影响，大量企业努力寻求 有效策略，以期从运营和战略层面推动实际价值的创造。 数 字化解决方案的确能够为企业带来巨 大价值，达到互联智能技术出现前无 法企及的水平。数字孪生是近期的热 门概念：物理实体或流程的准实时数字化镜像， 有助于企业实现绩效提升。 直至今日，由于数字技术能力有限，且计算、存 储和宽带成本过于高昂，数字孪生及其海量数据 处理对于多数企业来说仍是一个难以掌控的领域。 但近年来，这些不利因素已大大减少。1成本的大 他一些广泛采用的定义认为，数字孪生是基于传 感器所建立的某一物理实体的数字化模型，可模 拟现实世界中的具体事物。4 从根本上讲，数字孪生是以数字化的形式对某一 物理实体过去和目前的行为或流程进行动态呈现， 有助于提升企业绩效。数字孪生以针对众多层面 持续、实时开展的大量物理世界数据检测为基础。 该等检测可通过数字化的形式对某一物理实体或 流程进行动态呈现，从而有效反映系统运行情况。 企业可根据所获得的信息采取实际行动，例如调 行为特征、半成品（厚度、颜色质地、硬度、转 矩、速度等）以及工厂内部的环境状况等。该等 数据不断传输至数字孪生应用程序，并由该程序 完成数据聚合。 从根本上讲，数字孪生是以 数字化的形式对某一物理 实体过去和目前的行为或流 程进行动态呈现，有助于提 升企业绩效。 制造业如虎添翼 3 数据孪生应用程序持续分析所输入的数据流。一 段时间过后，该等数据分析可通过与一系列正常 运行情况的对比，识别实际生产流程在哪些层面

提交。在数据元提取过程中，采 用面向对象的思路，使用业务建模方法，包括业务功能建模、业务流程建模、 信息建模、数据元提取和提交、属性提取等步骤。对于已建应用系统，也可以 根据其自身数据库系统的实体关系图进行数据元的提取，然后直接进行属性提 取。 2.3 设备层标准规范 通过规范物体自描述、物体标识解析和寻址、参数自动感知等核心关键问 39 层次 结构（见图 3-4 所示）。 数据层以地理实体为最小单位设计地图数据的空间存储模型，统一对煤矿 企业的所有图件进行管理。各个业务部门依据该空间存储模型保存与之相关的 数据，从而确保数据的完整性、一致性、共享性以及现势性。将煤矿数据按三 种方式进行存储：空间数据库、瓦片地图文件库、空间数据索引库。空间数据 库存储各业务部门的实体数据；瓦片地图库将一些对空间数据实时要求不高或 58 有限公司 者是空间数据变化周期较长网络地图服务预先绘制好的地图切片存储起来，从 而提高地图服务响应速度；针对煤矿数据类型多样、数据量大的特点，建立和 空间数据库同步的索引库，为各专业应用提供空间实体的搜索奠定基础。数据 管理层是以空间数据库为中心，索引库、瓦片库与空间数据库保持同步。 图 3-4 煤矿协同制图体系结构 服务协同层提供协同系统数据读、写操作的问题，包括地图服务、协同服 务

（2）实现各自动化系统的数据融合。 （3）具备一定的数据挖掘能力。 （4）具备可建模的联动控制策略。 3. 数字化矿山阶段关键特征 （1）综合自动化、管理信息化、空间数字化三化数据融合； （2）在多维空间矿山实体的基础上动态嵌入与矿山安全、生产、 经营相关的所有信息如环境参数、机电设备运行状态、人员、产量、 业务管理信息等，并找出这些信息内在的联系，赋予数字化矿山更 丰富的含义。 （3）具备基于 GIS 数据处理的前提是在某一认知状态下控制部分空间对象的 数据的精确度存在问题，它的最大特点就是数据处理过程具有“去伪 存真”的功能，不仅点、线、面、体之间在不同认知状态具有内在的 联系，而且随着数据的增加或认知状态的变化，相关空间实体对象 的表现形式，如图形将更加精确，它们与真实地质数据和其它特征 数据之间具有自适应的特征。所以，灰色地理信息系统带有一般控 制系统自适应和动态修正的特征（见图 3-4），这也是灰色地理信息 灰色地理信息系统具有如下特点： 58 数字化矿山（自动化监控、三维综合管理平台）方案 （1）控制空间实体的数据是不完全的，它们只是控制空间实体 所有数据的一部分，无法精确描述空间实体的真实状态。 （2）在获取空间实体数据的任一时刻，真实的空间数据及其属 性为新老原始数据的并集。 （3）在任一时刻，部分图形实体(点、线、面、体)的数据是推 断的，并非实际控制数据，故这些数据完全可能是错误的。 （4

关于数字孪生的冷思考及其背后的建模和仿真技术 （ 1 ） DT 是物理设备的一个实时的数字副本 [1] 。 （ 2 ） DT 是有生命或无生命的物理实体的数字副本。通过连接物理和虚拟世界，数据可以无 缝传 输，从而使得虚拟实体与物理实体同时存在 [2] 。 （ 3 ） DT 是对人工构建的或自然环境中的资产、流程或系统的数字表示 [3] 。 （ 4 ） DT 是资产和过程的软件表示， 用于理解，预测和优化性能以改善业务 Engineering 电机工程与应用电子技术系 13 物理 - 数字 共生 彼此有利 物理 - 数字 同步 处于相同的发展 阶段 ， 可 推 演 当 前物理对象的发 展趋势 物理实体与数字孪生体的相互关系 高级应用 物理 - 数字 自治 在相同的内在基因 的驱动下独立演化， 反映与不同外部条 件的互动结果 对数字孪生概念的进一步解读 物理 - 数字 互 电机工程与应用电子技术系 14 可解释性 可以让运营者理解单个机器或群体机器的 行为 ， 并从数学模型出发对机器行为作出 合理解释。 可互动性 可以连接数学模型和物理实体 ， 一方 面实现最优决策的下达和执行 ， 另 一 方面收集物理反馈并更新数学模 型和 决策指令 可预测性 利用基于物理 / 数学的建模技术以及最新 的 传感器数据 ， 可以实现对机器未来状态

开采系统健康状态评价、寿命预测 与维护决策 构建系统级的健康状态评价方法和剩余寿命预测方法，为智能化开采提供可 靠性保障 煤矿智能化关键技术研发实践 基于信息“实体”的数字煤矿智慧逻辑模型 信息实体及虚实映射机理 --- 信息表达 信息实体智能匹配、推送及智慧煤矿数据交互 --- 信息交互 基于开采行为预测推理的智慧逻辑模型进化机制 --- 信息更新 实现煤矿多源异构数据的统一表达，形成支持不同子系统逻辑关联规律的

用大赛三等奖，获得“2022 年度成都市级智能工厂”认定，入选 2022 年四川省 “5G+工业互联网”标杆项目。 2、二期项目简介 党的二十大提出要推进新型工业化，数字经济和以制造业为核心的实体经济 的深度融合，成为实现新型工业化的必由之路。2023 年全国两会上也明确提出 要走好新型工业化道路，加快迈向工业强国。 在此背景下，微网优联作为“5G+工业互联网”的受益者和推广者，积极探 全连接 工厂”“全球灯塔工厂”为目标，建设二期项目。二期项目规划“5G+F5G”双 5G 技术和数字化生产应用场景，结合制造业研发设计和生产工序，最大限度提 升生产效率和利润率，打造数字经济与实体经济融合新标杆。 4 | 工业互联网应用案例集 3. 项目目标 二期项目将充分利用以 5G 为代表的新一代信息通信技术集成，以打造“5G 全连接工厂”“全球灯塔工厂”为目标，通过 3 年时间深化“5G+工业互联网” 年期的总体规划，并达成 5000 万元的 5G+ 工业互联网业务合作。 下一步实施计划的建设目标，将会围绕“5G 全连接示范工厂”、“5G 新型 工业化示范园区”和“5G 工业互联网示范产业链”，打造数字经济与实体经济 融合新标杆。主要建设内容为：  “5G 全连接示范工厂”主要建设内容包括：5G 广区专网建设、厂区云网 融合基础设施、园区信息化集成、智慧工厂信息化基础能力平台搭建(包 括 OneN

级，重塑制造强国新优势。与此同时，数字经济浪潮席卷全球，驱 动传统产业加速变革。特别是以互联网为代表的信息通信技术的发 展极大地改变了人们的生活方式，构筑了新的产业体系，并通过技 术和模式创新不断渗透影响实体经济领域， 为传统产业变革带来 巨大机遇。伴随制造业变革与数字经济浪潮交汇融合，云计算、物 联网、大数据等信息技术与制造技术、工业知识的集成创新不断加 剧，工业互联网平台应运而生。 2. 制造业智能化对平台工具提出新需求 面洞察。东方国信基于非稳态、多相、多物理场的数值模拟仿真 技术、热力学和动力学模型、以及工业大数据分析技术等，建立 虚实映射、实时监控、智能诊断、协同优化的数字孪生，实现对 工业实体设计和工艺流程的仿真及优化，在炼铁，工业锅炉，水 电，空压机，能源等多个行业或领域落地。 4. 工业知识正基于平台快速积累并实现高效传播与复用 通过数据积累、算法优化、模型迭代，工业互联网平台中将形 低网络使用成本。例如亚马逊推出的 AWS Snowball Edge、微软 Azure 数据盒、以及谷歌的 Transfer Appliance，以 100TB 级别的容量支持现场数据临时存储，通过实体运输将数据 18 上传到数据中心，简化数据传输过程并尽可能减少设置与集成工 作。在风电场的实际应用中，Snowball Edge 主要解决无网络偏 远地区的数据存储上云问题。在制造企业的实际应用中，

剧。诸多不确定因素，给企业经营和管理带来了前所未有的挑战。与此同时，数字技术和实体经 济进一步融合，赋能传统产业转型升级，催生新产业新业态新模式。 当前，数字技术已普遍进入生活、生产各个领域，5G、AI等技术正在融入各行各业。前不 久，中国信息通信研究院发布的《全球数字经济白皮书（2022年）》指出，中国数字经济同比 增长16.5%，体现了数字技术正在加速融入实体经济。从结构上看，中国数字经济占GDP的比重 约为 （ICT）解决方案 供应商，致力于把数字世界带入每个人、每个家庭、每个组织，构建万物互联的智能世界。同 时，全力将数字技术带入每一座矿山，与行业协同实现“穿西装打领带”采矿的梦想。 数字技术与实体经济的融合，关键在于如何融合。2021年初，本着为行业找技术，短链条 为客户创造价值的初心，华为成立了煤矿军团，聚焦于矿山场景，探索数字技术与矿山行业融合 的实践之路。 一是架构融合，把工业互 我国数字经济》中强调：“面向未 来，我们要站在统筹中华民族伟大复兴战略 全局和世界百年未有之大变局的高度，统筹国 内国际两个大局、发展安全两件大事，充分发 挥海量数据和丰富应用场景优势，促进数字技 术与实体经济深度融合，赋能传统产业转型升 级，催生新产业新业态新模式，不断做强做优 做大我国数字经济。” 由此可见，数字技术是传统产业转型升级 的核心力量。煤炭作为中国的基础能源和重要 工业原料，在国家能源稳定供应中发挥着兜底

导、优化生产的目的。 概念： 基于 3D 模型的装置信息集成  直观：最自然、全景式、实体化、融合的三维虚拟现实工作环境，如实地描述和反 映设备的实体关系及属性，可满足不同用户需求  同步：真实工厂的生产运行数据、技术参数、生产环境等都会通过虚拟工厂反映出 来，实现同步运行  精确：精确的实体、位置和层级描述，提供准确的全景展示  协同：为各种训练和演练提供统一的虚拟现实手段，通过远程访问实现协同工作 通过远程访问实现协同工作  智能：跨各类管理专业集成，设备模型物理属性和生产工艺流程充分融合，集成资 产的内部和外部各种属性，实体信息与经营管理和生产流程数据的结合，达到信息 的充分共享 技术特点： 基于 3D 模型的装置信息集成  基于 GIS(Geographic Information System ，地理信息系统 ) 技术  优点：空间数据、超大场景的可视化表达、分析，空间数据的实时、快速、有

实 现无缝灵活性管理和能源资产货币化。这项基于云的技术整合了各种分布式能 34 源资源，包括可再生能源、电池储能系统(BESS)、小型水电站和电动汽车(EV)， 使它们能够作为一个统一的大型实体参与能源市场。 CyberGrid 将自己定位为“全方位解决方案提供商”，致力于将能源灵活性转 化为利润，为可持续、分散式电网的发展做出贡献。该公司的总体愿景是使所 有产生、储存和消耗的能源都 已通过三轮融资筹集了数额不详的资金。要投资者包括 Innogy Venture Capital、HTGF、Aqton、VentureOut、LG 和 Future Energy Ventures。 该公司被归类为 C 系列实体并正在产生收入。德国大型能源公司 Innogy 和全 球电子集团 LG 等战略投资者的参与意义非凡。 Kiwigrid 是一家能源生态系统平台运营商，旨在优化能源系统并为客户提 供高效可再生能 和先进建模技术优化灵活能源资产。 Flexitricity 的核心业务围绕英国的灵活能源和需求响应服务。该公司运营 着一座容量超过 1GW 的虚拟发电厂(VPP)，汇集了来自工业、商业和公共部门 实体的各种灵活能源负荷。该虚拟电厂(VPP)对于国家电网电力系统运营商 (ESO)实时平衡电力供需起到重要作用。他们的综合服务包括市场准入（涵盖能 源交易、平衡机制、频率响应、容量市场和需求灵活性服务）、资产优化、需