數字孿生技術被列入廣深等多地科技創新規劃 正在重塑我們的生活。
今年，隨著各個重磅政策的發佈，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。
智慧工地裡，工地、工人、設備在一塊大屏下實現瞭互聯互通；智慧工廠裡，設備、儀器、數據實現瞭數實互融；智慧交通裡，實時路況被塑造成平行的數字世界，為真實交通的管理和決策提供更加精準高效的輔助……在各種科技展會裡數字孿生技術都被擺上最顯眼的位置，成為各個企業和科研機構展示自己技術能力的重點。這是技術成熟後的厚積薄發？它又將在未來如何重塑我們的生活？
帶著這些問題，記者走近瞭“這位”數字經濟圈的當紅炸子雞。
通過數字孿生技術，物理世界映射進瞭數字空間。
行業現狀：數字孿生成為數字浪潮的新寵兒
科幻電影愛好者一定還記得《蜘蛛俠·英雄遠征》裡的那個數字世界，彼得·帕克為“數實融合”的世界做瞭一次精彩代言。數字孿生，就是以模擬仿真、AI、雲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，最終形成智能決策影響物理世界，這一過程是動態的、實時的。
從2015年開始，我國關於“互聯網+”或者“+互聯網”的討論和實踐方興未艾，各行各業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，《數字中國建設整體佈局規劃》《國務院關於加強數字政府建設的指導意見》《廣東省數字政府改革建設“十四五”規劃》等文件相繼發佈，再次給“數字化”加瞭一把火。今年2月，中共中央、國務院印發的《數字中國建設整體佈局規劃》裡，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瞭新機遇，各個城市相繼推出數字經濟建設方案。為瞭發展數字經濟，廣州連年放出大招，2020年出臺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，開建人工智能與數字經濟試驗區；2021年獲批創建國傢人工智能創新應用先導區。2022年廣州在全國率先出臺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的前沿技術領域。
深圳也加快瞭數字經濟步伐，今年6月出臺瞭《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。東莞為促進數字經濟和實體經濟深度融合，發佈《東莞市數字經濟發展規劃（2022—2025年）》，提出要打造多層次行業賦能生態體系。佛山為瞭提升中小企業數字化率，發佈《佛山市推進制造業數字化智能化轉型發展若幹措施》，提出未來3年將投入100億元支持企業數字化轉型……
這一波數字化浪潮之中，數字孿生火瞭。作為數字化產業核心技術之一，據不完全統計，在2021年~2022年，共有20多個省份出臺的超150份文件提及“數字孿生”，數字孿生作為需突破的信息領域關鍵核心技術，被列入廣州、深圳等地的科技創新規劃裡。
典型案例：數字孿生從後端走向瞭前臺
地下60米的數字化
在獅子洋最深處水下60米，一臺重超千噸的“巨無霸”盾構機從獅子洋畔虎門鎮出發、歷經449天由西往東掘進；而另一臺“巨無霸”盾構機，則從廣州南沙東湧鎮，下穿蓮花山水道掘進，最終兩臺“巨無霸”穿江過洋，順利抵達位於廣州番禺的海鷗島接收井，實現瞭穿越獅子洋的“海底鵲橋會”。
深度超過60米的圓井。
與此同時，在幾十公裡外的廣州南沙，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”的數據閃爍：盾構機掘進速度、探頭溫度、壓力、硬度指標一目瞭然，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裡，串珠成鏈的100多個標段中的其中兩個。
通過數字孿生操作系統，在一塊大屏下，建造工程中100多個工地、6000名施工工人、上萬臺設備的數據都可實時傳進“互聯互通”。後臺管理人員24小時值班，對系統提出的警告進行處理，及時解決問題。參與項目的數字孿生資深技術專傢馬守強告訴記者，“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，方便建設者做出決策處理。
一塊大屏下，工地、工人、設備實現瞭互聯互通。
智慧監管平臺上線後，不僅是盾構機，工地現場的吊塔、閘機、起降機等，甚至工人的安全帽，都裝上瞭物聯網感知設備，可以實時向後臺傳輸數據。有瞭感知數據，施工安全把控和項目優良率得到有效提升。系統上線後的一段時間內，珠三角水資源配置的工程單元工程優良率超過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，方便工程師們隨時對機器進行控制。智慧化的標簽印記，從此鮮明地印在瞭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”，打造瞭全國首個大范圍實施“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個路口、300公裡路網。
據瞭解，交通事故處理過程中，存在這一些難題。一般來說，從發現事故到上報再到處置，至少要十幾分鐘，甚至更長時間。這個過程中，不僅會造成大面積擁堵，每延誤一分鐘，發生二次事故的概率，會上升2.8%。而在高速公路上，每年兩次事故的數量，占到交通事故總量的40%到70%。
道路上的場景可實時投射到數字世界裡。
為此，這個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“交管實時孿生系統”。如此一來，當惠州的道路上有一輛車發生瞭交通事故，交警立刻就能知道事故位置、碰撞情況，快速預警、出警，事故處理時間從原來的十幾分鐘縮短至幾分鐘。
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，惠州已實現瞭重點區域的“全天候、全域”管理，達到瞭“快速發現、快速推演、快速決策”的效果。
改變生活的方方面面
在2023深圳國際水務科技博覽會上，基於數字孿生技術的“智慧水廠”南沙黃閣水廠項目受到關註。記者看到，所有的設備、儀器、數據、運行情況等，都在數字世界裡纖毫畢現。工作人員介紹，該平臺以水廠三維數據底板為基礎，數學模型和知識庫為支撐，集成生產現場實時數據和視頻信息，對各工藝單元生產全過程進行數字映射、智能分析、優化控制。
在“智慧水廠”裡，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、全廠佈防等一站式操作。人工巡檢取消瞭，工作人員減低瞭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瞭，顯著提升瞭水廠運行管理效率。
深圳虛擬電廠管理中心的巨大顯示屏。
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，虛擬電廠不生產電，是電的搬運工，它更像是一個電力服務的“管傢”角色，數字孿生技術在這裡有瞭用武之地。深圳虛擬電廠管理中心技術專傢李江南說，“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等能源管理系統，能助力電網的穩定運行，為深圳新能源產業的發展起到瞭重要的支撐作用。”
智慧樓宇也是一個展示數字孿生技術的最好平臺，每一個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，為建築打造瞭一個開放性的數字底座，統一接口標準，連接打通這些獨立的子系統。冰冷生硬的水泥建築因為這個系統變成瞭一個可以不斷生長變化的科技載體：不同的子系統相互結合，不斷衍生出新的數字化應用場景和服務。
在這裡，訪客會發現大廈的電梯沒有任何實體按鈕，在小屏幕上輸入樓層數據後，就會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濕鞋，是因為用“陶粒透水材料”替代硬底化的路面，讓建築具備降雨調蓄、凈化、利用能力，後臺還能借助傳感器，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，科學評估和優化大廈海綿設施的運行效果，動態調整來應對汛期。
對話技術大咖
問題1：數字孿生為什麼火瞭？
蘇奎峰：技術發展到一定階段的結果
騰訊數字孿生產品部/自動駕駛業務總經理蘇奎峰認為，數字孿生應該有幾十年的發展歷史瞭，最早是在20世紀70年代NASA用它來做航空航天領域的數字孿生體，去做一些測試和驗證。所以它並不是突然爆火的概念，已經沉淀瞭很多年，現在重新煥發瞭第二春。
這其實是數字孿生技術發展到一定階段的產物，是伴隨著經濟發展以及數字化產業發展而必然產生的。如今我們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。我們發現，凡是在數字化發展比較快的行業裡，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或者政府數字化轉型的一個關鍵路徑和願景，數實融合、實時交互，這是一個很必然的手段。
王鵬：匹配我國經濟發展時間節點
在騰訊研究院專傢、教授級高級規劃師王鵬看來，數字孿生並不是一個TO C（面對終端客戶）的技術，甚至不是一個單一的技術，而是一系列技術和方法論的集合。資本沒必要去炒作這樣一個TO B（面對企業客戶）的技術概念。從更大的層面來說，數字孿生概念其實代表瞭城市文明和社會經濟形態一次新的革命。
原來我們工業時代是通過生產更多的產品、創造更多的空間去解決我們的需求問題。現在是通過數字孿生去描述人的需求、設施與服務的供給，並通過計算高效地去匹配這種需求與供給，無論對產業還是城市發展都是一種新的范式。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系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註。
問題2：未來數字孿生技術會取代機器人嗎？
李南：兩者協同共生將催生新范式
“我覺得機器人更多的是執行的角色。隨著技術的發展，它不光是一個決策之後的執行者，也可能是前置的信息采集者。”騰訊研究院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面，它倆是非常好的一個協同的作用。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，並沒有明顯的一個替代的關系。它會催生一種新范式，以軟硬協同的方式共同在一些復雜場景實現價值。
文、圖/廣州日報·新花城記者：王納 實習記者：蔡燁琳
廣州日報·新花城編輯：楊洪權
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