在這個(gè)日新月異的科技時(shí)代，3D技術(shù)猶如一股強(qiáng)勁的颶風(fēng)，正以前所未有的速度改變著我們的生產(chǎn)與生活。越來(lái)越多的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)始以3D的方式呈現(xiàn)給用戶，包括網(wǎng)絡(luò)視訊、電子閱讀、網(wǎng)絡(luò)游戲、虛擬社區(qū)、電子商務(wù)、遠(yuǎn)程教育等。甚至對(duì)于智慧能源管理行業(yè)，3D互聯(lián)網(wǎng)也為能耗監(jiān)管與節(jié)約做出了巨大貢獻(xiàn)。

作為智慧能源管理行業(yè)的先行者，廣元科技始終站在低碳賦能技術(shù)前沿，不斷探索與實(shí)踐，在3D選型領(lǐng)域積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，并取得了令人矚目的成果。

一、3D技術(shù)在能源管理行業(yè)的應(yīng)用

目前，能源管理大多應(yīng)用在大型工廠、園區(qū)、建筑中，由于計(jì)量單位多，分類(lèi)復(fù)雜，有一定閱覽難度，對(duì)管理人員的管理水平要求高。許多企業(yè)希望能借助數(shù)字孿生技術(shù)，對(duì)園區(qū)內(nèi)用能設(shè)備及管網(wǎng)系統(tǒng)以3D建模的形式在能源管理系統(tǒng)當(dāng)中體現(xiàn)出來(lái)，方便用戶遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)了解園區(qū)生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)，將能源實(shí)時(shí)消耗情況在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行展示，特殊化、個(gè)性化、真實(shí)化的生產(chǎn)運(yùn)行展示被大多數(shù)大型企業(yè)納入能源管理范疇中。只有看到能，看清能，才能更好地管理能，節(jié)約能。

廣元科技在了解到用戶需求后，引入3D建模及數(shù)字孿生技術(shù)，對(duì)已搭建的能源管理系統(tǒng)進(jìn)行智慧模塊升級(jí)，升級(jí)后智慧能源管理系統(tǒng)可利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)企業(yè)能源消耗進(jìn)行優(yōu)化，打造可提高企業(yè)整體能源績(jī)效的軟件平臺(tái)。借助3D建模技術(shù)，來(lái)自各種傳感器和設(shè)備的實(shí)時(shí)能源數(shù)據(jù)可全自動(dòng)輸入到現(xiàn)有的BIM模型，并向用戶提供園區(qū)能源消耗全面視圖。管理人員可根據(jù)可視化大屏信息實(shí)時(shí)監(jiān)控能源使用情況、識(shí)別異常情況，并做出明智的決策，以?xún)?yōu)化能源效率、減少浪費(fèi)和成本。

將3D建模技術(shù)與智慧能源管理系統(tǒng)相結(jié)合，可以更好地監(jiān)測(cè)和控制能源消耗。3D模型提供有關(guān)能源使用情況的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，從而幫助用戶深入了解需要優(yōu)化的領(lǐng)域。通過(guò)識(shí)別能源效率并根據(jù)用能情況做出數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)等決策，用戶可顯著減少環(huán)境足跡和能源成本。

二、基于數(shù)字孿生技術(shù)的智慧能源虛擬模型

數(shù)字孿生技術(shù)充分利用精細(xì)化物理模型、智能傳感器數(shù)據(jù)、運(yùn)維歷史等數(shù)據(jù)，集成電、磁、熱、流體等多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過(guò)程，在虛擬空間中完成對(duì)智慧能源系統(tǒng)的映射；數(shù)字孿生實(shí)例反映對(duì)應(yīng)智能設(shè)備的全生命周期過(guò)程，能夠?qū)崟r(shí)更新與動(dòng)態(tài)演化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)智慧能源系統(tǒng)的真實(shí)映射。

應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）以及混合現(xiàn)實(shí)（MR）的 3R 技術(shù)，數(shù)字孿生技術(shù)可建立可視化程度極高的智慧能源系統(tǒng)虛擬模型，提升可視化展示效果。利用計(jì)算機(jī)生成視、聽(tīng)、嗅等感官信號(hào)，將現(xiàn)實(shí)與虛擬的信息融為一體，增強(qiáng)用戶在虛擬世界中的體驗(yàn)感和參與感，輔助技術(shù)人員更為直觀、高效地洞悉用能設(shè)備當(dāng)前運(yùn)行信息和用能聯(lián)系。

基于數(shù)字孿生的智慧能源系統(tǒng)虛擬模型不再僅僅是傳統(tǒng)的平面式展示或簡(jiǎn)單三維展示，而是實(shí)現(xiàn)用戶與模型之間的實(shí)時(shí)深度交互。利用語(yǔ)音、姿態(tài)、視覺(jué)追蹤等技術(shù)，建立用戶與智能設(shè)備之間的通道，實(shí)現(xiàn)多通道交互體系來(lái)進(jìn)行精準(zhǔn)交互，以支持對(duì)電力網(wǎng)、燃?xì)饩W(wǎng)、熱力網(wǎng)、交通網(wǎng)、供水網(wǎng)等多能耦合的能源系統(tǒng)的高效精準(zhǔn)控制和交互。

整體來(lái)看，數(shù)字孿生既不是對(duì)物理系統(tǒng)進(jìn)行單純的數(shù)值模擬仿真，也不是進(jìn)行常規(guī)的狀態(tài)感知，更不是僅僅進(jìn)行簡(jiǎn)單的 AI、機(jī)器學(xué)習(xí)等數(shù)據(jù)分析，而是將這三方面的技術(shù)都有機(jī)整合于其中。數(shù)字孿生對(duì)能源系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化建模，并在數(shù)字空間與物理空間實(shí)現(xiàn)信息交互；首先應(yīng)用完整信息和明確機(jī)理預(yù)測(cè)未來(lái)用能情況，再發(fā)展到基于不完全信息和不確定性機(jī)理推測(cè)未來(lái)，最終實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)的數(shù)字孿生體之間共享智慧、共同進(jìn)化的孿生共智狀態(tài)。

三、3D技術(shù)在能源管理當(dāng)中的應(yīng)用

目前，北京廣元運(yùn)用數(shù)字孿生技術(shù)搭建出來(lái)的3D智慧化能源管理系統(tǒng)主要能幫助用戶實(shí)現(xiàn)以下功能：

（一）場(chǎng)景切換

對(duì)3D搭建出來(lái)的園區(qū)模型，系統(tǒng)不僅可完成晝、夜切換，同時(shí)還支持對(duì)晴天、雨天、雪天、多云、雷雨、霧霾、暴雪等天氣進(jìn)行修改。幫助企業(yè)快速了解在不同天氣下的園區(qū)能源使用情況。

（二）能源站高亮

系統(tǒng)內(nèi)的3D建模系統(tǒng)除對(duì)園區(qū)環(huán)境進(jìn)行模擬外，還可對(duì)園區(qū)內(nèi)能源站及能源流向情況進(jìn)行模擬。當(dāng)用戶查看能源流向時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)將建筑切換為透明模式，同時(shí)對(duì)能源站進(jìn)行高亮描邊突出，同時(shí)對(duì)能源站之間的能源冷熱流動(dòng)進(jìn)行突出顯示。

（三）能源巡游

根據(jù)企業(yè)需求，系統(tǒng)可定制能源巡游路線，企業(yè)管理人員可通過(guò)已設(shè)定巡游路線對(duì)企業(yè)用能設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控管理，設(shè)備參數(shù)直接放入3D場(chǎng)景中，巡游路線可以通過(guò)滑條進(jìn)行進(jìn)度控制，可以前進(jìn)/后退到具體位置。此外，用戶還可從定制巡游路線切換為鍵盤(pán)操控效果（WASD控制前進(jìn)后退，鼠標(biāo)左鍵可以控制視角方向）。

（四）生產(chǎn)環(huán)境模擬

借助數(shù)字孿生3D模擬技術(shù)，系統(tǒng)可對(duì)企業(yè)或工廠內(nèi)生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行模擬，對(duì)生產(chǎn)流程的全生命周期進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，幫助管理人員遠(yuǎn)程監(jiān)管生產(chǎn)流程。以北大荒能源數(shù)字化工廠項(xiàng)目為例，系統(tǒng)借助數(shù)字孿生技術(shù)，打造透明、真實(shí)的數(shù)字車(chē)間，從原材料倉(cāng)儲(chǔ)，到清洗、去石、蒸汽、去皮、千刷、質(zhì)檢、稱(chēng)重、切削、漂燙、冷卻、蒸煮、干燥、包裝，全方位監(jiān)控。幫助用戶數(shù)字化智能管理企業(yè)用能狀況，快速獲取生產(chǎn)信息，節(jié)省人力成本約80%。