基于工业互联网技术和数字孪生技术的大米供应链数字孪生系统构建

数字孪生技术在工业系统中的应用研究随着数字化时代的到来，人们对于工业系统中数字孪生技术的需求也越来越多。

数字孪生技术是将传统物理模型与数字仿真技术相结合，通过建立数字孪生模型，快速构建真实系统的虚拟模型，从而对系统进行预测、优化和仿真，实现系统实际运营效果与数字孪生模型之间的同步，并极大提升了工业系统的管理和效率。

本文将重点探讨数字孪生技术在工业系统中的应用研究。

一、数字孪生技术在工业系统中的应用数字孪生技术在工业系统中的应用具有广泛的可能性，可以应用于各个方面，如设计优化、运营管理、生产控制、安全保障等。

下面分别从这些方面进行阐述：1. 设计优化方面：数字孪生技术可以用于产品设计与工艺优化。

通过建立数字孪生技术的模型，对于系统中的每一个细节以及流程过程进行优化研究，进一步补充和完善传统设计与生产测试方法，在产生设计探索和验证时有效减少实验周期，降低实际成本。

2. 运营管理方面：数字孪生技术可以用于物流、生产调度、质量和设备管理等方面。

通过在数字孪生模型中增加不同的业务规则，对于机器设备进行状况监测、故障诊断及预测，对于生产工艺的质量保证和运行守则进行验证和模拟调整，是企业在管理决策方面进行有据可依的抉择。

此外，还可以应用于物流运输、成本分析等方面的调查和应用。

3. 生产控制方面：数字孪生模型可以用于预测产量、节能减排、人员运行等方面。

通过精准建立操作流程，结合数字孪生模型所携带的数据，实时分析运营情况并效果反馈，保证系统的长期稳定性和可靠性。

数字孪生技术还可以根据实际情况，确定系统设定参数，对部分系统功能进行协调控制，从而避免设备的过载运行和磨损等问题。

4. 安全保障方面：数字孪生技术具有比较广泛的安全保障功能，可以进行潜在风险的预测，实现事故的预警和事故的灾后模拟。

数字孪生技术可以快速构建大量复杂的情景模拟，提高了安全检测和故障处理的效率和效果，从而有效降低设备安全隐患，提升人们感知安全问题的能力，有效增强系统的安全性和稳定性。

供应链数字孪生模型构建与应用随着信息技术的不断发展和普及，数字化转型已经成为企业发展的必然选择。

在供应链管理领域，数字化转型也日益受到重视。

供应链数字孪生模型作为数字化转型的重要工具之一，正在逐渐引起企业的关注和应用。

本文将重点探讨供应链数字孪生模型的构建与应用，帮助企业更好地理解和运用这一新兴技术。

一、供应链数字孪生模型概述供应链数字孪生模型是指通过数字化技术对实际供应链进行建模和仿真，实现对供应链全生命周期的数字化呈现和管理。

通过数字孪生模型，企业可以实时监控供应链各个环节的运行情况，预测潜在风险，并进行智能决策，从而提高供应链的效率和灵活性。

构建供应链数字孪生模型的关键是将现实世界的供应链信息数字化，包括供应商信息、物流信息、库存信息、订单信息等，构建供应链的虚拟模型。

这一模型可以基于物联网、大数据、人工智能等技术进行构建，实现对供应链各个环节的实时监控和数据采集。

二、供应链数字孪生模型的构建1. 数据采集与整合构建供应链数字孪生模型的第一步是进行数据采集与整合。

企业需要收集供应链各个环节的数据，包括供应商数据、生产数据、物流数据、销售数据等，将这些数据进行整合，建立起全面的供应链数据平台。

2. 模型建立与验证在数据采集的基础上，企业可以利用建模工具构建供应链数字孪生模型。

模型的建立需要考虑供应链各个环节的关联性和相互影响，确保模型的真实性和可靠性。

同时，企业还需要通过实际数据对模型进行验证，不断优化和完善模型的准确性。

3. 技术支持与应用构建供应链数字孪生模型需要依托先进的技术手段，如物联网、大数据分析、人工智能等。

这些技术可以帮助企业实现对供应链的实时监控和预测分析，提高供应链的响应速度和决策效率。

同时，企业还可以通过数字孪生模型进行方案模拟和优化，找到最优的供应链管理策略。

三、供应链数字孪生模型的应用1. 实时监控与预警通过数字孪生模型，企业可以实时监控供应链各个环节的运行情况，及时发现问题并进行预警。

I G I T C W技术 研究Technology Study34DIGITCW2024.04烟草行业作为典型的传统制造业，是一个高度集成化的产业，具有设备种类多、数量大、分布广的特点。

通过对企业的生产过程进行数字化、智能化改造，可将生产制造过程中涉及的物料运输、设备运行、质量检测等环节进行全生命周期的数字化管控。

近年来，随着工业互联网技术的不断发展，数字孪生逐渐被应用到企业生产制造管理过程中，以帮助企业实现更高层次的数字化转型。

本文以烟草行业为研究对象，在对工业互联网平台及数字孪生技术相关研究进行梳理与总结的基础上，提出了基于工业互联网平台构建数字孪生工具集的方法。

1 烟草行业工业互联网平台烟草工业互联网平台是为了提高烟草工业信息化水平而建立的。

烟草工业互联网平台集成了众多烟草工业企业的信息，可以方便地进行数据交互和处理。

通过烟草工业互联网平台，可以实现烟草生产和销售的全过程信息化管理，提高生产效率和质量[1]。

按照国家局一体化平台总体架构要求，遵循《全国统一工业生产经营管理平台工作方案》，卷烟行业工业互联网体系的建设内容包括“一平台、两体系”，即行业工业互联网平台（以下简称平台）、行业标识解析体系和行业工业互联网平台标准体系。

行业工业互联网平台是支撑烟草工业数字化转型的“操作系统”，由运行在行业云平台主中心节点上的行业中心节点环境、运行在行业云平台省级节点的省级节点环境和工厂边缘侧环境、设备端侧环境组成，用于实现工业数据的全面采集，设备的全面连接，应用的统一管控，为行业一体化平台提供基础技术支撑[2]。

2 数字孪生应用场景及数字孪生工具 集的架构2.1 数字孪生应用场景数字孪生技术在工业领域的应用可以划分为三个阶段：一是基于三维模型的仿真分析阶段；二是基于虚拟现实的仿真验证阶段；三是基于数据驱动的闭环控制和优化升级阶段。

其中，基于虚拟现实的仿真分析阶段是数字孪生技术应用最为广泛的阶段，也是其发展最成熟的阶段[3]。

基于工业互联网的化工本质安全技术研究马颖胡鑫刘厚周发布时间：2023-06-01T06:24:57.446Z 来源：《中国科技人才》2023年6期作者：马颖胡鑫刘厚周[导读] 工业互联网平台是面向工业信息化、数字化、智能化需求安元科技股份有限公司 211800摘要：工业互联网平台是面向工业信息化、数字化、智能化需求，通过互联网技术实现工业资源的全面链接，高效配置，构建起新型工业生产制造与服务体系。

工业互联网在各行业、领域中扮演着越来越重要的作用，化工本质安全发展与工业互联网技术的结合是重要趋势。

运用传感器的网络化、集成化、智能化来支撑风险感知和预警装备；应用数据治理、算法服务技术支撑安全生产机理模型，运用工业互联网平台技术支撑化工行业本质安全生产工业应用软件。

在工艺、设备、物料、环境、应急层面会发挥出重要作用。

关键词：化工本质安全；工业互联网技术；安全生产机理模型一、引言化工行业就是从事化学工业生产和开发的企业和单位的总称。

安全事故频发是化工行业发展的重大阻碍，事故总量居高不下表明我国化工行业存在大量隐患，亟需提高生产安全保障。

要想实现化工产业的安全性进行质的提升，需要贯彻本质安全。

随着工业发展的复杂化、精细化，集中化，工业互联网在各行业、领域中扮演着越来越重要的作用，化工本质安全技术与工业互联网技术的结合是应对大型复杂工业体系安全性发展要求的重要趋势。

二、化工本质安全与工业互联网技术的关系本质安全概念最早由英国的于1976年提出，其理念是从工艺源头上永久地消除风险，使用最小化、替代、缓和、简化为原则，制定本质安全化策略，贯穿于生产过程全生命周期，结合化工生产过程，就是其在研发、设计、建造、运行、变更和维护的过程中全面消除高风险的状态。

化工本质安全技术正在不断进步，向体系化、信息化、数字化、智能化的方向发展。

工业互联网技术是一种可以满足制造业信息化、数字化和智能化需求的技术服务体系，工业互联网通过工业资源的全面链接和高效配置，可以增强风险的监测、报警、预警、决策、处置的能力。

数字孪生在智能制造中的应用随着数字技术的不断发展，数字孪生逐渐成为了智能制造中不可或缺的应用程序之一。

数字孪生是一种将数学模型与实际物理系统相对应的技术，能够将物理系统的运行情况精准地模拟并进行预测。

数字孪生在智能制造领域的应用越来越广泛，可以使制造商可视化、智能化地管理制造过程，提升生产效率和产品质量。

一、数字孪生在智能制造中的作用数字孪生可将实际物理系统的运行、表现和作用与数学模型相对应，从而精确地模拟和预测这些系统。

在智能制造中，数字孪生可应用于产品设计、生产过程、制造设备等各个环节，具体的应用如下：1. 产品设计和开发：数字孪生可以帮助制造商在产品设计阶段就进行仿真测试和评估，确保产品的优化设计和维护。

这种技术不仅能够节省开发成本和时间，更可以通过数据驱动的方法提升设计效率和产品品质。

2. 生产流程控制：数字孪生可以建立虚拟模型，通过模拟分析的方式构建高效的制造流程，同时基于模型数据为生产规划提供数据支持。

这种技术有助于提升智能化生产系统的性能和效率，减少生产成本和错误率。

3. 设备维护和保养：数字孪生可对实际设备进行建模，通过控制和优化设备的运行状态，实现智能设备运维。

这种技术能够有效地延长设备寿命，减少维修时间和成本。

二、数字孪生在智能制造中的应用案例数字孪生在智能制造中的应用是与实际物理系统的模拟相关的，因此其应用范围非常广泛。

以下是数字孪生在智能制造中的一些典型案例：1. 基于数字孪生技术的汽车设计和生产：在汽车生产过程中，数字孪生技术可将产品设计、生产流程、设备控制等各方面进行模拟分析和优化，从而提升汽车的生产质量和效率。

比如说在研制自动驾驶技术的过程中，数字孪生可将自动驾驶的各项技术进行虚拟仿真，并根据车辆本身的特点对自动驾驶模式进行优化。

这种技术也可以帮助汽车制造商设计出更节能的汽车，降低汽车碳排放量。

2. 数字孪生在工业机器人生产中的应用：数字孪生技术对于机器人生产来说至关重要。

摘要：数字孪生以各领域日益庞大的数据为基本要素，借助发展迅速的建模仿真、人工智能、虚拟现实等先进技术，构建物理实体在虚拟空间中的数字孪生体，实现对物理实体的数字化管控与优化，开拓了企业数字化转型的可行思路。

首先介绍了数字孪生的演进与价值，然后给出了数字孪生典型特征及其体系架构，并基于该架构介绍了多项数字孪生关键技术，最后对数字孪生进行了展望，包括其面临的挑战与未来发展趋势。

01概述数字孪生中“孪生”的基本思想最早起源于上个世纪美国国家航空航天局（NASA）的阿波罗计划，通过留在地球上的航天器对发射到太空的航天器进行工作状态的仿真模拟，进而辅助航天员完成决策，明显减少了各种操作结果的未知性。

“数字孪生”一词首次出现于2009 年美国空军研究实验室提出的“机身数字孪生体”概念中，而“数字孪生”作为独立概念首次出现则是在2010年NASA 的2份技术报告中，其被定义为集成多物理量、多尺度、多概率的系统或飞行器仿真过程。

此后，数字孪生正式进入公众的视野，也开始得到各研究领域的重视。

2012 年，NASA 指出数字孪生是驱动未来飞行器发展的关键技术之一；2013年，NASA将数字孪生列入“全球科技愿景”；2017年佐治亚理工大学首次提出数字孪生城市，2018 年中国信通院发布了《数字孪生城市研究报告》；从2018 年起，ISO、IEC、IEEE 三大标准化组织也开始着手数字孪生相关标准化工作。

数字孪生目前没有统一的理论体系，自其诞生以来，各研究与应用领域对其提出了多种定义，如表1所示。

表1 数字孪生定义02数字孪生的价值数字孪生自应用以来，在产业、商业、社会等方面体现出了其重要的价值。

a）产业价值方面，构建全产业链的数字孪生体能够促进产业向制造与服务融合发展的新型产业形态转型，即从市场需求、用户沟通、产品设计、产品制造、物流供应、维保服务等全产业链出发构建数字孪生体，使传统产业具备定制化生产能力，实现更为敏捷和柔性的商业模式；而构建产品全生命周期的数字孪生体，有助于建立产品从研发、仿真、制造到使用的闭环体系，加快产品研发和迭代升级，进一步推动产业的发展。

工业互联网技术在数字化工厂建设中的应用随着科技的不断发展，工业互联网技术逐渐进入了人们的视野。

数字化工厂建设中，工业互联网技术的应用也变得越来越广泛。

在数字化工厂建设的过程中，工业互联网技术的应用是非常重要的。

一、工业互联网技术的概念工业互联网技术是一种新型的工业技术，其核心内容是将工业生产与互联网相结合，实现工业生产自动化、信息化、数字化的目标。

工业互联网技术的发展可以帮助企业实现数字化转型。

工业互联网技术的主要应用包括物联网、云计算、大数据、边缘计算、人工智能、数字孪生等领域。

这些技术可以帮助生产企业在工业设备、工艺流程、人员管理等方面实现数据化、网络化和智能化，从而提高生产效率、减少资源浪费，实现数字化转型目标。

二、数字化工厂建设中的工业互联网技术应用数字化工厂建设是指在生产过程中，使用数字技术和互联网工具来实现生产管理数字化、生产过程高效化、产品制造智能化。

数字化工厂建设的目标是从工业制造形态转型到数字化制造形态，提高生产效率和产品质量，优化生产资源配置。

在数字化工厂建设中，工业互联网技术的应用非常重要。

具体来说，工业互联网技术可以在以下方面帮助数字化工厂建设：1. 生产设备智能化工业互联网技术可以将生产设备与企业内部网络相连接，实现生产设备的智能化管理。

通过采集设备的运行数据，从而分析设备的维护需求和预测故障风险，减少设备的故障率和维修停机时间，提高生产效率。

同时，在设备智能化管理过程中，采取数据化的手段对设备进行评估，以此为依据，制定更科学合理的生产计划，帮助企业实现高效安全生产。

2. 生产流程自动化采用工业互联网技术，可以将生产信息化，实现自动化生产。

工业互联网技术可以自动监控生产流程中的每一个环节，不仅可以提高生产效率，还可以降低劳动成本和减少疏漏等错误发生可能性。

此外，自动化生产还可以对生产过程进行精细化、智能化控制，优化生产流程，减少生产时间和资源浪费。

3. 产品生命周期管理在数字化工厂建设过程中，采用工业互联网技术可以帮助企业实现产品生命周期管理。

食品科技基于数字孪生技术的智慧粮库应用现状及发展趋势宿 颖，张 刚，陈怡暄（航天信息江苏有限公司，江苏南京 210031）摘 要：我国粮食仓储的信息化建设面临较好的发展形势，粮库数字化、智能化是粮食仓储未来发展的主要方向。

近年来，随着数字孪生技术的发展，越来越多的行业开始探索该技术在本行业的具体应用模式，本文对国内外智慧粮库的发展现状进行了介绍，并对数字孪生技术在智慧粮库的具体应用场景及趋势进行了探讨。

关键词：数字孪生；智慧粮库；粮食仓储近年来，随着数字孪生概念的普及和相关技术的快速发展，各类生产制造、仓储、运维等相关行业也逐渐开始数字孪生技术的应用探索和尝试。

数字孪生是物理对象的数字模型，该模型可通过接收来自物理对象的数据而进行实时演化，从而与物理对象的全生命周期保持一致。

基于数字孪生可进行分析、预测、诊断、训练等（即仿真），并将仿真结果反馈给物理对象，从而有助于对物理对象进行优化和决策。

物理对象、数字孪生以及基于数字孪生的仿真及反馈一起构成一个信息物理系统（Cyber Physical Systems）。

面向数字孪生全生命周期（构建、演化、评估、管理和使用）的技术称为数字孪生技术（Digital Twin Technology）[1]。

数字孪生技术为粮库智能化建设及管理提供了全新的视角和技术理念参考，但如何将这一技术在粮食仓储领域落地并与智慧粮库建设有机结合，是一个亟待解决的复杂问题，需要做好规划，稳步推进。

本文介绍了国内外数字孪生技术在粮食仓储行业的应用现状，并探讨了基于数字孪生技术的智慧粮库的应用趋势及方向。

1 国外数字孪生技术的行业应用技术及现状1.1 Consafe LogisticsConsafe Logistics（康萨菲物流）相关研究者推出了与Xcelgo合作开发的面向仓储物流行业的Digital Twin概念。

该工具将帮助仓库和物流企业准确重建他们自己的系统，并从根本上改善其管理和优化流程的方式[2]。

数物融合：工业互联网重构数字企业数字物融合，也称为物联网技术，是近年来技术发展的重要趋势。

它涵盖了物联网、移动和云计算等技术领域，研究将传感器技术与物联网技术整合，实现物理空间与虚拟空间的融合。

数字物融合技术可以通过实时监控将物理世界中的物体和状态实时传输到虚拟世界，形成物体在虚拟世界中的表示，无线、自动、高效地收集和处理实时实体物体的信息，从而实现对实时物体的分析监控。

数字物融合技术的应用可以使企业、政府、行业和消费市场等在更大范围内推进数字化转型。

例如，在工业互联网方面，以数字技术为核心的数字化运营模式，正越来越深入地取代传统的运营企业，使企业能够更好地满足消费者的需求，实现更高效、低成本的经营管理。

为此，数字物融合技术应用于重构数字企业，将颠覆传统行业，推动企业数字化转型，并实现持续创新。

首先，数字物融合技术可以实现企业内部的数字化转型。

企业通过实施技术，可以跨越多种精度和模型的数据流、交互式决策系统和移动智能应用，构建企业的数字封闭系统。

通过实施企业内部模型，结合大数据、计算机视觉和机器学习等多种技术，将生产、营销、客服、物流和采购/进销存等各个环节数字化，从而极大地提高企业的经营效率和竞争力。

其次，数字物融合技术可以实现企业与消费者之间的数字化交互。

通过数字物融合技术可以追踪消费者的消费习惯，实时掌握消费者的需求，根据消费者的行为，为消费者提供针对性的服务。

例如，当消费者在线购物时，商家可以通过数字技术推送个性化的产品和服务，从而更好地满足消费者的需求，增加营销效果。

最后，数字物融合技术可以推动企业与行业之间的数字化互动。

借助数字物融合技术，企业可以实现跨越企业、行业、消费者之间的信息交互，更好地协调行业的资源配置，提升行业的整体效率。

例如，通过物联网技术，管理层可以收集行业中企业的重要数据，从而实现可视化的全程管理，进一步优化企业的管理流程。

总之，数字物融合技术不仅可以应用于企业内外的数字化转型，而且可以推动整个行业的数字化发展。

互联网时代下的数字孪生技术和工业互联网近年来，随着互联网技术的不断普及和发展，数字孪生技术和工业互联网成为了热门话题。

数字孪生技术是指在虚拟世界中建立一个与实体世界完全一致的数字模型，工业互联网则是利用互联网技术实现工业设备之间的信息共享和交互。

这两项技术具有重要的应用价值，在推动工业自动化、提高企业效率和降低成本方面具有不可忽视的作用。

一、数字孪生技术1、数字孪生技术的定义和应用领域数字孪生技术（Digital Twin）是一种基于数学模型、物理模型、传感器等技术手段，将实体系统重新在虚拟环境下建立一个相似度极高的数字模型。

数字孪生技术可以将实体系统运行情况实时反映到数字模型中，便于监测、预测、优化系统性能等方面的应用。

数字孪生技术的应用领域非常广泛，包括工业、城市、农业、交通、能源等领域。

2、数字孪生技术的意义数字孪生技术的应用可以帮助企业提高生产效率、降低成本，增强自主创新能力。

通过数字孪生技术，企业可以在数字模型中模拟和预测产品的全生命周期各个阶段的性能、属性、寿命等信息，快速改善产品设计和生产过程，减少试错成本。

数字孪生技术可以帮助优化整个产业链，提高生产质量和安全性，同时也可以提高产品的智能化程度和附加值。

3、数字孪生技术的挑战和未来数字孪生技术的应用面广泛，但在实践中还面临着一些挑战。

例如，如何实现虚拟和实际环境的高度一致性、如何建立精准可靠的模型、如何保证数据安全和隐私等方面的问题。

未来数字孪生技术将继续发展和完善，可能会向更为智能、自适应和自我学习的方向发展，为实体世界的管理和运营提供更全面、更准确、更高效的支持。

二、工业互联网1、工业互联网的定义和应用领域工业互联网是指在工业生产中应用互联网技术，实现设备之间和设备与系统之间信息的交换、协同和共享。

工业互联网的应用领域包括制造业、能源、交通、物流等领域。

工业互联网的发展具有重要的战略意义，可提升国家工业竞争力和经济效益。

2、工业互联网的意义工业互联网的优势主要表现在三个方面。