科创中国

行业领域

高端装备制造产业,电子信息技术,新一代信息技术产业,计算机及网络技术

需求背景

数字孪生技术是一种将物理世界与虚拟世界相结合的技术，通过创建物理实体的数字化副本，实现对物理实体的实时监控、预测和优化。近年来，随着物联网、大数据、云计算等技术的发展，数字孪生技术在各个领域得到了广泛的应用，如智能制造、智慧城市、智能交通等。本文将对基于数字孪生技术的研究与应用项目进行简要介绍。

1. 智能制造

在制造业领域，数字孪生技术可以实现对生产过程的实时监控和优化。通过对生产线上的各种设备、工艺参数等数据进行实时采集和分析，数字孪生系统可以预测设备的故障，提前进行维修保养，降低停机时间，提高生产效率。此外，数字孪生技术还可以帮助企业进行产品设计和仿真，缩短产品研发周期，降低研发成本。

2. 智慧城市

在城市管理领域，数字孪生技术可以实现对城市基础设施、交通、环境等方面的实时监控和优化。通过对城市的各类数据进行实时采集和分析，数字孪生系统可以为城市规划、交通管理、环境保护等部门提供决策支持，提高城市管理水平。例如，通过对城市交通数据的实时分析，数字孪生系统可以预测交通拥堵情况，为交通管理部门提供优化建议。

3. 智能交通

在交通领域，数字孪生技术可以实现对交通运输工具、道路设施等的实时监控和优化。通过对车辆运行状态、道路状况等数据进行实时采集和分析，数字孪生系统可以为驾驶员提供安全驾驶建议，降低交通事故发生率。此外，数字孪生技术还可以为交通管理部门提供决策支持，如优化交通信号灯控制策略，提高道路通行效率。

4. 能源管理

在能源领域，数字孪生技术可以实现对电力系统、石油天然气管道等的实时监控和优化。通过对能源设施的运行数据进行实时采集和分析，数字孪生系统可以预测设备故障，提前进行维修保养，降低能源损失。此外，数字孪生技术还可以为能源企业提供决策支持，如优化能源调度策略，提高能源利用效率。

需解决的主要技术难题

在已有研发成果上，通过数字孪生三维可视化技术，三维GIS、BIM等核心技术为支撑，实现对园区区情、设备运维、物业管理、运营服务、安全防控等全要素的可查、可管、可追踪，将不同维度的信息在数字孪生世界中进行汇集、认知、决策、协同，有效增强园区管理者的管理效率和对园区资源的掌控，辅助园区决策者推进园区规划、政策制定和协同作业。

期望实现的主要技术目标

实现依据不同应用场景、类型、规模、需求的差异，将庞杂的应用降维成多个垂直模块，升级为环境和基础设施运营、人口管理、建筑能源管理等数字级行业产品，构建面向产业园区、旅游景区、城市新区等场景化综合解决方案，形成支撑智慧园区开放生态的产品阵列，为智慧园区建设赋能。

需求解析

解析单位：“科创中国”湖南科技服务团（湖南省科学技术协会） 解析时间：2023-11-28

崔向阳

湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室

副教授

综合评价

数字孪生技术是一种新兴的数字化技术，它将现实世界中的各种物理设备、系统和过程与虚拟世界中的数字模型相结合，通过实时数据收集和分析，实现对现实设备的监控、预测和优化。数字孪生技术在工业制造、城市规划、交通运输等领域都有广泛的应用前景。 然而，数字孪生技术的研究和应用还处于初级阶段，需要进一步完善相关技术和标准。 此外，数字孪生技术也面临着数据安全和隐私保护等挑战。 总之，数字孪生技术是一项具有巨大潜力的技术，值得我们进一步研究和探索。

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