数字孪生技术的应用与发展

数字孪生技术的应用与发展

陈健忠

广东省江门市第一职业技术学校 529000

摘要随着信息技术的深入发展，数字孪生技术应机而生。数字孪生技术就是把数字资产和实物资产建立起有机的联系，数字资产会随着实物资产的变化而变化，并且提供开放和灵活的接口，具有旺盛的生命力，有了它，智慧城市、智慧工厂正在走进我们的生活。基于此，本文对数字孪生技术的应用与发展进行了简要分析。

关键词  数字孪生技术；应用；发展

引言

数字孪生作为一门新兴的技术，即是通过计算机进行高精度、多维度、全方面的动态仿真，将处于物理世界的实体按照一定映射规则在虚拟世界中建立模型，并构建物理世界和虚拟世界的连接，实现物理世界和虚拟世界之间的实时交互通信、虚实互控、自我迭代优化和更新。数字孪生技术作为新兴的技术应用也将成为全新的一种模式为电力系统的应用发展，业务的升级换代提供方向

一、数字孪生技术概念分析

数字孪生技术主要指的是以数字化发展为重要内容的一项科学技术，从1996年开始，我国大部分人群几乎都在使用计算机技术，先开始在公司办公过程中使用，在文字处理方面有很大的优势，充分利用电子文档功能，淘汰了以前传统的办公形式。随着社会的发展，这项技术在不断发展和完善，我国进入21世纪以后，我国的市场中逐渐出现了一部分有较高技术水平的外国通讯产品以及企业所研究的数字化技术，在我国各个行业中接连出现了各种新型的计算机网络系统，从而我国研制的科学技术大多都以数字化为理念。数字孪生技术是以物理资产数字孪生模型为理念的一项技术，为了清楚的展现出相关的数据信息，可以建立具有一定可视性的三维建模，这项技术是在虚拟的数字化仿真模型和实际在建工程三维BIM模型中进行数据化信息的交流和互动。在电力行业中发挥着重要作用，优势和特征随着数据信息的更新速度而变化，可以在第一时间取得相应的数据信息。

二、数字孪生技术的应用与发展

1、数字孪生技术在智能制造业中的应用

数字孪生物的主要目的是通过对物理实体进行数字化和模拟化，在数据基础上形成与现实物体等比例的虚拟物，从而达到对物理实体全寿命各项特征的实时把握和预知。所以，构建物理实体的数字化模型是实现数学双孪生的核心问题。但由于实际中面临的模拟课题，常常包括多物理量、多维度的多源异构数以及从多学科的综合问题，所以，在数学双胞体的模拟问题中，不可仅仅关注于单个维度、单一物理量数据以及从单个学科视角的模拟问题，若要达到高度逼真模拟则需要从多维度、多物理量以及从多学科混合模型的视角考虑。如果说模型是对物理实体或现象的某种概括和抽象理解，模拟便是对这些概括和抽象是否真实的检验。所以，模型的仿真技术是实现数学双胞体对物理实体真实反映的关键。对于结构很复杂的一个孪生的体系，如果仅仅单纯通过对物理模型进行其硬性建模，往往也只能够获得较差的模拟效应。而如果单纯通过机器学习、深度学习等由信息驱动的模型手段处理更复杂的系统模型问题，则因为机器学习与深度学习的模型原理就如同黑盒子，而没有对模型机理描述，因此更容易产生对整体模型无法理解的现象。

2、数字孪生在电力系统中的应用

第一，远程巡视。为了保障电力网络运行的安全，传统的巡视工作需要投入大量的时间和精力，任何一个纰漏都会引起安全事故给电力使用者带来巨大的损失。数字孪生技术能够帮助实现智能化远程巡视，能够快速采集巡查点的图像信息，并形成虚拟模型，巡检这能够借助模型进行比对进而了解设备的变化情况，从而确保巡视任务的精度和效率，降低人力成本的投入。

第二，故障诊断和辅助决策。传统的巡检工作多以人工巡检为主，低效且对问题的把控不足。而利用数字孪生建模技术，则可以通过无人机获取现场信息并及时将采集数据回传至平台，系统能够生产现场的实际模拟模型，从而帮助工作人员快速锁定异常[1]。

第三，电网状态可视化监控。在数字孪生技术的应用辅助下，能够实现对电力网络设备、电厂场站以及现场环境的三维立体全景方正，并能够进行数据之间的实时交互，结合现场数据建立仿真模型，并动态化演示设备和关键数据的信息。通过在厂站内的所设置的视频设备的传感设备借助网络实时反馈厂站的环境变化。利用这些数据能够建立有效的数字化模型，并对其进行3D数据分析。尤其是在后台的维护过程中，能够通过这一模型对电力网络的输变电项目开展全面的监控，继而帮助管理人员全面掌握不同区域设备、装置的工作状态，不仅可以调用资料而且也能看到整体发展趋势。借助虚拟空间，能够显示出变电站的对应位置、相关装置的具体参数以及对应的设计资料等信息。这种集成化的管理方式不仅能够提高管控的效果和管控程度，同时也能够规避电力网络存在的异常问题，为可能发生的安全事故提供了更多的应急应对时间。

结语

综上所述，数字孪生技术不仅能给世界的发展趋势带来影响，也是有效发展数字化以及现代化的重要内容，同时还是国家发展战略规划中提出的重要工作之一。在现如今，这项技术刚刚出现在企业中，大部分都是研究类型，不仅很少在实际中应用，还不能确保其的准确性，但是这项技术有较大的发展前景以及发展潜力。现如今我国逐渐对这项技术给予重视，在后续可能会把这项技术加入到相关行业协会中，不仅能利用这项技术形成产业链，还能为产业的数字化转型带来推动作用。在企业以及国家的共同努力下，数字孪生技术将会发展的越来越好，相关产业也会逐渐完善，从而促进国家和社会的发展。

参考文献

[1]邓啸巍.基于数字孪生技术的综合能源系统仿真设计[J].科技风,2022(09):10-12..

[2]欧壮壮,李建强,陈继文,潘昊.强度数字孪生技术的研究现状和发展趋势[J].机械设计与制造工程,2022,51(03):8-12.

[3]庞宇,黄文焘,吴骏,贺兴,邰能灵,胡思哲.数字孪生技术在船舶综合电力系统中的应用前景与关键技术[J/OL].电网技术:1-14[2022-05-16].