面向未来的竞争

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中网投团队到访翼络数字交流数字孪生体赛道

      2021年8月3日,中国互联网投资基金(简称“中网投”)投资二部总经理张超一行到访北京翼络数字技术有限公司(简称“翼络数字”),工业4.0研究院院长、数字孪生体联盟理事长胡权做了接待,并围绕数字孪生体赛道进行了交流。

      工业4.0研究院副院长王明芬和翼络数字公司技术总监刘继业参与了会谈。

      数字孪生体作为新一代数字技术的重要赛道,具有广泛的应用和投资潜力。由于不少行业人士对数字孪生体缺乏研究,提出了一些似是而非的概念和解决方案,导致行业并未如预期那样爆发性发展。

中国互联网投资基金与翼络数字交流

      结合到中网投团队关注的主题,胡权以《两大革命决胜数字孪生体市场》为题,介绍了数字孪生体产业现状及发展趋势,指出数字孪生体乱象的根源在于缺乏理论研究。

      为了解决我国数字孪生体产业发展中的问题,工业4.0研究院设立了翼络数字公司,其愿景为“引领数字孪生体产业”,目前已建立能源、国防和汽车三大领域的布局,形成了跟SolarCity-SpaceX-Tesla对标的格局。

      在过去10年期间,马斯克从NASA和美国国防部引入了数字孪生体专家,构建了贯穿能源、国防和汽车的通用目的技术体系,实现了可持续改进的工业体系能力,这正是第四次工业革命追求的主要目标。

      中网投团队结合到自身投资经历,对数字孪生体领域投资问题进行了探讨,并表示跟工业4.0研究院和数字孪生体联盟建立紧密联系,对有融资意愿的部分成熟企业提供相关服务,共同推进我国数字孪生体产业的发展。

      胡权表示,将以翼络数字为平台,承接工业4.0研究院数字孪生体研究成果,为行业发展树立标杆,参与重塑全球数字孪生体产业创新和竞争格局,以实际行动践行国家发改委和中央网信办提出的“数字孪生创新计划”。

 

 

胡权参加CCF未来计算机教育峰会做观点报告

      2021年7月17日,工业4.0研究院院长、数字孪生体联盟理事长胡权应邀参加中国计算机学会2021未来计算机教育峰会,以《数字孪生体和开源》为题做了观点报告,受到与会人员的关注和热议。

      胡权把数字孪生体和开源结合,利用2007年诺贝尔经济学奖获得者提出的“机制设计理论”,引入“激励相容”的概念,为数字孪生体开源社区发展提供了理论基础。

数字孪生体和开源演讲

      所谓激励相容,可以一句话来描述,“如果在给定机制下,如实报告自己的私人信息是参与者的占优策略均衡,那么这个机制就是激励相容的。”

      该理论很好解释了开源社区的发展方向:选择面向未来的技术领域,采用开源社区的方式,加速行业专业化分工,实现无人区的突破。

教育助力开源

      结合到工业4.0研究院“数字孪生+”战略,胡权展示了正在推进的“数字孪生矿山”和“数字孪生石化”两大数字孪生体实验室,它们都将基于开源社区推进关键核心技术的突破,加强典型应用场景和杀手级应用的开发。

      随后,胡权还参加了“教育助开源”的讨论,分享了工业4.0研究院对人才的看法,特别阐释了通过面向未来项目吸引和培育具有颠覆性创新能力人才的思路和实践。

      数字孪生体联盟部分成员通过现场或在线等方式,参与了CCF未来计算机教育峰会。

 

 

工业4.0研究院启动《数字孪生国防白皮书》编写工作

      在长期开展国防研究基础上,工业4.0研究院于2021年8月1日宣布,启动《数字孪生国防白皮书》编写,展现全球国防领域数字孪生体应用最新情况,结合到《数字孪生体》一书理论体系,分析“数字孪生国防”概念对全球军事格局的影响。

      习近平在中共中央政治局第三十二次集体学习时讲话提出,“要推进高水平科技自立自强,加快关键核心技术攻关,加快战略性、前沿性、颠覆性技术发展,发挥科技创新对我军建设战略支撑作用。”

      工业4.0研究院认为,作为第四次工业革命的通用目的技术,数字孪生体不仅是“颠覆性技术”,还将遵循从点到面扩散的规律。DARPA作为始作俑者,经过10年时间,为美国国防装备构建了一套类似互联网的颠覆性技术体系。

国防领域数字化转型

      虽然美国国防领域全力采用数字孪生体,但工业4.0研究院在2019年发起全球第一家数字孪生体联盟,支撑国家发改委和中央网信办发布“数字孪生创新计划”,以及承接装备数字孪生体应用研究项目等,显示我国数字孪生体研究和探索力度并不小。

      近期来自美国国防部、NATO以及英国国防供应商等的信息显示,全球各国纷纷加速数字孪生体相关研究,在理论、技术和工程上具有较大的突破,已经具有广泛应用的基础,这符合“军事技术和战争形态的革命性变化”的论断。

      定位于DARPA和兰德的融合体,工业4.0研究院基于《数字孪生体》一书中“数字孪生国防”章节内容,结合到我国新时代国防和军队建设新的“三步走”发展战略,深入剖析全球数字孪生体发展趋势,分析数字孪生国防演进路径。

波音公司数字孪生体白皮书

      颠覆性技术对于国防意义重大,它的突破将给国家安全带来巨大影响。

      NATO去年对未来20年影响全球军事格局的技术进行了分析,数字孪生体被选为其中一种颠覆性技术。如果加上去年俄罗斯确定在海军装备中引入数字孪生体,那么全球军事强国在数字孪生体的认识上建立了共识。

      通过对美国、NATO、俄罗斯等相关资料分析,由于美国DARPA提出了数字孪生体,它在理论研究上得到了麻省理工学院等顶级高校教授的支持,理论体系的基础比较坚实,这为它在装备中的应用处于领先地位。其他国家在应用数字孪生体过程中,显然有些混乱,主要受传统的仿真技术影响非常大,还有软件工程理论陈旧,没有跟数字孪生体建立有机联系。

      美国国防软件研究机构最近宣称,它利用数字孪生体技术,建立了软件工程和系统工程的桥梁。特别是波音公司,前一段时间发布的《数字孪生体白皮书》显示,它类似日美之争时期推动STEP数据标准一样,建立了三个梯度的数字孪生化体系。

      按照工业4.0研究院计划,《数字孪生国防白皮书》预计在10月前编写完成。

      《数字孪生国防白皮书》将提供给友好单位内部交流,争取进一步推进美国国防部“数字工程”的研究工作,同时在“数字孪生大脑”方面加强人工智能的融合研发;接着考虑在恰当的时机,公布《数字孪生国防白皮书》,让更多行业人士了解全球最新进展。

 

 

翼络数字与常州大学签订“数字孪生石化联合实验室”共建协议

      2021年7月15日,“数字孪生石化研讨会暨数字孪生体联盟成员日”在常州大学文正楼召开,常州大学副校长徐守坤携华罗庚学院、石油工程学院、计算机与人工智能学院等学院院长参加了会谈,工业4.0研究院院长、数字孪生体联盟理事长出席了研讨会。

      按照数字孪生体联盟成员日计划安排,7月成员日同期在常州大学举办,泰瑞数创、元一象与、三耳视源、壬久信息、碧帝数据、德睿浩博、慧海云、庚辛科技、数峦云和美轲科技等成员代表参加了面对面交谈。

      常州大学计算机与人工智能学院副院长石林主持了数字孪生石化研讨会。工业4.0研究院院长胡权和常州大学副校长分别作了主题发言。

      工业4.0研究院胡权院长以《数字孪生石化概念及发展》为题,分析了面向未来的石化数字化转型关键议题,给出了“数字孪生石化”的定义,展望了“数字孪生体下一个十年”的发展前景。

数字孪生石化联合实验室共建协议

      常州大学徐守坤副校长针对石油化工行业的实际情况,分享了《石化过程关键设备数字孪生体应用》,并介绍了常州大学多个国家重点实验室情况,

      按照会议日程安排,徐守坤和胡权分别代表常州大学和工业4.0研究院下属北京翼络数字技术有限公司(简称“翼络数字”)签订了《数字孪生石化联合实验室共建协议》,数字孪生体联盟与会代表和常州大学师生见证了签约仪式。

      双方郑重承诺,依托数字孪生体联盟,在数字孪生石化理论研究、关键核心技术研发和典型应用场景实践三方面共同合作,推动数字孪生石化的发展。

      为了让行业企业参与和获得相关研究成果,数字孪生石化联合实验室将把数字孪生基础设施作为重点,采用开源社区的运行方式,争取攻克数字孪生体关键核心技术,实现国家发改委和中央网信办提出的“数字孪生创新计划”相关目标。

      随后与会人员参观了常州大学“化工国家级虚拟仿真实验教学中心”,了解了虚拟现实等技术在化工领域的应用实践,同时观察了正在举行的学生比赛。

      结合到数字孪生体联盟正在推进的“数字孪生+”战略,工业4.0研究院将把长期积累的研发成果贡献出来,跟纵深行业领先单位(包括高校、企业等)建立战略合作关系,通过共建实验室或创新中心的方式,从理论体系、关键技术和杀手级应用三方面入手,打通数字孪生体行业应用的“任督二脉”。

 

 

胡权:“数字孪生+”背景下的数字孪生矿山

      作为新一代通用目的技术(GPT,General-Purpose Technologies),数字孪生体来自2009年DARPA提出的概念,NASA和美国国防部专家发展为一种新范式,成为数字时代的曼哈顿工程。经过10年时间发展,数字孪生体在各个行业开花结果,逐步形成为一个“未来产业”。

      按照本人在《数字孪生体》一书所讲,数字孪生体在军事领域率先应用,逐步向城市、石化、矿山、制造等领域扩散,体现了通用目的技术的溢出效应(Spillover Effect)特征,为此,工业4.0研究院于2020年底提出了“数字孪生+”战略。

      “数字孪生+”战略是工业4.0研究院2019年提出“数字孪生体2020+计划”的延续,同时也是工业4.0研究院遵循国家数字孪生创新计划的探索和实践。

      工业4.0研究院完成了数字孪生体理论体系的构建,通过IOT 3000开源社区构建了多个领域的技术方案,得到了一定程度的验证。为了进一步实现数字孪生体的行业应用,通过跟行业领先力量共建“数字孪生体联合实验室”,加快行业应用的探索和实施。

数字孪生矿山

      2021年6月,工业4.0研究院与华电煤业达成共识,推进“数字孪生矿山联合实验室”(DTML,Digital Twin Mine Labs)的建设,主要从理论研究、关键核心技术和应用场景三个方面持续改进,最终实现数字孪生矿山建设目标。

      “数字孪生矿山”(Digital Twin Mine)是工业4.0研究院提出的新概念、新模式和新应用,主要含义为“基于数字孪生基础设施的矿山数字化转型方法,通过构建智能数字孪生体,实现生产运行可视化、实时监控和预测性维护等功能,解决矿山智能化发展中的痛点和难点。”

      经过与来自澳大利亚、美国的专家,以及中国矿业大学、清华大学等研发团队交流,“数字孪生矿山”概念得到初步认可。从国外实践来讲,澳大利亚和美国在矿山领域较早引入数字矿山应用,同时还尝试利用数字孪生体来提升运行效果。

      澳大利亚矿山企业在引入数字孪生体方面不遗余力,因为要实现真正的“无人化”或“少人化”,采用传统的机械技术不容易达成目标,或者仅仅引入传统的信息技术也无法实现,它必须利用深度学习等新一代数字技术,而这些技术的成功引入,少不了数字孪生体开放架构。

      对于数字孪生矿山来讲,低成本的解决方案是矿山数字化转型的必要条件。目前矿山企业过于强调智能化和网络化的应用,对数字化基础重视不够,不利于矿山行业的数字化转型,这需求引入颠覆性创新的力量。

      2020年4月7日,国家发改委和中央网信办联合发布了《关于推进“上云用数赋智”行动 培育新经济发展实施方案》,提出了“数字孪生创新计划”;同年8月21日,国资委发布了《关于加快推进国有企业数字化转型工作的通知》,要求国有企业利用数字孪生体等新一代信息技术,“着力夯实数字化转型基础”。

      在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中,我国提出了“加快发展现代产业体系 巩固壮大实体经济根基”,要求“发展壮大战略性新兴产业”,其中要求重点发展数字孪生体等“未来产业”。

      工业4.0研究院和华电煤业对此有深刻认识,希望通过建设“数字孪生矿山联合实验室”,一方面为华电煤业自身矿山数字化转型找到低成本的技术路径,另一方面为我国数字孪生体发展提供应用场景,“孵化”战略性新兴产业,在我国迈向制造强国过程中做出应有之贡献。

      2021年7月18日至19日,学习贯彻习近平总书记“七一”重要讲话精神研讨班暨国有企业改革推进会在京召开,国务院国资委党委书记、主任,国务院国有企业改革领导小组办公室主任郝鹏出席会议并讲话,要求各地国资委把推动高水平科技自立自强摆在全局工作的核心位置,推动企业勇当原创技术“策源地”,鼓励具备条件的地方企业参加中央企业创新联合体,聚焦卡点、突出重点,尽快突破一批关键核心技术,打造高质量发展引擎。

      华电煤业作为中央企业华电集团下属企业,积极响应国家号召,聚焦数字化转型关键核心技术,身体力行落实“数字孪生创新计划”,与工业4.0研究院建立“数字孪生矿山联合实验室”,选择数字化基础好的矿山引入数字孪生体技术,探索和打磨好数字孪生体技术,加速推进数字孪生体产业化发展。

      为了便于管理,数字孪生矿山联合实验室率先引入数字孪生体联盟成员已有解决方案,搭建全局和全生命周期的数字孪生矿山应用场景,展示我国自主可控的先进解决方案。

      在工业4.0研究院“数字孪生+”战略指引下,数字孪生矿山联合实验室坚持包容和开源的核心价值观,依托《数字孪生体》一书数字孪生体理论基础,加强跟矿山、石化、汽车和国防等重点领域的融合,重塑全球数字孪生体竞争格局,为我国“未来产业”抢夺一席之地。

 

作者:胡权,工业4.0研究院院长,数字孪生体联盟理事长