前瞻性解析：数字孪生技术真正的实用价值

数字孪生其实就是利用数字化技术创建的一个实体或系统的虚拟副本，它可以模拟和仿真现实世界的物理、工艺和行为特征。常被应用在 2D 和 3D 工业可视化监控中，通过将物理系统的数据与虚拟模型相结合，提供实时可视化的方式监测和管理作业管理过程。

通过将传感器数据、设备状态和环境参数等信息与虚拟模型集成，可以在监控界面上实时地呈现这些信息，方便操作员直观了解工业过程的状态，并及时采取措施进行调整和优化。再利用模拟和仿真分析对运维管理系统进行故障诊断和预测，提前发现潜在问题并采取相应的预防措施，从而提高工业生产的效率和可靠性。

从工业制造角度看，数字孪生是实现信息物理融合的有效手段。一方面能够支持制造的物理世界与信息世界之间的虚实映射与双向交互，从而形成“数据感知-实时分析-智能决策-精准执行”的实时智能闭环；另一方面能将运行状态、环境变化、突发扰动等物理实况数据与仿真预测、统计分析、领域知识等信息空间数据进行全面交互与深度融合，从而增强制造的物理世界与信息世界的同步性与一致性。

可交互的 2D 组态和 3D 组态场景，实施全方位的数字化建设。将实体设备的实时工况数据、维修数据、历史故障，与设备诊断知识库相连，对实体设备展开实时故障检测、研判、定位、追踪。支持低代码完全贯穿全产业链做数字孪生产品，依托工业互联网平台实现装备的预测性维护与健康管理。

数字孪生锅炉

例如，上图 3D 可视化智慧锅炉监控场景，数字孪生锅炉运作流程，清晰直观地呈现设备的部件组成及动态运作全过程。在守护锅炉安全的同时也助力碳中和、碳减排目标的实现。该方案结合图扑丰富的 2D/3D 组态界面，仿真还原了锅炉运行的整体效果与锅炉热效率曲线数据展现，推动使用单位提高锅炉运行能效。

将实体设备和孪生设备的数据进行交换分析，保障系统设备安全预警可视化、数据实时反馈、风险安全监控保障。图扑的三维组态技术提高了工业控制的管理效率，让工业控制的资源管理、风险管控得到很大的改善。

并叠加图扑 HT 二维组态面板，呈现设备运行期间的各项数据指标。针对异常状态选红色字段进行告警提示，督促用户快速注意维护管理。支持跨部门、跨层级发起协同调度指挥，满足历史运维可追溯，大幅度提升了业务协同效率。提升事故紧急处置效率，也为精细化、网格化、扁平化管理提供参考依据。

数字孪生采煤机

利用 HT 可视化图表将采煤机运行的关键数据进行直观呈现。针对采煤机故障诊断提供切实的数据依据，加速扼杀故障的萌芽。通过地面调度室即可远程遥控操作，由此达成井下少人化作业，加大煤炭资源的开采效率，为采煤机的高效安全生产奠定基础。

数字孪生瓦斯抽采

图扑 HT 可视化系统实现对瓦斯抽采泵、放空管闸阀等设备的远程遥控监测。根据井下监测到的抽采泵站工作状态、瓦斯浓度、气体流量、工序能耗等信息通过抽采管路实时上传到监控设备中，提供瓦斯的精准研判，为下一步科学优化抽采设计提供准确分析。

数字孪生仓储物流

设备的运行状态、实时位置、装载货物、容器动态、异常报警等信息。均可通过 HT 3D 可视化实现设备管理的智能运维、智能预警、智能分析、智能监测等功能，高效集中管控，流程结构优化。

码垛机器人通过机械臂完成各种转动、移动或复合动作来实现规定动作，改变被抓持物件的位置和姿势。机器人码垛机可以集成在任何生产线中，为生产现场提供智能化、机器人化、网络化，可以实现各行业多样化作业的码垛物流本案例运用了 HT 的强大的渲染引擎实现了对整个码垛机器人操作流程的精准把控，高仿真机器手的摆动过程。

钢厂数字孪生

运用逼真的三维模型动画从原料、烧结、炼铁、炼钢、轧钢、物流六大流程介绍出钢铁炼制全过程，每个生产环节辅以关键设备的运行数据，通过 HTTP 或 WebSocket 接口协议完成前后端数据对接，实现生产数据的实时展示。

二维组态

将传统的 SCADA 设备组态图进行进一步美化升级，绘制出形象的设备平面图元，将设备与设备相连，运用带有介质流动 UV 动画效果展示出工艺走向。

在工业应用中，数字孪生技术实用价值体现在优化生产过程、提高效率、降低成本、改善安全管理等方面。它为工业领域提供了一种先进的工具和方法，帮助企业在竞争激烈的市场中保持竞争力，并实现可持续发展。

审核编辑 黄宇