作者/宋东坡，国智书院专家委员会主任。该文是为“中国企业数字化转型研究（2023）”课题所撰写的部分内容。

数字孪生（Digital Twin）技术是一种基于数字化的概念，通过创建物理实体、过程或系统的精确数字副本，实现对实体的实时监测、分析和模拟。这种技术的目标是通过数字化的手段来提高对实体的理解、优化运营和决策过程，以及改进产品和服务的设计和维护。数字孪生的应用场景较为广泛，矿山、码头、电站、油气开采等工业制造领域都能适用。此外，城市规划、健康保健、农业、能源管理、交通系统、航空航天等多个领域也能适用。

数字孪生的基础是对实体的准确建模和仿真，数学建模技术实现建模后，无人机、物联网和传感技术能够通过连接设备和物体，实现对实体状态的实时感知和数据采集。而大数据技术则可以对所收集的庞大数据量进行科学分析，进而提取有价值的信息，实现实时监测、预测性维护和决策支持。在数据的计算和存储过程中，云计算可以提供相应技术保障。而在实际孪生建模过程中，非常需要借助虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术，以便形成更加生动直观的实体孪生对象，方便进行人机交互，通过与数字模型良好互动使得信息反馈和系统管理更加有效。

智慧矿山是安全生产数字孪生监测平台的一个重要应用场景。随着新一轮的工业革命进程加快，矿山生产技术出现了重大变革，矿山企业亟须转型，以实现高质量发展。尤其近年来，随着矿产资源开采难度的加大，同时安全环保要求也进一步加强，矿业与科技的融合势在必行，矿山智能化建设发展进入快车道。相关数据预测，我国智慧矿山到2025年总市场约为670亿，2035年将达到1200亿。

智慧矿山系统结合位置物联网、GIS可视化等技术，系统智能分析数据，通过多元数据的立体展示让管理者在大屏上全方位了解井下全区域人员、车辆空间位置，实时安全预警及应急状态智能调控（见图一、图二），有效提高安全管理水平。其中，实施全栈式定位的UWB高精度定位系统，技术精度可达10厘米级，完全符合煤安认证。系统包含数字化输送带、智能输送等几大类核心硬件及传感器、软件检测系统、AR/VR/MR智能设备、裸眼3D混合现实空间等数字化产品，基于车、地、云高效协同作业，构建起矿山应用场景数字画像（见图三），实现矿山工业输送数字孪生的沉浸式体验。而无人驾驶矿卡、无人驾驶宽体自卸车、无人驾驶车载系统、无人值守矿山输送系统等智慧矿用运输设备可助力智慧矿山实现运营一体化。

图一

图二

图三

如前所述，数字孪生的应用场景较为广泛，除了矿山，码头、电站、油气开采、城市规划、健康保健、农业、能源管理、交通系统、航空航天等领域都能适用，其实这些领域的底层逻辑是一致的，都是基于现实场景收集相应数据，再经过数字建模，形成孪生场景，通过对孪生场景的可视操作，实现对现实场景的科学管理。以智慧矿山为代表的安全生产数字孪生管理技术目前比较成熟，未来会在更广泛的场景中得以应用。

关于国智书院

国智书院，一个文化和智库品牌，在中华民族伟大复兴背景下成立，业务包含：策划和组织文化活动及各类主题论坛（含研讨会、项目会、论证会等），进行学术研究，提供国家政策及项目发展咨询，开展“国智小专家”青少年教育培训，进行品牌策划、设计、推广，搭建城市会客厅发展平台等。