数字孪生技术在现代化猪场生产应用的研究进展

数字孪生根据实物对象建立数值模型,通过增强现实、人工智能、机器视觉、大数据等技术,实现系统仿真、性能优化和预测分析。本文结合演变史分析了数字孪生实施方式;通过总结图像监控、声音监测和精准饲喂控制技术,对精准养猪进行了分析;总结了数字孪生在现代猪场能耗分析、三维可视化、预测模型、环境模拟上的应用;从物理模型成本、养猪数据库、开发资源3个角度分析了局限性;针对技术成熟度,结合多领域应用案例扩展分析;最后分析了现代化猪场生产中数字孪生技术的发展趋势,为智慧猪场建设提供参考。     

基于工业互联网的大米供应链数字孪生系统构建

粮食生产供应关乎国家安全稳定,针对目前粮食供应链存在的数据共享水平低、管控智能化程度不高等问题,构建基于工业互联网标识解析技术的粮食供应链数字孪生系统。以大米供应链为典型对象,首先设计涵盖收购、运输、加工、仓储、包装、销售的大米全供应链数字化模型,研究基于标识解析体系的各环节全要素标识编码和数据开放共享,建立实物对象与信息系统之间的数字桥梁;提出包含物理层、网络层和孪生层的数字孪生体系架构,形成基于工业互联网的数据流通共享基础,明确孪生体系架构的关键模型;并详细阐述设备、产线、物料等对象的全要素精准建模过程,构成集几何模型、物理模型、行为模型和规则约束模型为一体的数字孪生模型;最后借助Unity3D软件以及C#编程技术搭建大米供应链数字孪生原型系统,实现对产线的三维可视化监控。实验结果表明,该系统在供应链全要素数据充分共享基础上,通过三维展示、预测控制和智能决策一定程度上提升了大米供应链智能化监管能力,为工业互联网等技术赋能产业数字化转型提供参考。     

实景三维GIS在数字水利监管平台的基础应用和拓展

我国水资源丰富,水系众多,水利工程数以百万计,分布范围广,管理难度大。由于气候、环境等影响,各地长期普遍存在水资源时空分布不均、洪涝干旱灾害频发的问题。为了改善这一困境,“数字水利”概念与相关建设政策应运而生。搭建数字水利监管平台,是实景三维、GIS、大数据、物联网、云计算、智能传感器等新兴技术的融合应用,能够有效提高水资源的利用效率,助力水利工程规划设计和实施管理。某县水利管理部门试运行该平台,已初见成效,结合实际需求,不断进行扩展和个性化,拓展功能,适时在同行业内推广应用。     

基于GIS+BIM+IoT数字孪生的堤防工程安全管理平台研究

针对我国堤防工程隐患众多、险情频发等特点,结合堤防工程建设特点和防洪减灾战略需求,研究基于GIS+BIM+IoT数字孪生的堤防工程安全管理平台设计与实现,将基于GIS、BIM、IoT融合的数字孪生与堤防工程安全管理进行结合,研究数字孪生数据及模型集成与可视化表达方法,建立堤防险情识别深度学习模型,设计基于GIS+BIM...     

水利工程运行管理中远程监控技术的有效应用

随着科学技术的不断发展,远程监控技术及先进信息技术的应用为数字水利的发展和实现奠定了良好的基础。远程监控技术凭借着自身的优势为水利工程运行管理工作的开展提供了有效的数据支持,降低了工作的难度,节省了人力资源,提高了工作效率和质量。本研究对水利工程远程监控系统的主要组成部分进行了分析,对远程监控技术在水利工程运行管理中的有效应用进行了探究,希望能够为我国水利工程的发展提供参考。     

基于BIM+GIS的水利工程全生命周期建设管理研究

针对水利工程项目所处地形环境复杂、涉及专业广、规划选址困难等特点,存在地形数据获取不准确、协同效率低下、进度管理等问题,提出基于BIM+GIS技术的全生命周期建设应用框架,采用BIM技术建立精细化模型,GIS提供真实的三维地形场景信息,分析两者数据融合难题,研究将BIM模型、倾斜摄影数据等多源数据融合接入到三维GIS平台上进行集成的方法,实现微观与宏观、虚拟与现实结合的多层次、多维度的信息融合,构建一个三维可视化的交互环境。以某抽水蓄能电站为例,应用于水利工程的规划、设计、施工、运维等阶段,实现进度、成本、质量、安全等项目信息的精准协同化表达,为大型水利工程的全生命周期管理应用提供了一种新的思路,提高了水利工程数字化建设水平。     

三维引擎在水利水电工程可视化中的应用

随着三维可视化技术在水利行业的深入应用以及人们对视觉要求的不断提高,三维场景的复杂度也在增大。针对传统方式效率低下及开发复杂的问题,提出了基于三维引擎技术开发水利水电工程可视化系统的方法,重点探讨了三维引擎中的关键技术,并对技术原理进行了详细的分析。最后,基于引擎开发了一个三维可视化系统,验证了这些技术的可用性和有效性。     

云-雾-边-端协同的农业装备数字孪生系统研究

数字孪生是一种实现虚实融合的先进理念,能够解决农业装备全生命周期中的复杂性和不确定性问题,促进农业机械化和农业装备产业的转型升级。目前,农业装备数字孪生尚处起步阶段,缺乏实用解决方案和典型应用案例。为此,基于数字孪生和农业装备的特点,融合五维模型和移动边缘计算技术,提出一种云-雾-边-端协同的数字孪生系统架构与运行机制。以籽粒直收型玉米联合收获机为对象,针对脱粒过程中籽粒破碎率高的问题,开发大型联合收获机的数字孪生原型系统,实现模型预测、模型更新、实时监测和优化决策等功能,并开展田间试验。试验结果显示：数字孪生系统有效提高了虚拟模型的适应能力,使虚拟模型保持良好的预测效果;基于数字孪生的决策优化方法有效降低了籽粒破碎率,相较于手动收获模式,籽粒破碎率平均值降低24.24%;相较于反馈控制模式,籽粒破碎率平均值降低15.78%,说明原型系统能够有效改善玉米籽粒收获质量,所提出的系统架构和实现方法可行。     

农田水利工程融入BIM技术的探索与实践

针对农田水利工程项目设计内容复杂、老百姓理解困难，施工效率低等问题；目前BIM技术发展迅速，研究通过某一高标准农田项目利用BIM技术进行三维建模实现设计可视化、协同化；使用BIM软件快速的实现单体工程的可视化，直观立体的设计模型增强了参与者对项目的理解能力，同时也大幅度提高设计、施工质量和速度，提高整体项目建设质量。研究围绕着高标准农田建设中的农田水利工程设计展开，在分析农田水利工程特点的基础上，进一步研究运用BIM技术实现高标农田项目可视化、一体化。     

浅议山西省数字水利建设

1　山西数字水利建设的目标( 1)水利是信息密集型行业。山西数字水利 ,就是利用以现代信息技术为核心的一系列高新技术 ,对全省水利行业进行全面技术升级和改造 ,构建全省水利业务各要素及相关的自然、经济、社会诸要素的一体化数字集成平台和虚拟环境 ,对水事活动的重要预案进行模拟、分析和研究 ,并在可视化的条件下为各级领导提供决策支持。( 2 )建设山西数字水利总的目标是 ,通过架构数字基础设施 ,搭建信息服务平台 ,建立九大应用系统 ,实现“技术标准化、采集自动化、传输网络化、管理集成化、运行智能化、政务电子化”的目标。( 3)“…     

农田水利工程融入BIM技术探索与实践

目前建筑信息模型(building information modeling, BIM)技术发展迅速,针对农田水利工程项目设计内容复杂、施工效率低等问题,利用BIM技术进行三维建模可实现设计的可视化、协同化。使用BIM软件快速地实现单体工程的可视化,直观立体的设计模型增强了参与者对项目的理解,同时也大幅度提高设计、施工质量和速度,提高整体项目建设质量。围绕高标准农田建设中的农田水利工程设计展开,在分析农田水利工程特点的基础上,进一步研究运用BIM技术实现高标准农田项目的可视化、一体化。     

联合收获机轻量级数字孪生系统构建方法研究

针对现有农机装备数字孪生系统开发难度大、配置要求高以及资源占用过高的问题,提出基于轻量级网络的联合收获机数字孪生系统构建方法,包含物理、虚拟、数据交互、模型计算以及人机交互等多个子系统的实现方法。基于数字孪生的技术特点和联合收获机的作业特性,设计了一种基于JavaScript语言的轻量级数字孪生系统框架。通过采用Solidworks和CMdevelopment kit工具进行数字孪生系统的模型轻量化处理及坐标系整合,实现了在不影响模型精度和功能的前提下,显著降低系统对硬件要求和内存占用量。以雷沃GM100型联合收获机为对象,开发基于轻量级网络的联合收获机数字孪生系统,为联合收获机孪生系统性能分析、实时监控、瞬时计算以及远程操纵提供联合仿真、分析以及验证平台。为验证数字孪生系统性能和功能,开展了孪生系统性能测试及油耗预测实验。实验结果表明,在数据更新频率20Hz下,响应时间在78ms以内,内存占用量在331MB以内;性能测试中,系统在运行状态下CPU和GPU的平均占用率分别为17%和30%;即使在高强度操作下,系统帧率仍可保持在75.6f/s;在正常作业下油耗预测模型平均误差为0.34L/h,平均相对误差仅为2.51%。本系统提供了一种低成本、高效率的数字孪生轻量化构建方案。     

基于物联网的数字唐徕信息化管理系统设计与实现

针对长期以来传统水利工程点多、面广、线长,通讯不便,管理手段落后、粗放,工程效益差,灌溉效率低,"人治"痕迹深,安全管理不合理、不到位,事故频发的问题,充分利用智能感知技术、3S技术、云计算云存储技术、物联网技术以及WebGIS等先进信息技术,实现由传统水利向数字水利过渡,最终彻底向智慧水利转型,建立数字唐徕信息化管理系统。系统包括数字地图决策指挥平台、综合数据分析查询平台、智能灌渠专家辅助系统、掌上唐徕移动信息终端、数字唐徕渠业务管理支撑平台、自动化采集测控平台的"数字唐徕渠"的六个"一"的功能架构。是一套真正满足灌区管理需求的呈现数字化、控制智能化、决策科学化、管理协同化的灌区生产指挥管理平台,为全渠管理部门提供了科学的决策依据。     

基于数字孪生的拖拉机混流装配智能排产仿真评价

车间排产对提高车间的效率至关重要,智能排产可以极大提高加工的自动化和智能化水平。但传统生产过程中大多采用固定的工时数据进行产线作业时间估算,而拖拉机混流装配以工人作业为主,工人作业时间不固定甚至存在较大差异。为满足智能排产要求,提出通过数字孪生车间对生产计划进行仿真评价以增强与实际车间的交互与反馈。搭建与现场拖拉机装配线一致的数字孪生三维模型场景及人机交互界面,根据MES系统中的过点信息实现装配线模型实时驱动,建立了一个拓展性强、可灵活复用的数字孪生系统。分析了生产计划评价指标,提出通过生产计划管理系统与孪生装配线的交互反馈,实现对基于数字孪生装配线的生产计划仿真运行及评价。通过数字孪生装配线采集到的实际工时仿真运行生产计划,可以得到优化后的生产计划。将低产、正常和高产月份各5d内的实际生产计划与本系统生成的计划进行对比,结果表明本系统仿真评价后得到的生产计划更优越。     

现代数字技术在水利施工管理中的运用

水利工程是我国重点的开发项目,但是在水利施工中仍然存在着巨大的问题和困难,所以在水利项目这一行业中,对施工过程中的技术、进度、质量等方面要求越来越高。针对这一背景和特点,文章详细阐述如何把现代化数字技术融入水利施工管理中,从而提升工程进度,提高操作技术,增强水利设施的质量。并且把水利施工管理的现状作为切入点,详细讲述如何解决问题,提升管理水平,为以后提供范例。     

基于GIS技术的小型水库规划方法

在小流域治理中，为了提高水库规划的精确度和速度，提出了基于GIS技术来实现小型水库规划的方法。主要是基于GIS技术的库客曲线的制作方法；小型水库规划的可视化。在GIS中，真实地形在计算机中的表达用数字高程模型(DEM)表示，水库规划的三维可视化环境的实现需利用0penGL技术。     

多维信息系统在水利枢纽全生命周期管理中的运用探讨

大型水利项目全生命周期建设管理呈现出技术难度大、施工周期长、调度运行复杂等特点,项目功能的综合性对工程自动化联动、精准化调度提出新要求,传统的计算机辅助设计和单专业信息自动化技术运用已面临难以克服的瓶颈。在调查分析国内水利信息化技术发展近况的基础上,以牛栏江-滇池补水工程建设管理中信息系统运用为依托,提出随着工业、信息技术发展,互联网、物联网的逐步融合及建筑信息模型(BIM)在大坝模拟施工的初步运用,为开发多维信息化系统运用于大型水利枢纽全生命周期管理提供了可靠技术保障,在解决操作平台统一、信息数字化集成、模型协调转换等的基础上,可实现从三维设计延伸至建设期仿真可视化动态管理及运行期精准调度的项目数字化全过程管理,极大提高大型水利工程全生命周期智能化管理水平。所述观点可为类似水利项目信息化平台建设,提供借鉴。     

数字孪生在工程机械产品装配领域的应用

工程机械装配作为现代工程机械生产制造中最重要的一环,对产品的最终质量和性能有着重要影响。通过分析传统工程机械装配的不足,引入数字孪生技术。文章详述了数字孪生环境下工程机械装配的流程,通过物理实体空间、数字空间和数据互联中心的构建,实现生产装配过程的虚拟化,实时监测装配过程并对其配置优化以提高装配效率,实现有效的闭环反馈机制。     

济南百图水利科技有限公司

正济南百图水利科技有限公司是一家专业从事水利测量软件、水利设计软件、水利概预算软件、水利管理软件等产品研发、销售以及水利工程设计技术咨询服务的高科技企业。公司从事数字水利产品的研发有十余年的历史,主要产品有百图电子测量手簿、百图水利测量软件包、百图水工土石方设计软件包、百图水工建筑物设计软件包、百图水工挡上墙设计软件包、百图水闸CAD软件包、百图坝工CAD软件包、百图水利工程概预算软件,百图道路CAD软件、百图道路概预算软件、百图水利GIS系统平台等。百图水利设计软件符合现行最新规范,全windows界面,功能完备,计算准确,方便快捷!后获得全国或山东省水利优秀论文奖、优秀软件奖、科技进步奖等多项荣誉;有多家全国省级甲级资质水利设计院应用后,出具了应用效果证明,山东省水利厅鉴定     

水电工程可视化动态管理信息系统

文章分析了基于Internet的水电工程可视化动态信息管理系统的实现技术和方法，包括系统工作模型、系统规划、设计思想、体系结构、技术支持及实现技术等。以西南某水电工程为研究对象，设计并构造了一个基于网络的工程可视化动态信息管理系统软件，详细介绍了系统的开发和应用，核心功能包括工程进度、投资、质量、合同及二维电子图库管理子系统以及工程三维动态图形仿真系统、三维地质可视化分析系统，实现了工程管理的信息化和网络化。