近日，由工業4.0研究院編寫的《數字孿生電網白皮書》正式發布。近幾年，電力行業引入數字孿生體技術，逐步形成了較為廣泛的數字孿生體應用場景。工業4.0研究院指出，電網行業具有價值較高、技術要求不復雜等特點，非常適合作為數字孿生體應用的先導性場景。
經過去10多年高速發展，電網行業的信息化程度較高，已經能夠滿足管理信息化的需要，但這還是數字化轉型的一個部分，因為管理信息化具有高維度和（數據）顆粒度大的特點，這對精細化甚至于精準化管理來講，面臨應用難度高和效果不足的挑戰。
電網行業最近幾年不斷引入數字孿生體技術，總體效果并不理想，其本質原因是沒有深入到設備系統層，傳統的信息化方法難以在生產現場應用，人還是生產系統的主要角色。為了解決這個問題，應引入新的概念體系，重構傳統的技術手段和實踐方式，數字孿生電網是一個較好符合需要的新方法。
本白皮書設計了數字孿生電網參考架構，展現了數字孿生基礎設施、數字孿生體平臺和數字孿生體應用三個層面的建設指引。跟其他類似的參考架構不同，數字孿生電網參考架構采用了開放體系，可以實現“建設-運行-優化”的閉環優化，這正是數字孿生體的潛力所在。
針對數字孿生電網可持續改進特征，白皮書還提出了從1.0到3.0的演進路徑，預計經過10年左右的時間，數字孿生電網將實現全局和全生命周期生產運行需要，達到源網荷儲一體化等管理目標。
為了加速數字孿生體產業的專業化分工和發展，本白皮書專門開辟了“數字孿生電網開源社區”章節，對數字孿生化、資產管理、物聯網、GIS系統、5G模組和數字孿生大腦等六大開源模塊做了介紹。
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數字孿生
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由工信部中國電子技術標準化研究院牽頭編寫的2020年《數字孿生應用白皮書》在中國國際高新技術成果交易會發布，作為新基建背景下的重要研究成果，該白皮書對當前我國數字孿生的技術熱點、應用領域、產業情況和標準化進行了分析，同時收錄了在智慧城市、智慧交通、智慧能源、智慧建筑、智能制造、智慧健康6大領域的31個應用案例。
此次白皮書重點考察了我國數字孿生應用的發展現狀與趨勢，并指出數字孿生將從以下六個應用層面推動我國經濟社會的發展：
一是促進數字經濟與實體經濟融合，加快產業升級
二是貫通工業生產信息孤島，釋放數據價值
三是統籌協調系統內外部變化，實現資源能源優化配置
四是實現全要素數字化，推動新型智慧城市建設
五是優化城市設計布局，打造科學公共服務體系
六是基于醫療大數據合理分配醫療資源，提升公共健康保障效率
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流程工業是制造業的重要組成部分, 是國民經濟發展的重要基礎, 主要包括化工、冶金、石化等行業, 其安全高效的生產對國家而言具有重要的戰略意義. 然而, 流程工業物理化學變化反應復雜、流程間能質流嚴重耦合、多目標沖突、在線實驗風險大, 給生產流程系統建模與高效協同優化帶來極大困難, 嚴重制約了生產質量和資源利用率的進一步提升. 隨著信息技術與人工智能的發展, 建立虛實結合、協同優化運行的流程工業數字孿生生產線所需技術逐漸成熟, 其在流程工業的應用價值與潛力日益凸顯. 本文首先闡述數字孿生在流程工業應用的必要性與重要性, 并通過邊界定義法將數字孿生與信息物理系統(Cyber-physical system, CPS)、工業互聯網等概念進行對比分析,從而明確數字孿生的基本內涵與功能邊界. 其次描述流程工業抽象模型和數字孿生理論模型間的映射關系, 并分析了如何用數字孿生技術解決流程工業系統建模與高效協同優化的瓶頸問題. 最后, 從數字孿生系統構建的角度探討數字孿生發展的關鍵技術, 并以一條煉鐵生產線為例, 展示數字孿生技術在實際工業中的應用解決方案.
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