制作完成的数字模型,创新构建了虚实结合的智能管件加工车间实时监控与反馈的信息技术架构。通过先在数字空间对虚拟工作流程的仿真优化,再将优化方案应用于直管产线的方式,大幅提升了管件加工车间的运行效率,提高了产品质量。研究表明,面向复杂智能制造产线,构建数字孪生空间可以有效打通制造执行、企业管理、物联网等系统,虚拟流程的仿真优化结果可以实现对实际产线工艺的指导和优化。     

可视化技术在港口中的应用

随着港口物流和信息技术的发展,为了提高珞璜港自身的综合管理水平,基于在新港区新的作业环境上思考,如何提高港口的堆场管理、智能调度、远程监管等,可视化、信息化、智能化将成为物流港口的发展趋势。目前可视化管理技术的应用范围在不断扩大,本文以可视化技术管理为视角基于在港口的应用作简单探讨,根据珞璜港的实际情况作剖析,如何实现可视化、信息化、智能化的管理模式。     

IO-Link在卷烟机械设备中的设计与实现

针对卷烟机械设备的智能化改造,为提升设备的生产效率和可靠性,采用基于IO-Link的新型条型光栅传感器实现对烟丝堆料槽的监控。对比现有的光栅监测传感器,结果表明,新型条型光栅传感器更加安全可靠,调试更加简单。使用后堆料槽烟丝高度波动更加稳定,报堵塞停机次数更少,整机运行效率更高。     

数字孪生汉江流域建设先行先试关键技术探讨

针对汉江流域水工程种类多样、体量庞大、预报调度任务复杂且艰巨、水资源管理与调配业务信息化程度不足的现状，选取汉江流域作为数字孪生建设先行先试工作试点，重点围绕防洪调度和水资源管理与调配业务需求，开展数字孪生平台及预报、预警、预演、预案“四预”功能建设。目前，数字孪生汉江流域已初步构建与流域实体孪生的数据底板，搭建统一且通用的模型平台和微服务化的知识平台，融合专业模型、知识图谱与业务应用，基于水工程联合调度规则库、水位目标控制的水库调度方式优化、行蓄洪空间防洪调度知识图谱等关键技术，形成防洪调度和水资源管理与调配智慧应用。建设过程中在可视化技术、孪生平台、知识图谱等方面凝练相关技术成果，可为其他数字孪生建设提供支撑参考。     

数字孪生与生产线仿真技术研究

随着新一代信息技术与制造技术的深度融合,仿真技术正向着信息系统与物理系统深度融合和 高效协同的方向发展,应运而生的数字孪生技术成为近年来的新兴研究热点。为探索采用新一代信息技术促进 离散制造行业数字化转型升级,从仿真技术的发展脉络和应用场景入手,引入基于数字孪生技术开展生产线仿 真分析的研究,介绍了数字孪生技术的概念和内涵,探讨了数字孪生技术与传统计算机仿真技术的关系和异同, 论述了数字孪生技术在生产线仿真分析领域的应用方向,分析了生产线数字孪生模型的构建方法和实现途径, 阐述了国内外研究进展及存在的问题,指出了数字孪生在生产线仿真领域的发展趋势,为离散制造企业跨越物 理资源与数字世界之间的交互鸿沟,建立生产线物理空间与信息空间的交互与共融机制,推进生产线全生命周 期的数字化管理和智能化生产,实现智能制造提供参考。     

基于数字孪生机房的三维可视化监控系统的设计与实现

针对当前机房的监控管理方式单一、实时性差、透明度低等问题,构建了一种基于数字孪生机房的三维可视化监控系统。以数字孪生的五维模型为指导,构建机房虚拟场景,实现机房三维可视化。论文采用Three.js三维引擎搭建机房三维场景,使用JavaScript语言实现各模块间的功能交互,运用深度学习算法完成机房故障诊断的功能。实验证明:基于数字孪生的机房三维可视化监控系统可以实时监测系统状态,动态展示设备信息,提高了管理效率。     

基于多智能体的数字孪生及其在工业中应用的综述

数字孪生是一种将物理实体数字化的技术,通过建立虚拟的数字孪生模型模拟实际的物理过程,以便进行模拟仿真、数据分析和优化设计等操作.鉴于此,分析数字孪生技术在复杂工业生产中的发展历程和研究现状,并重点讨论其概念、国家相关重点研究的政策,以及数字孪生使能技术在各行业的应用.主要途径是分析和综述基于多智能体的数字孪生、基于数字孪生的设计、制造和运维、数字孪生的集成在智能制造中的应用相关的研究成果.此外,提出高炉连续生产数字孪生方案和大飞机多智能体离散制造方案,高炉模型包括成分场大模型和增量学习小模型,该模型可以为数字孪生在复杂流程工业中的应用提供带有增量补偿的机理与计算机视觉相结合的解决方案.在复杂工业制造中,数字孪生和多智能体技术可以提高生产效率和质量,减少能源消耗和废品产生,同时也能够降低复杂度、安全风险和成本.     

BIM技术在火灾自动报警系统中的应用研究

利用BIM技术开发了火灾自动报警系统组件库,并通过在实际建筑模型中的应用,实现了建筑内火灾自动报警系统中各设备的三维可视化查看、详细信息参数查询查看等功能,进而分析了BIM技术在建筑消防设施管理中的应用优势与前景,促进了建筑消防设施管理的精细化、可视化与信息化,提高了消防管理的效率和水平。     

面向智能矿山的数字孪生技术研究进展

智能矿山领域数字孪生技术的应用需面对较多复杂性、特殊性的技术突破。阐述了数字孪生在智能矿山领域的适用性,归纳梳理了数字孪生技术在煤矿安全、生产及运营管理等方面的研究及应用现状：在煤矿安全管理方面,数字孪生技术主要应用于灾害预警、风险管控、灾害救援等;在煤矿生产方面,数字孪生技术主要应用于采掘工作面区域整体、单机机械装备状态监测及控制、机械装备预测性维护。从物理实体、虚拟实体、连接交互、数字孪生数据及功能服务5个维度入手探讨了智能矿山领域数字孪生亟待解决的关键共性问题：物理实体维度需重点突破全面感知及控制装备的研发,虚拟实体维度需深入进行物理、行为、规则模型的研究,连接交互维度需攻关煤矿井下5G网络传输关键技术,数字孪生数据维度需解决高性能计算等问题,功能服务维度需研发仿真软件及人工智能算法,以便更好地适应现场环境。从矿井规划设计、开发、建设阶段的灾害预防性设计、生产系统设计、地质环境预测,矿井生产运营阶段的灾害预警及防控、生产调度决策优化、生产设备全生命周期管理等方面展望了数字孪生技术在智能矿山领域的发展趋势,认为宜针对关键部件或装备,核心环节,重要或危险场所、区域等进行精细化孪生。     

数字孪生飞云江流域水利知识平台建设研究

为提高飞云江流域智慧管控风险能力，根据数字孪生流域知识平台建设要求，以知识图谱为技术框架，引入机器深度学习等技术，融入流域预报调度业务规则、历史典型场景洪水模式和专家预报经验等知识，通过图模型可视化处理，将知识以图数据进行存储，建立流域业务规则库、历史场景库、专家经验库和知识图谱库。利用图计算引擎，管理和驱动知识，对流域特点、水利对象关联关系、业务规则等水利知识，进行挖掘提炼、归类组合、智慧管理和集成应用，构建基于水利知识图谱的数字孪生流域知识平台架构。水利知识平台可支撑流域防洪“四预”业务，具有智能匹配、智慧推荐、全景推演等特点，提升流域风险与调度决策全流程数字化、智慧化、精准化水平，为其他水利知识平台建设提供经验借鉴。     

可靠性数字孪生概念内涵和技术框架研究

在武器装备可靠性与数字孪生技术的基础上,提出了覆盖"全系统、全特性、全过程"的数字孪生体系结构,明确了可靠性数字孪生的定义,界定了可靠性数字孪生与性能数字孪生的相互关系.并且,从系统层级、系统特性、系统过程3个维度分析了产品数字孪生框架,以此为基准构建了包括故障物理模型、传感器数据监测、健康信息感知、使用与维修映射、数字-物理双空间精准映射、信息物理系统集成等的可靠性数字孪生技术框架,为武器装备可靠性数字孪生技术应用奠定了理论基础.     

在建大型水利工程数字孪生平台实践与思考

为整体提升在建水利工程智慧化管理能力，通过数字孪生平台建设，赋能建设期工程施工管理、运行期业务应用。在已建信息化系统的基础上，结合数字孪生水利工程建设要求和目标，构建引江济淮工程数字孪生平台总体架构。围绕数据底板、模型平台、知识平台 3 个方面，搭建真实、全面、准确的水利及水运多领域数据底板，为工程数字化映射、智能化应用提供准确的数据资源；搭建感知、预测、调度、控制、评价功能的模型平台，覆盖中长期、短期、实时多尺度调度需求，以及常规、应急多目标调度场景；搭建以方案库和专家经验库为主的知识平台，将静态、动态知识共同融入“四预”全流程；按照工程建设、运行调度、工程维护等管理业务需求，建设水资源调度、航运调度、工程安全监控等业务系统，为更加合理、有序地推进数字孪生水利工程后续建设提供思路。     

基于5G+无人机的地灾巡检数字孪生系统研究

目前水电站地质灾害巡检排查以人工为主,存在巡检效率较低、准确率不高、危险系数大等问题,数字化、智能化、精准化是提升地灾巡检效率的迫切需求。本文提出了一种地灾智能巡检模式,构建了地灾巡检数字孪生系统框架,采用无人机和5G技术作为巡检工具和传输渠道,借助数字孪生技术创造一个虚拟水电站环境,实时动态规划巡检路径、智能化识别潜在问题以及提取预测预警,实现了在无人机视角下的室内地灾虚拟巡检,从智能巡检规划、实时信息获取、动态变化分析、远程监控会商几个方面提出了其应用模式,有效解决真实场景远距离、可达性差的巡检弊端。最后,以双江口水电站为例建立了基于“5G+无人机的地灾巡检数字孪生系统”,有效解决了双江口水电站罕见地灾排查的难题,提升了巡检的智能化程度。     

IFIX自动化物流监控系统的设计及实现

为了满足烟草行业对自动化程度的要求,提高生产水平,采用了IFIX组态软件构建自动化物流监控系统.以某烟厂烟丝库自动化物流监控系统为例,阐述了基于IFIX的自动化物流监控系统的构成、系统配置流程,以及相关技术实现方法.最后,给出了整个监控系统的架构,并设计相应的操作界面.该系统投入现场运行使用后,运行稳定,有效地提高了生产自动化程度,改善了生产及物流的科技水平.系统也为烟厂稳定运行、及时处理故障,以及保证生产提供了重要安全保障.     

火箭飞行过程数字孪生系统架构与应用研究

首先介绍了数字孪生技术的发展与现状，明确了火箭飞行数字孪生体的内涵，并提出了一种运载火箭飞行过程数字孪生系统，介绍了系统的组成架构和关键技术，展望了该系统的应用场景。基于运载火箭飞行过程数字孪生系统，可以在地面利用高速计算资源和海量数据资源，通过与真实火箭的数据交互，实现对火箭飞行全过程的跟踪映射、故障诊断、预示评估和智能决策，全面提升火箭的智能化健康管理水平，提高运载火箭的飞行可靠性。