基于数字孪生的制造企业生产过程智能化解决方案 定制、智能、创新助力企业实现数字化转型升级 降本增效 佛山市南菱技术有限公司 目标： 以虚拟空间和现实空间联动为主要 手段，通过在虚拟空间的协同工作 、模拟运行达成实体工业高效运转 , 赋能工业各环节、场景，助力工 业高质量发展，实现智能制造的进 一步升级 ，为工业软件国产化替代 贡献力量。 王德权教授（ 理李强， 时任上海市委书记汇报自主可控工业软件成果 中央领导对智能制造自主知识产权工业软件之关怀 深耕自主研发 走好工业软件国产化之路 助力企业真正实现产品全生命周期管理和以数字孪生、虚拟调试、过程追踪、故障诊断、可预测性维护和能源管理为特征的智能制造， 以满足客户对信息采集、数据分析、虚实互动、精益生产、敏捷供应等的迫切需求。 智能制造系统总体框架 一汽大众 E311 数字孪生智能生产 （实现设备数字孪生可视化 100% ） 虚拟调试 控制系统 （ 80 % ） 虚拟数字化工厂设计方式（并行） 结构、控制系统 功能验证与性能优化 传统设计方式（串行） 重构、迭代，虚实联动、不断优化 控制系统优化后 结构性能优化后 控制系统 调试 生产设备 装配 创建虚拟 智能设备 虚拟装配 由虚到实 由实到虚 设计 蓝图 虚拟 运行 设计 蓝图

MES 等核心业务系统 VMware/Nutanix 替代 31 国内某动力锂电池领军制造商：以 ELF 作为未来新建集群唯一虚拟化平台， 100+ 节点支撑 MES 等核心业务系统 久立集团：替代 Nutanix 承载 SAP 核心业务系统和数据库 开发测试与虚拟桌面 36 魅族：构建开发测试平台，大幅提升编译效率 获取更多资料 制造行业 IT 基础架构转型方案与实践 3 制造行业 可构建弹性且按需分配的资源池，具备快速上线、安全防 控能力 资源分配和回收慢，虚拟机安全配置复杂且效果差 多厂区建设与管理（含国内外多地分支 工厂） 可实现统一建设与管理，易于维护，且成本低 管理复杂，成本高，占用机房空间 开发测试 性能优异，使用与管理简单，且成本可控 难以平衡性能和成本，数据副本多，成本高，生成速度慢 虚拟桌面 性能优异，良好的使用体验，可控的建设成本 I/O 风暴影响体验，存储性能存在瓶颈，不易于扩展 选择其他私有云方案，则需要考虑更多方面的问题，比如：系统稳定 性与性能是否能承载重要生产业务，是否有足够多的生产案例？是否 能先小规模投入，按需投资降低风险？运维是否足够简单？如何降低 总拥有成本？是否可以降低机房空间？如何和原有虚拟化方案整合并 平稳过渡？是否支持数据保护、远程容灾、双活等方案？方案是否有 延续性，软硬件的升级如何解决？ 制造行业 IT 基础架构转型方案与实践 8 SmartX 榫卯®企业云平台： 让企业自建云更简单

智慧园区元宇宙建设运营方案 一、整体架构 二、技术能力 三、解决方案 四 、建设运营 目录 3 园区运营现实场景 3D 可视化，就是以虚拟现实全景仿真再现， 360° 旋转，多角度切换，高空视角、 第 一人称视角，自动漫游与巡检，全方位总览数据中心全貌及状态。也可以在日常工作环境中、对各种设 备微环境进行有效监测如；压力、温度、湿度、位移、加速、人员定位等多种可视化环境监测。当然， AI 能力开 放平台、刷脸考勤云 · 深度学习框架、超算中心 接入 & 节点管理、账本应用 数据 区块链 决策 AI 、物联网、虚拟人、区块链技术和场景有机结合，相互赋能，打造综合能力场 景 建设好基础平台的同时，充分结合元宇宙，打造虚拟人应用场景 总架构 超算中心、 GPU 集 群 科技金融 新零售 智慧物流 智慧城市 智慧教育 智能医疗 决策 · 航旅虚拟人基地数据平台 · 联通虚拟人公司 - 精能够准营销场景 · 京东万象航旅数据标签场景场景 · 虚拟人银行项目平台 (API 市 场 ) · 多维度数据源整合平台： 客户 / 行业： 元宇宙航 旅 智能安防 虚拟人 数据 决策 呼叫中心解决方案 网络版客服精灵 虚拟主持人 语音搜索 未来机场 虚拟主播

等核心业务系统 VMware/Nutanix 替代 31 国内某动力锂电池领军制造商：以 ELF 作为未来新建集群唯一虚拟化平台， 100+ 节点支撑 MES 等核心业务系统 久立集团：替代 Nutanix 承载 SAP 核心业务系统和数据库 开发测试与虚拟桌面 36 魅族：构建开发测试平台，大幅提升编译效率 获取更多资料 制造行业 IT 基础架构转型方案与实践 可构建弹性且按需分配的资源池，具备快速上线、安全防 控能力 资源分配和回收慢，虚拟机安全配置复杂且效果差 多厂区建设与管理（含国内外多地分支 工厂） 可实现统一建设与管理，易于维护，且成本低 管理复杂，成本高，占用机房空间 开发测试 性能优异，使用与管理简单，且成本可控 难以平衡性能和成本，数据副本多，成本高，生成速度慢 虚拟桌面 性能优异，良好的使用体验，可控的建设成本 I/O 风暴影响体验，存储性能存在瓶颈，不易于扩展 系统稳定 性与性能是否能承载重要生产业务，是否有足够多的生产案例？是否 能先小规模投入，按需投资降低风险？运维是否足够简单？如何降低 总拥有成本？是否可以降低机房空间？如何和原有虚拟化方案整合 并 平稳过渡？是否支持数据保护、远程容灾、双活等方案？方案是否 有 延续性，软硬件的升级如何解决？ 不同规模的用户在选择 IT 基础架构转型路线时，往往会有很多顾虑。 如果选择公有云

 数字孪生简单说就是在虚拟空间中完成物理对象、系统、数据的映射，以反映相对应的实体的全生命周期 过程，挖掘历史规律，监控实时状态，预测未来趋势。将数字孪生技术应用于物理工厂中，将大幅推动产 品在设计、生产、管理及维护等环节的变革。  数字孪生是综合运用感知、计算、建模等信息技术，通过软件定义，对物理空间进行描述、诊断、预测、决策， 进而实现物理空间与虚拟空间的交互映射。  2016-2018 增强现实 达索公司 Virtual Twin 虚拟孪生 Product lifecycle Twin 产品全生命周期孪生 3DEXPERIENCE Twin 3DEXPERIENCE 孪生 ESI 公司 Physical-Based Virtual Twin 基于物理的虚拟孪生 Date-Drived Virtual Twin 数据驱动的虚拟孪生 Hybrid Twin 混合孪生 数字孪生简介 工厂数字孪生 - 功能  在工厂规划 / 升级阶段，开展车间规划方案的仿真定量评估和分析，科学地指导车间系统设计调整；  在生产执行阶段，建立实时数据驱动的仿真机制，实现同步仿真运动和三维虚拟监控。 工厂数字孪生 - 功能 工厂数字孪生平台 基于离散事件理论的工厂仿真分析 与优化 基于三维的工厂建模 与仿真 侧重于产线 性能量化分 析与优化 侧重于三维 建模、物流

Lil - 虚拟产最开发 E$ - 物塑产晶制造 全集成自动化 单板测试分析 数字化产品、虚拟制造规划、智能模型 制造运营管理 组装 组装 机器人仿真 测试 装 TIA /WinCC / SCADA 组装 4 — FEA / CFD 仿真分析 形成实时的从虚拟到实物的闭环 灵活的设计与三维仿真 Test.Lab VA / DPV 产品仿真分析 产品设计 产品验证 数字化看板与分析 报表、报警、实时看板 以及运作看板 全程质量追溯与分析 管理 智能物流配送 优化及管理由库房到产 线及回仓的物料发放， 设计工艺系统集成 产品设计数据和工艺数据 将车间级作业计划导入 MOM 系统，进行任务安 排 自动下发 MOM 执行系 统，虚拟生产系统与 MOM 整合 作业计划导入和高级排产 无纸化生产过程控制 RFID 、条 码 运维数字孪生

形成业务数据模型供孪生工厂使用。 孪生与数字底座模型 利用数据模型建立各模型的关联关系网， 通过统一模型的统一编码识别到虚拟设备， 将物模型 / 业务模型贯通到虚拟设备 中，形成数据驱动虚拟设备的仿真可视。将算法模型 / 成本模型引入到虚拟设备， 用作孪生的仿真分析及优化。 数据模型关系图谱 孪生与数字底座 IOT ▌ 数据采集：软网关采集完数据后会将实时数据统一推送到 三维驱动引擎，内置了 WebGL/WebGPU 引擎，在 Web 平台上提供高性能、跨平台的三维图形渲染，可以用于虚拟现实 （ VR ）、增强现实（ AR ）的场景，满足厂区层级以下三维可视化展示。支持对实时运行和运动数据进行高效过滤，通过 分组、设 定规则、解析等对数据进行处理， 以满足数据驱动虚拟孪生场景。 数字孪生支撑工具 - 仿真优化引擎 √ 目标： 节能降本，提质增效 √ 指标：成本、效率、能耗、质量 数字底座平台 数字孪生系统 02 解决方案 第一阶段 虚拟孪生构建 解决方案 算法库接口预留 IT 业务模拟数据 分析 & 可视化 虚拟场景构建 1:1 建立三维模型库 公共标准统一

487 8.5.2 使用数据分区技术实现海量数据的高效访问与管理.....................................................488 8.5.3 使用虚拟化技术实现资源的高效利用.............................................................................489 8.5.4 100 13.活动线程数 150 14.系统每秒处理事务次数 5000 15.兼容性 系统兼容主流 X86、X86_64 服 务 器 及 主 流 操 作 系 统 windows、linux、虚拟化软件 Vmvare、Citrix、Kvm、Xen 16.资源利用率 CPU 使用率<75%,内存使用率 <75% 17.数据转发延时 500ms 18.I/O 利用率 <70% 19  数据安全 确保在云平台存储数据的保密性和隔离性，对重要数据进行备份，在突发情况 下能够对数据进行恢复。同时，要确保数据在云平台网络中的传输安全。  虚拟化设计安全 由于本系统大量使用了虚拟化技术，因此要确保虚拟化软件和虚拟化服务器的 安全。 3.4.3 标准化需求 为了保证系统的顺利建设和稳定运行，需要参考国家及行业相关标准、结合 XX 港区实际情况，制定符合需求的标准规范，具体包括数据标准、服务接口规范、

一、信息化提升工程 16 一、信息化提升工程 17 2 、创新能力提升工程 （ 1 ） 综合应用基亍模型的系统工程（ MBSE ）、基亍知识工程的设计过程自劢化、自劢化诊断测试、虚拟标定和虚拟 验 证技术、协同设计数据库平台等信息化技术，进一步提升研发水平；新产品研发周期降低 20% 。 产 品 分 析 模 块 定 义 O K O K 전 - 라 인 조 건 能力和整车集成能力三大关键能力建设。 二、创新能力提升工程 19 三、智能制造工程 2020 年，应用虚拟工厂模型及仿真技术，提升制造装备的字化、智能化水平，应用智能制造技术，建成智能制造样板车间。 2025 年，完成虚拟技术、智能装备与信息系统的集成，建成智能制造样板工厂，实现大规模个性化定制，初步建成智慧企业。 智能制造 虚拟仿真技术 数字化管理及制造集成 智能装备 全生命周期产业链融合 通过 CAD\PLM\BOM\ERP\MES CAD\PLM\BOM\ERP\MES 等系统的集成，建立产品设计 \ 工艺设计 \ 工艺工程设计一体化协同平台，实现工艺设计资源 全 局共享和协同；建立基亍工厂 BIM 技术的三维虚拟工厂模型， 实现工艺过程、制造、（厂内）物流等在虚拟环境中得到虚拟制 造仿真验证、调试及优化，大大降低工艺工程的开发周期，提升 制造成功率及产品质量。 以工业机器人、高端数控装备等智能装备为载体，通过应 用嵌入式系统

年以来，具身智能在技术突破和应用拓展方 面取得了显著进展。计算机视觉中激光雷达、深度相 机等感知技术的进步，使具身物理本体能够实现毫米 级环境感知 ［2］；强化学习、模仿学习、自适应控制等人 工智能算法的发展，让具身智能在虚拟仿真环境中通 过大量试错优化策略，并将经验无缝迁移至真实场 景 ［3］；Vision-Language-Action 大模型的出现，进一步增 强了具身智能的泛化能力，使其能够适应不同的应用 机器人、无人机、智能汽车等）通过物理实体与环境实 时交互，实现感知、认知、决策和行动一体化的智能系 统 ［8］。其核心理念在于强调智能的本质必须通过物理 实体与环境的动态互动来塑造和体现，突破了传统人 工智能仅依赖符号推理和虚拟计算的“离身性”局限。 具身智能的智能体能够利用自身的传感器感知周围 环境的信息，通过对这些信息的理解和分析做出决 策，并通过执行器执行相应的动作，从而实现与环境 的有效交互并完成任务 ［7］。 具身智能与传统人工智能的区别 传统人工智能主要基于符号主义和联结主义，侧 重于通过算法和模型对数据进行处理和分析，以实现 对问题的求解和决策；这些处理和分析都是在计算机 虚拟空间进行的，解决的问题也集中在抽象和虚拟问 题 ［9］。然而，这种方式往往缺乏与真实物理世界的直 接交互，难以应对复杂多变的现实环境。相比之下， 具身智能的优势在于其能够让人工智能通过物理实 体与环境进行实时交互，在交互过程中不断学习和适