数字孪生进入主流市场 -- 工程公司和业主运营商将数字孪生想法付诸实践

　　10月24日，致力于推进基础设施设计、施工和运营的全球领先综合软件和数字孪生云服务提供商Bentley软件公司(Bentley Systems, Incorporated)今天在2019年度基础设施大会上宣布推出新的用于基础设施工程数字孪生的云服务。数字孪生是物理资产及其工程信息的数字表示，使用户能够在资产的整个生命周期中了解其现实性能并据此进行建模。实际上，“永不过时”的数字孪生可通过4D推进建筑信息模型(BIM)和地理信息系统(GIS)。

　　公司创始人兼首席技术官Keith Bentley表示：“现如今我们正处于‘数字孪生时代’，其发展步伐每天都在加快。我们合作过的早期采用者已经在新的数字孪生经济中确立了领导地位，致力于业务流程和业务模式的创新。使用开放、实时、可靠和永不过时的数字孪生取代有着数十年历史的非联网纸质工作流和工作产品，可提供巨大的优势。通过开源平台将其与创新生态系统相结合，为基础设施带来不可阻挡的变革力量。对基础设施业内人士和Bentley软件公司来说，没有什么比这个这更令人兴奋了。”

　　新的数字孪生云服务

　　iTwin服务使工程公司能够创建、可视化和分析基础设施项目和资产的数字孪生。iTwin服务联合来自BIM设计工具和多个数据源的数字工程内容，实现数字孪生的“4D可视化”，并根据项目/资产时间线记录工程更改信息，以提供更改人、更改内容和更改时间的问责记录。工程团队正在使用iTwin服务进行设计审查、验证设计数据并生成设计见解。Bentley设计应用的用户可以将iTwin Design Review应用于专门的设计审查，使用ProjectWise的项目团队可以将iTwin Design Review服务添加到他们的数字工作流中，以促进整个项目的数字孪生。

　　PlantSight是由Bentley软件公司和西门子联合开发的一款产品，它使业主运营商及其工程师能够针对运营流程工厂构建永不过时的动态数字孪生。PlantSight允许操作、维护和工程人员以沉浸式的方式访问准确、可靠的数字孪生数据，包括P&ID、3D模型和物联网数据。它通过经过验证的信息模型提供单一的实况视图，有助于提供场景智能化、可视化和背景信息。PlantSight由Bentley和西门子使用iTwin服务联合开发，可从其中任何一家公司购买。

　　iTwin沉浸式资产服务(iTwin Immersive Asset Service)让使用AssetWise的业主运营商能够在其数字孪生的背景环境中调整资产性能数据和运营分析，通过直观的沉浸式用户体验使更多用户可以访问工程信息。iTwin沉浸式资产服务显示了活动“热点区域”以及随着时间的推移资产状态的变化，帮助用户做出更快、更明智的决策，最终有助于提高资产和网络性能。

　　数字孪生进入主流市场

　　以前很难以数字方式捕获和不断更新运营资产不断变化的实况。此外，在其不兼容的文件格式和不断变化的分类中，相关工程信息通常都是“暗数据”，基本上不可用。借助数字孪生云服务，Bentley通过沉浸式4D可视化和分析可见性，帮助用户创建和管理数字孪生，以改进物理资产、系统和施工流程的操作和维护。

　　在Bentley 2019年度基础设施大会上，从运输、供水网络和处理厂到发电站、钢铁厂和建筑，15类别中有24个入围项目中重点突出了在数字孪生方面所取的进展，这些项目分别位于14个国家的15个项目地点。总体而言，17个类别中有139个提名项目列举了旨在实现项目创新的数字孪生目标，较2018年的29个这类提名项目大幅增加。

　　数字孪生想法正在付诸实践

　　在大会的技术主题演讲中，来自Sweco和赫氏(Hatch)的代表与Keith Bentley一同登台，展示了正在实施的基础设施数字孪生创意。

　　Sweco对挪威卑尔根市长达9公里的轻轨系统项目进行了数字化集成。从替代研究到详细的工程设计，现有系统的扩展完全通过3D BIM模型来管理。通过使用iTwin服务，Sweco可以自动跟踪更改，并最大程度上减少错误，以便实现4D可视化。

　　赫氏为刚果民主共和国的一座硫酸厂完成了预可行性、可行性和详细工程设计。Bentley的工厂设计软件使该项目团队能够设计出一个完整且最精细的智能化数字孪生，与传统的基于绘图的质量流程相比，能够将作为三维建模工作之一的工程质量流程向上游推进。赫氏在热试车后，将增产时间从六个月降至一周。

　　微软在其位于新加坡的亚洲总部以及雷德蒙总部建立了数字孪生原型。微软的房地产和安全小组正在实施数字建筑生命周期方案，以优化建筑性能、成本效益、员工满意度、生产力和安全性。微软在Azure 数字孪生服务的基础上，构建建筑物等物理资产的数字表示，Azure数字孪生是一项物联网服务，旨在帮助各组织创建物理环境的综合数字模型。Azure数字孪生服务公众预览版于2018年发布，目前包括Bentley在内的全球微软客户和合作伙伴正在使用这项服务。两家公司正在携手为微软在新加坡设立的新设施构建数字孪生。

　　数字孪生生态系统

　　iTwin服务和PlantSight都是使iModel.js数字孪生开源平台开发的，该平台于2018年10月首次推出，并于2019年6月实现1.0版里程碑。“开源”iModel.js库的主要原因是为业主和工程师的数字孪生软件开发人员以及数字集成商培育创新生态系统。

　　vGIS Inc.是这类生态系统软件开发商之一，该公司使用iModel.js将混合现实解决方案集成到一个交通基础设施数字孪生中。他们的移动混合现实应用以可视化的方式将项目设计模型与现场的实际情况实时结合在一起。现场用户可以查看与其现实情况相合并的地下公共设施，如管道和电缆。用户只需使用移动设备指向对象，就可以看到此情境下的项目设计元素。

　　vGIS创始人兼首席执行官Alec Pestov说：“iModel.js平台是开发和集成vGIS的高级增强现实和混合现实解决方案等增值工具和服务的绝佳资源。我们喜欢iTwin服务的无缝互操作性和实现此无缝集成的无摩擦发展路径，并且期待通过iTwin服务扩展我们的合作潜力。”

　　图片和图片说明：

　　位于刚果民主共和国加丹加的硫酸厂。赫氏利用数字孪生提供替代采购策略，以降低材料供应成本，并将项目工期缩短几个月。 图片由赫氏提供。

　　iTwin Design Review可加快设计审查会议和多学科协调。图片由Bentley 软件公司提供。

　　数字孪生的定义

　　数字孪生是物理资产和系统在其周围环境中的数字表示，与相关的工程信息相结合，可帮助用户了解其性能并据此进行建模。与它们所代表的现实世界资产一样，数字孪生也在不断变化。它们通过多个来源(包括传感器和无人机)不断更新，以体现现实世界中的物理基础设施资产的实时状态或工作环境。事实上，通过将数字背景和数字组件与数字时序相结合，数字孪生可通过4D推进BIM和GIS。

　　数字孪生的好处

　　数字孪生让用户能够通过网页浏览器、平板电脑或混合现实耳机查看整个资产，检查状态、执行分析并生成见解，以便预测和优化资产性能。用户可以在实际构建之前进行数字化构建，并在实际实施之前规划维护活动并化解相关风险。用户目前可以使用软件来设想数百个场景，利用机器学习来比较设计方案或维护策略，并在多个参数中进行优化。工程数据的可视化和背景信息可在整个资产生命周期内帮助用户做出更加明智的决策，同时让利益相关者更好地参与进来。