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第三届(2021)数字孪生体挑战赛“3+X”赛题更新了

      自2021年9月16日正式启动“第三届数字孪生体挑战赛”以来,已经有十多支团队做了报名,但由于针对数字孪生工厂的报名比较集中,经过多方努力,挑战赛组委会围绕“无人系统”主题,更新了原有“3+X”赛题。

      考虑到参赛团队的实际情况,保证大部分参赛团队能有收获,结合到工业4.0研究院已经对接项目情况,加强研究和应用的有机融合,并面向国家支持的能源和国防两大领域投入更多支撑和项目资源,帮助参赛团队快速发展。

      第三届数字孪生体挑战赛组委会决议如下。

准备:基于开源环境的系列基础培训

      我国目前缺乏真正开放的创新环境,大部分团队难以获得高水平专家的培训指导,匆忙参加挑战赛不符合主办方和参赛团队的利益,为此,挑战赛组委会决定开展持续3个月的培训活动。

      结合到“3+X”赛题的要求,一方面让更多的创新团队参与进来,另一方面希望参赛团队可以掌握更有效的研究和开发方法,提高本次赛事的参赛水平。

      结合到数字孪生战场实验室近期在开发环境的进展,将在12月正式启动对参赛团队的培训工作,分享方式为在线分享和微信群交流。

      目前已经确定的分享主题有飞机结构研发设计和无人系统兵棋推演,欢迎具有分享能力的专家加入,成为本届数字孪生体挑战赛志愿者。北京翼络数字技术有限公司(简称“翼络数字”)将为分享专家提供补助。

赛题一:无人系统兵棋推演理论研究

      根据工业4.0研究院已有研究成果,推荐参与理论赛题(即“赛题一”)的团队参考两个标杆:第一个是DARPA的OFFSET无人机蜂群战术项目;第二个是CNAS在2015年举办的长达两天的无人机兵棋推演活动。

无人机蜂群的兵棋推演

      参赛团队需要完成以下工作:

      1. 分析无人系统兵棋推演相关资料,包括以上推荐的两个标杆。

      根据以上分析结果(可以增加标杆对象),递交一份不少于1万字的标杆分析报告(报告版权归参赛团队)。

      2. 在兵棋推演专家指导下,设计无人系统兵棋推演体系。

      本部分不需要真正开发相关系统,开发工作不列入本次数字孪生体挑战赛内容。参赛团队可以根据需要,获得投资基金关注和资金支持,进一步把相关成果开发成兵棋推演系统。

赛题二:无人系统数字孪生体管理平台

      DARPA的OFFSET无人机蜂群战术项目使用了Raytheon的数字孪生体管理平台,赛题二推荐大家借鉴参考。为了降低开发难度,推荐采用商用的无人机系统,选择具有开放接口的架构。

      对于部分商业企业已经有相关平台,但应可以提供给数字孪生体挑战赛参赛团队使用。具体合作情况将根据情况商定。

无人机蜂群的兵棋推演

      如果赛题二参赛团队开发进度较快,可以把该平台引入赛题一,作为无人系统兵棋推演理论验证的平台,能够很好实现“理论联合实际”的效果。

      以上情况需要根据报名参赛团队掌握的技术情况来确定。

赛题三:基于OpenPose开发数字孪生工厂

      对于能源领域的企业来讲,安全防护是一个刚需。

      赛题三计划引入OpenPose开源项目,在相关专家指导下,针对工业4.0研究院已有煤矿和石化厂的安全防护需求,开放一个数字孪生工厂平台,能够有效的实现巡检和安全预警分析。

人体骨骼检测深度学习方法

      截止到本文发布的时候,已经有多支团队报名参加赛题三。

      根据实际需要,工业4.0研究院将在参赛过程中,选择具有技术创新能力的团队,参与数字孪生矿山联合实验室建设和其他项目。

X赛题:数字孪生战场操作系统

      根据X赛题预设目标,将涉及到大量先进技术,参赛团队需要掌握深度学习、自动系统和数据科学等知识,拥有较强的软件开发能力。

      挑战赛组委会将根据报名情况单独沟通,目前暂无团队报名。

评选:挑战赛开展周期及奖金标准

      第三届数字孪生体挑战赛将延续到2022年6月底,期间预计开展两轮比赛:第一轮为方案设计或研究思路;第二轮为研究或开发,需要提交最终的开发平台参与验证。

      本次挑战赛奖金采用资金池方式,即通过赞助商和客户提供。赞助商目前有翼络数字公司,提供了共计30万奖金,每个赛题有10万奖金;客户项目目前有近1000万,预计赛题完成单位可以参与项目建设,每个项目100万左右。

      关于本次挑战赛的具体情况,将在12月开展宣讲活动。

 

 

工业4.0研究院完成“十四五”数字孪生体发展规划编制

      作为第四次工业革命的通用目的技术,数字孪生体从概念到应用经历了10年时间,形成了完整的范式体系,现在进入下一个10年发展阶段,以2021-2025的“十四五”对我国数字孪生体产业新发展格局形成最为重要。

      工业4.0研究院是全球较早开展数字孪生体研究的独立机构,近期完成了《“十四五”数字孪生体发展规划》(简称“规划”)编写工作,通过了内部专家的评审和评议,为“十四五”期间开展数字孪生体生态建设工作提供了指引。

      秉承工业4.0研究院“包容”和“开源”的核心价值观,规划报告提出了基于数字孪生体开源社区的“双100”目标,即举办100场数字孪生体沙龙或研讨会,给100家数字孪生体联盟成员对接项目。

“十四五”数字孪生体发展规划

      从全球数字孪生体发展现状来看,中美两国拥有面向产业的数字孪生体联盟,深入到航空航天、汽车、能源、城市和国防等领域。中国以工业4.0研究院为代表,通过开源社区持续推进产业发展;美国则在空军研究实验室支撑下,以军转民加快产业体系建设。

      规划报告指出,在各种纷繁芜杂概念背景下,我国数字孪生体产业在“十四五”期间将经历三个阶段,分别为试点探索、专项政策和产业化。

      在2021-2022年,由于各个部委原有政策有一定的延续性,传统概念仍为相关政策文件的主流,数字孪生体只能成为某个概念下的工作或探索。在市场层面上,除了数字孪生城市由政府出资,能够解决需求问题,其他领域则参差不齐,国防、电力、水利等行业可能较早开展探索工作,总体属于基础设施特征明显的领域。

      预计在2023年,国家层面将出现专门的数字孪生体政策。在这个阶段,汽车、船舶、轨道交通、机械等传统工业将“幡然醒悟”,加快引入数字孪生体技术,它们将成为数字孪生体技术应用的主战场,释放数字孪生体的全局和全生命周期的价值。

      然而在2023年,我国数字孪生体仍然有可能未实现产业化。

      按照目前的数字化发展势头,一些工业企业经过2023-2024年的探索,找到了一些典型应用场景,开始“相信”数字孪生体的价值,逐步要求供应商提供解决方案,至2025年,数字孪生体产业化逐步启动,一些专门从事数字孪生体研发的企业开始出现。

      展望“十五五”规划期的要求,数字孪生体必然成为主要内容之一。

      总体来讲,《“十四五”数字孪生体发展规划》将围绕“双100”建设目标,为行业企业提供专业的知识和报告,并借助数字孪生体联盟项目管理办公室方案整合能力,为成员单位寻找项目对接机会,实现“共同富裕”的发展目标。

 

 

上海市经济和信息化研修班采用《数字孪生体》为教材

      据相关人士透露,上海市经济和信息化高级人才培养研修班近期开展培训,采纳了工业4.0研究院院长、数字孪生体联盟理事长胡权撰写的《数字孪生体:第四次工业革命的通用目的技术》一书作为教材。

      胡权表示,作为我国新一代数字技术,数字孪生体具有广泛的应用场景,能够推动产业转型升级,实现数字经济持续高质量增长。《数字孪生体》一书正是瞄准产业需求来写的。

上海经信委采纳《数字孪生体》一书作为教材

      数字孪生体联盟秘书长王明芬指出,“胡院长的书从产业视角分析了数字孪生体技术及经济的范式,值得多次阅读思考。”

      百度百科关于“数字孪生体”的词条显示,该书(《数字孪生体》一书)为“数字孪生体丛书”之一,系统介绍了数字孪生体产业,从通用目的技术视角展望其下一个十年的发展,重点分析了生产制造、城市管理、航空航天、能源、国防五大行业的数字孪生体应用。

      根据人民邮电出版社跟北京翼络数字技术有限公司签订的战略合作协议,在“十四五”期间,将出版“数字孪生体丛书”,目前正在撰写的书籍有《数字孪生制造》、《数字孪生电网》和《数字孪生汽车》,预计2022年将跟读者见面。

      自工业4.0研究院在2020年确定“数字孪生+”战略之后,通过数字孪生体联盟平台,持续加码数字孪生体技术在各行各业的探索和应用,已经取得了较为瞩目的成果。随着第三届数字孪生体挑战赛的举办,将进一步积累行业专业知识和经验,为推动我国数字孪生体产业发展做出贡献。

 

 

《中国汽车报》专访工业4.0研究院院长胡权

导读:近期《中国汽车报》记者赵建国采访工业4.0研究院院长、数字孪生体联盟理事长胡权,畅谈“数字孪生汽车”的发展前景,展现了数字孪生体在汽车行业的广泛应用,汽车产业必然成为第四次工业革命的先导性产业。

      “当前,汽车产业正向‘新四化’加速转型,构建数字孪生体生态有助于行业发展。”日前,工业4.0研究院院长、数字孪生体联盟理事长胡权在接受《中国汽车报》记者采访时表示。

《中国汽车报》采访胡权的报道

      “根据汽车行业的特点,我们把数字孪生体的应用分为三个流派。”胡权介绍道,一是仿真派,仿真是数字孪生体的高级阶段,汽车行业应用较多的CAE(计算机辅助工程)软件就是其中之一,特点是数据精度较高;二是连接派,主要是企业应用工业互联网进行数据连接,数字孪生体需要实时采集数据,离不开互联网的支持,同步才会产生价值;三是数据派,主要指解决方案的传输,以及多元数据的融合与重构,从而对数字孪生体的数字模型进行判定和优化。

      对于数字孪生的共性特点,胡权也总结出三点。

      首先,数字孪生体要有可视化的数字模型,比如把自动驾驶激光雷达传感器的成像导入数字孪生体平台做进一步加工,从而增大其价值。

      其次是数字孪生体的核心价值来自汽车产品的全生命周期,数字孪生体不仅对整车,也对汽车产品的全生命周期进行管理和优化,其中涉及数据交换、数据流动和数据分享。

      三是数字孪生体的应用需要一个时间周期。

      胡权认为,数字孪生体正在发展成为一个产业,出现了新的应用模式。比如,特斯拉基于数字孪生体的应用,提出了一套可改进的生产体系,颠覆了以前的精益生产方式。同时,随着产业变革的推进,汽车将实现个性化、定制化,从汽车研发、生产到使用等各个环节都会发生变化。在汽车个性化时代,消费者也可借助数字孪生体参与车型设计。

      “汽车行业在历次工业革命都发挥了重大作用,‘工业4.0’这一轮也不例外。”胡权表示,数字孪生体正在逐渐形成真正的技术生态,助推汽车产业变革。

 

* 来自《中国汽车报》记者赵建国采访。

 

 

数字孪生体联盟颠覆性创新之旅已经两年了

      2021年10月16日,这不是一个普普通通的日子,全球第一家数字孪生体联盟成立两周年了。来自全国各地的成员和相关单位人员,风尘仆仆赶到北京市海淀区铁道大厦3楼6号会议室,参加了全球第一本《数字孪生国防白皮书》的发布。

      这次两周年庆典暨《数字孪生国防白皮书》发布会以“数字孪生体颠覆性创新之旅”为主题,体现了工业4.0研究院“引领第四次工业革命”的愿景,并展现了数字孪生体联盟包容和开源的核心价值观。

      数字孪生体联盟秘书长王明芬做了《10月16日,不是一个普普通通的日子》的致辞,回顾了数字孪生体联盟成立两周年以来的点点滴滴,她表示,“2021年10月16日,正如我国神舟十三号载人飞船发射成功一样,这不是使命的结束,而是一个新的开始。”

数字孪生体联盟两周年庆典活动

      作为数字孪生体联盟的发起人和“数字孪生国防”概念提出者,工业4.0研究院院长胡权做了《数字孪生国防发展战略》的演讲,以“开启新一轮军事革命的颠覆性创新之旅”为副标题

      胡权分析了全球理论战场的激烈竞争,并指出数字孪生体在未来30年的发展前景;对于首次面世的“数字孪生国防”(DTD,Digital Twin Defense)概念,透露了不少不为人知的故事,引起了与会人员强烈的共鸣。

      接着曾经担任过作战参谋和参谋人员的兵棋推演专家杨南征围绕无人作战的场景,做了《无人战场的兵棋推演探索》。70岁高龄的军人对新一轮的军事革命投入了关注,展现了我国参与颠覆性创新的广泛基础。

      来自上市公司天海融合防务装备技术股份有限公司董事和副总经理李方结合经历,以《推进数字孪生国防应用的三点思考》为题,阐释了专业资本跟国防创新的结合之必要,并现身说法,强调推动数字孪生国防技术专业化分工的必要性。

      为了推动数字孪生国防应用,李方表示,天海防务北京研究院将不遗余力,帮助敢于和能做“颠覆性创新”的团队发展,支持的方式包括资金、市场和其他方式。这迅速引起了在场人员热烈的鼓掌。

数字孪生国防白皮书发布

      随后数字孪生体联盟、工业4.0研究院、北京翼络数字技术有限公司(简称“翼络数字”)和天海防务北京研究院的代表上台,正式发布了《数字孪生国防白皮书》。

      来自翼络数字公司的《数字孪生国防白皮书》主要执笔人刘继业对白皮书做了解读,穿插对国内外主要武器装备的型号和性能介绍,让与会人员对“数字孪生国防”的理解更为深入,能够对数字孪生战场、数字孪生装备和数字孪生训练的应用产生直观的印象。

      据不少现场人员表示,数字孪生国防的概念颠覆了传统的装备系统长周期和高成本的模式,对未来装备系统的发展具有很强的指导意义。

      最后一位分享人员来自数字孪生体联盟成员单位精航伟泰测控仪器(北京)有限公司,其创始人兼CEO郝海生结合自身在航天502所学习和工作七年,介绍了“数字孪生卫星”的模型操作系统和应用的探索。

      郝海生分析认为,在数字孪生体时代,不解决模型的通用性,难以真正实现各子系统、系统等各个层级的数据交换,自然不能实现胡权院长所讲的“数据机制”。

数字孪生技术生态建设讨论

      由于各位专家演讲内容非常专业,干货丰富,导致庆典活动时间延长,但所有与会人员坚持参与了最后一个环节:如何推进数字孪生国防技术创新生态的发展?

      跟数字孪生体联盟过去大部分研讨会讨论一样,参与讨论人员的背景迥异,对于问题的描述和认识有较大的不同,但正是不同的视角给其他人员带来了启发,专家的讨论引起了与会人员热烈的讨论,部分人员想讨论专家提出了各自的问题,并获得了专家的回应。

      10月16日,这是数字孪生体联盟的生日。

      数字孪生体联盟秉承包容和开源核心价值观,推动成员单位之间的交流和讨论,展现不同视角的认识,将继续以包容心态迎接第三年的发展。