90 年代 ) 萌芽阶段 (20 世纪 70 年代 ) 大数据、人工智能 数字孪生水利 业务融合 一张图 单业务应用 硬件信息化 数字孪生水利：以物理流域为单元、时空数据为底座、仿真模型为核心，水利知识为驱动，建立可测、 可感、可控、可用的数字水利业务场景。 水利感知网 水利信息网 水利云 江河湖泊 水利工程 保障 体 系 数字模拟仿真引擎 水利 专业模型 知识 平台 模 型 平台 可视化 模型 专家 经验 智能模型 智能决策能力 ( 大脑 ) 融合水文机理模型、人工智能模型实现孪生场景下的预测。 实时感知能力 ( 眼、手 ) 结合物联传感实现对现实观测数据的实时感知。 孪生转化能力 ( 躯干 ) 对现实世界物理模拟，提供一个真实的空间仿真本体。 数字孪生水利重点解决的三个问题 P8 对物理流域进行高精度数 字化表达和智能化操控的 虚拟空间模型 水利全景信息载体 实时渲染 高度仿真 动态模拟 真实场景 实时同步 动态反馈 水利全要素 数字化映射 受自然规律和社会 经济活动影响的 真实地理实体 孪生转化能力： 采集、治理、建模、可视化、仿真、交互 … 三维数据底座 统一汇聚 多源融合 系统治理 数据服务 基础数据 监测数据 地理空间

工厂三维仿真 物流仿真 三维工艺仿真 信息共享 发货管理 供应商平台 SRM 订单发布确认 发票管理 计划协同 销售管理 供应链管理 SCM 采购计划 仓储管理 产品数据 物流管理 制造执行系统 MES 目视化管理 数据采集 过程控制 在制品管理 质量追溯 物料管理 计划排程 生产派工 能源分析 能源调度 能源监控 智慧能源 规则管理 计划仿真 高级排程 注塑 阴模 弱化 原料 组装 集中供料、水路监控、自动换模 柔性化选择 人机协同 厂内物流及线边缓冲（ AGV 、线边 库） 设备互联 调度控制 信息集成 智能追踪 CAD 模型 CAE 仿真 CAPP 工艺 CAM 模具设计制造一体化 门 板 主工艺 02 解决方案 工厂功能区规划 ① 原 材 库 房 ② 注塑车间 1 ③ 注塑车间 2 ④ 后 处 理 设备数据实时 采集 仿真规划—系统仿真流程 问题定位 任务规划 系统定义 工艺流程图 系统绩效测量 输入数据准备 3D 建模 验证 确认 仿真实 验设计 仿真实验 实验结果分析 实施和落实文档 yes yes no no 批准 修 订 仿真规划—工厂布局仿真路线图 概念设计 设备建模 / 导入 工厂布局示意仿真 讨论 / 确认 工厂布局仿真修 订 / 细化 讨论

系统仿真学报 系统仿真学报© Journal of System Simulation 第 35 卷第 5 期 2023 年 5 月 Vol. 35 No. 5 May 2023 热电联产虚拟电厂两阶段分布鲁棒优化调度 热电联产虚拟电厂两阶段分布鲁棒优化调度 范雅倩 1，于松源 1，房方 1, 2* (1. 华北电力大学 控制与计算机工程学院，北京 102206；2. 电站能量传递转化与系统教育部重点实验室，北京 -13 DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.22-0059 引用格式 引用格式: 范雅倩, 于松源, 房方. 热电联产虚拟电厂两阶段分布鲁棒优化调度[J]. 系统仿真学报, 2023, 35(5): 1046- 1058. Reference format: Fan Yaqian, Yu Songyuan, Fang Fang. Two-Stage Distributed 各出力单元的预调度；实时阶段对电热 出力进行优化调整。主要贡献为：①建立了一种 • 1047 • 第 35 卷第 5 期 2023 年 5 月 Vol. 35 No. 5 May 2023 系统仿真学报 Journal of System Simulation http: // www.china-simulation.com 考虑热网特性的 CHP-VPP 模型，并引入 HOMIE

报预警、 气象预警、公众预警发布、对内预警发布和预警规则设置功能。 3.1.1.3.3 预演 在数字孪生流域中对溪源溪小流域的典型历史事件、设计、规划或未来预报场景下 的水利工程调度进行模拟仿真，正向预演出风险形势和影响，逆向推演出水利工程安全 运行限制条件，及时发现问题，迭代优化方案，制定防风险措施。建设内容包括方案预 演、方案比对、预演概化图、历史反演和历史洪水影响分析。 3.1 可视化模型依托数据底板的地理空间数据以及参考影像资料，建设自然背景、流场 动态、水利工程、水利机电设备 4 大场景类可视化模型，结合数据底板的监测数据、业 务数据和模型库的水利专业模型输出结果，从而满足仿真模拟等需求。为孪生交互和支 撑精准化工程调度提供场景和模型基础。 福州溪源溪小流域（溪源水库）数字孪生建设项目技术规范书 15 3.2.2.2.1 自然背景 1、中精度渲染流域底板 通过 道水位上升或 者下降地动态模拟仿真。 2、动态泄洪 在全要素三维场景中模拟不同参数泄流的动画效果，从而能匹配现实中设施多级调 控后的真实反馈，更为直观地展现调控后引起的环境变化。 3.2.2.2.4 水坝和水闸机械结构构建 对 1 个溪源水库水坝和侯官水闸、厚庭水闸、葛岐水闸、榕桥节制闸和旗山湖闸相 关结构进行高精度构建。 3.2.2.3 模拟仿真引擎 3.2.2.3.1 模型管理

与物理工程同 步仿真运行、 虚实交互、 迭代优化， 实现对物理工程的实时监控、 发现 问题、 优化调度的新型基础设施。 数字孪生水网是以物理水网为 单元、 时空数据为底座、 数学模型 为核心、 水利知识为驱动， 对物理 水网全要素和水利治理管理活动全 过程进行数字映射、 智能模拟、 前 瞻预演， 与物理水网同步仿真运行、 虚实交互、 数字孪生流域是以物理流域为 单元、 时空数据为底座、 数学模型 为核心、 水利知识为驱动， 对物理 流域全要素和水利治理管理活动全 过程进行数字映射、 智能模拟、 前 瞻预演， 与物理流域同步仿真运行、 虚实交互、 迭代优化， 实现对物理 流域的实时监控、 发现问题、 优化 调度的新型基础设施。 一 定义定位—定义 预报 基本内涵是以流域为单元， 遵循客观规律， 在总结 工作、 技术等层面相继出台一系列文件、规范和技术要求， 明确 了推进数字孪生水利建设的路线图、 时间表、任务书、责任单。 技术攻关： 通过科技研发计划、水利部重大科技项目开展感知、模型、仿真、安全等技术攻 关。 先行先试： 根据各流域、 区域实际需求， 全面开展先行， 重点在数据底板、模型平台、知识 平台及流域防洪、水资源管理与调配等业务应用“四预”方面选择先试， 以取得重点突破。其间，

GISTC 数字孪生四预目标：提供高效智能模拟分析服务、智能感知服务、智能辅助决策服务 “ 预演”是关键，对历史进 行复演，对设计、规划或未 来预报进行模拟仿真，科学 制定和优化调度方案。 “ 预警”是前哨，对各类危 害及次生灾害的预警信息指 导水利工作一线，为启动预 演提供指引。 “ 预案”是目标，确定工程调度 运 用、非工程措施和组织实施方式， 施工工艺效率 施工进度计划 数据采集 数据传输预处理技术 交互技术 自迭代 生产过程 动态建模 生产系统 仿真建模 多维耦合 关系分析 数据层次 分级解析 仿真过程 模型一致 分布式 计算技术 施工进度面貌 施工质量验评 数字孪生孟底沟 3# 路 1# 路 102# 路 下游 H 报 GISTC 安全管控 数字孪生孟底沟 √ 孟底沟水电站导流洞孪生进度管理 孟底沟水电站朗期工程数字挛生平台 特 AH 上游标总计划 下游标动计划 GISTC 01. 构建数字化场景 · 施工进度管理系统 · 工艺进度仿真算法模型搭建 · 工艺效率指标体系模型搭建 · 进度面貌分层预警指标体系模型 ① 业务系统

客户标签格式不统一，人工填写标签信息，错误率高 PART 3 | 智能仓储优化场景-软件自动化的应用 BI、仿真与数字孪生应用，清晰呈现运营状况 数字大屏多维度量化仓库、库存、订单运营数据，以图表等视觉元素可视化展示关键指标，动态监控供应链运营，为企业管理决策提供数据支持； 基于 C-WMS 仿真模型，可即时查询仓库库位状态，通过颜色区分便于识别。 整合仓库（吞吐量、分区利用率）、库存（周转率、库龄分布）、订单（履 龄分布）、订单（履 约时效、波次处理量）等核心指标，以可视化图表形式动态呈现。 数据感知层——数据驾驶舱大屏 > 以 C-WMS 仿真模型为核心，实时查看仓库库位动态状态，并集成WES算法， 驱动 AGV、堆垛机等设备执行货物搬运任务 模型决策层——仿真模型 > 基于数字孪生底座，1:1 复刻物理仓库布局，将模型决策层的指令转化为可 执行的仓储动作。 孪生执行层——3D虚拟仓库 > PART

本报告聚焦于一个正在被重新定义的场景——AI+智 慧教室。我们认为，AI+智慧教室是为贯彻落实国家 “人工智能+”行动部署，面向未来教与学而构建的新 型基础设施。通过集成课堂评测、学情监控、智能学 伴、模拟仿真实验等系列化应用，精准赋能教师教学 环节全周期提升，支撑学生个性化发展。 智慧教室是容纳教育数字生态的关键场景，AI+智慧教 室将会承载教学过程数据的汇聚、分析与价值挖掘， 向上支撑区域教育大脑的智慧决策，向下驱动循证教 知识图谱 一种用图结构来表示实体及其相互关系的语义网络，用于组织和管理知识，可有效治理大模型 的幻觉问题。 数字孪生 为物理实体（如一间教室、一台发动机）创建的、可实时同步状态的动态虚拟模型，常用于虚 拟仿真与预测性维护。 边缘计算 在靠近数据源的物理位置（如录播主机、摄像头内）进行数据处理的计算模式，以降低延迟、 节省带宽、保障隐私。 端云协同 终端/边缘设备与云端数据中心协同工作的一种计算架构，各自承担最适合的任务，实现性能 技术与应用支撑的生态型企业。 需求导向观察： “应用为王”激活产业链新机遇 在坚实的基础设施之上，我们看到战略的核心驱动力明确指向了应用为王，内容为本。政策层面明确鼓励开发数 字教材、虚拟仿真实验、智能作业系统等新型数字资源，并推动教学模式本身的变革，如大规模因材施教。 清晰需求直接激活了教育科技产业链的需求侧。对于硬件厂商、软件开发商和内容提供商而言，这无异于一张精 准的市场需求地

活动管理 订单管理 EDI 集成 服务产品管理 服务工单管理 研发平台 PDM MBOM 管 理 BOM 管理 项目管理 变更管理 工艺规划 （ BOP ） 产品仿真 仿真业务 需求管理 工艺仿真管 理 工艺资源库 工作流管理 文档管理 工艺规划平台 CAPP 质量体系管理 质量成本管理 工厂建模 计划管理 效能分析 设备管理 过程管理 人员管理 质量控制

电力市场 边 界 条 件 与安全约束 聚合商群 调度机构 分布式 决策模型 电力 市场 需 求 05 电力市场推演：电力市场仿真优化 设计计及多元电力市场主体非合作博弈的多智能体代理交易仿真和市场演化推演技术，搭建多元发电主体演化博弈仿 真平台，分析多元发电主体演化互动与博弈结果，推动多类型主体参与电力市场交易，为交易决策提供验证和理论支 撑 。 上层问题