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数字孪生如何更好 打通虚拟与现实?

南方日报 2022-04-21 207
在今年1月,北京冬奥组委发布公告称,冬奥会“场馆仿真系统”名列奥运经济遗产分册中“科技冬奥”板块第三类首位,而该系统正是基于数字孪生模型。

 从已经结束的冬奥会,到正在举办的冬残奥会,科技感无疑是留给大众最深刻的印象之一:谷爱凌飞跃大跳台,画面同步将每一个动作还原拆解;开幕与闭幕式的场馆“鸟巢”,从灯光到场地的变幻莫测;在疫情影响之下,未能到达现场的全球化转播多机位安排分布等……在这些“黑科技”的背后,数字孪生(Digital Twin)成了最大的幕后功臣。


    在今年1月,北京冬奥组委发布公告称,冬奥会“场馆仿真系统”名列奥运经济遗产分册中“科技冬奥”板块第三类首位,而该系统正是基于数字孪生模型。


    借助冬奥会,数字孪生不仅落地应用来到了大众的身边,而且通过出色地完成“任务”而让业内人士看到了数字孪生巨大的潜力,在如今虚拟与现实越发紧密的科技发展背景下,数字孪生又将如何发挥更大的作用?


    数字孪生为冬奥会“保驾护航”


    在疫情的影响下,2022年北京冬奥会从筹备到举行,都面临着巨大的挑战,但是通过数字孪生技术,一些疫情带来的问题则迎刃而解:数字孪生技术搭建出的冬奥场馆、奥运村,运动员不需要去到现场,在数字模型里就可以选择自己心仪的房间;奥运的转播团队可以不去现场,通过数字模型就可以提前来模拟拍摄的角度,然后选择合适的机位;工作人员和志愿者也可以在虚拟场馆里进行场景化的、沉浸式的培训、演练……这些看似“不可能”的举措,在数字孪生技术的支持下,都成为了本届冬奥会能够顺利举行背后重要的支撑力量。


    据南方日报记者了解到,在12个冬奥会竞赛场馆、3个奥运村、冬奥会主媒体中心和北京冬奥组委等多个场所,名为VSS(Venue Simulation Services场馆模拟服务)的数字孪生场馆模拟仿真系统就在运转工作。该系统由英特尔联合北京电影学院、视伴科技等机构打造。据了解,VSS数字孪生场馆模拟仿真系统以云、边、端硬件平台为基础,通过对体育赛事场馆和赛事期间所发生事件以及涉及仿真道具,进行数字孪生与仿真的端到端解决方案,帮助颁奖团队在整个流程环节和场地部署上进行可视化的查漏补缺。


    易观分析方面就指出,在本届冬奥会上,奥运场馆的数字孪生改造就发挥了巨大的作用。据介绍,奥运场馆经过数字孪生改造后能实现数字化感知和智能运营,八千多个物联设备被安装在鸟巢末梢,能多层次地感知设备情况、环境变化、人流信息等场馆运行状态,并在数字孪生系统上可视化展示场馆状态、规划奥运赛事和确保赛事转播时信息交换的及时性。此外,“冰丝带”速滑馆以虚控实,可以通过智能传感器实时监测并调整场馆运行状态,从而使冰面始终保持最佳状态以及低能耗地智慧运行。


    “数字孪生对于冬奥会场馆和赛事的主要价值一方面体现在符合低碳的运维需求,让场馆低能耗、低折损地智慧运行,并且可以及时发现场馆的隐患并修复;另一方面体现在对公共集会的多层次精准监测和预测性模拟上,可以保障集会安全高效地进行。”易观分析认为,冬奥会场馆作为一个数字孪生技术改造下的智慧公共设施已经能实现价值链和信息的闭环,并且数字孪生的落地建设有从机理孪生发展到智能预测阶段,能在智慧运行和统一调度等具体场景下进行智能辅助决策,这意味着大型公共设施的数智建设发展到高价值场景应用阶段。


    数字孪生如何走进各行各业?


    随着北京冬奥会的结束,奥运遗产如何更好利用的问题也随之而来,而作为此次冬奥会重要的遗产之一,VSS数字孪生技术如何走进各行各业成为了行业关注的焦点。


    “本次冬奥会只是一个起点,仿真系统所记录的赛事运行规划过程和成果将给未来赛事提供丰富的经验参考,分析奥运全周期的运行成果,成为可持续发展的生态型奥运遗产中的一部分,其主要应用场景,如此后的奥运会,在其他大型体育赛事或大型体育场馆中的落地,智慧城市建设,酒店行业、展览、工业园区运营,影视演出预演与执行方案设计等。这一项目有望成为奥运遗产中的重要内容之一,在后奥运时代被广泛推广和应用。”英特尔技术专家蒋苏立在接受采访时表示。


    在业内人士看来,随着工业4.0时代的来临,新技术赋能传统制造全流程,实现从设计研发、仿真验证到生产制造、使用维护的全面数字化升级,而数字化之下的虚拟世界与现实世界中的产业结合,无疑是数字化发展未来的重要一步,也是数字孪生技术的巨大机遇。


    值得留意的是,与数字孪生有异曲同工之处的“元宇宙”概念已经率先在大众中走红,也受到了广泛的关注,更是已经在不少领域得到落地应用。


    在今年两会上,全国政协委员、360集团创始人周鸿祎就认为,元宇宙未来在数字化、产业数字化、工业互联网、车联网、智慧城市方面都能得到广泛应用,用对方向将大有可为。而全国人大代表、腾讯公司董事会主席马化腾提到,随着元宇宙等新概念的兴起,建议应以“技术—产业—社会”三位一体的系统性思维破解难题,合力推动传统产业转型升级,有效提升国家竞争力。


    “数字孪生,就是要利用虚实融合的技术,用迭代、进化的方式对从工厂、园区到城市的物理空间进行全面观测,洞察其发展态势,进而科学分析、预测、决策,实现以虚拟网络的管控来提升实体的运行效率。”中国科学院院士、中国工程院院士李德仁在谈到数字孪生时就认为,数字孪生技术最有机会能够在数字城市建设上将虚拟和现实进行打通。“数字孪生的智慧城市有着精准映射、虚实交互、软件定义、智能反馈四大特点,实现了颠覆性的创新,是数字城市的理想目标,也是智慧城市建设的新高度,赋予城市大脑实现智慧化的重要设施和基础能力。”


    南方日报记者 叶丹


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