數字孿生技術在國網倉儲中的應用研究目錄TOC\o"1-2"\h\u32099數字孿生技術在國網倉儲中的應用研究 18953摘要 126404一、數字孿生技術相關概念 27244二、數字孿生技術在國網倉儲中的應用現狀分析 322156（一）數字孿生技術在國網倉儲應用的必要性 316020（二）數字孿生技術在國網倉儲中的應用措施 45717三、數字孿生技術在國網倉儲中的應用效果 58949（一）物資倉儲管理效能顯著提升 514110（二）倉儲物資安全管控能力顯著提升 611122（三）引領物流專業發展方向，促進科技創新 624377四、總結 726638參考文獻 7摘要當前，我國經濟發展已經進入了一個重要時期，各種企業也遇到了前所未有的商業機遇和挑戰，在企業的發展中做好倉庫管理是企業提升效益的重要基礎。隨著信息化和商業的發展，運用科學信息技術對倉庫進行管理是提高管理效率的新型路徑。國網孝感供電公司作為國網湖北省電力有限公司直屬的大I型供電企業，其在倉儲管理工作中嚴格根據國網公司數字化轉型工作部署要求，積極探索在“綠色現代數智供應鏈建設，完善供應鏈生態圈”的創新路徑。數字孿生技術作為新型智慧城市建設的創新引領性技術，在近年來成為工業領域研究的熱點，也成為國網倉儲管理中正在積極探索運用的方法。本文就對數字孿生技術在國網倉儲管理中的應用進行探析，分析國網孝感供電公司倉儲管理中數字孿生技術的應用現狀及應用成效，以期為企業的的數字化倉儲管理提供參考。關鍵詞：數字孿生技術；國網；倉儲；應用我國在“十四五”中提出“加快數字化發展，建設數字中國”，黨的二十大召開更明確提出加快實施創新驅動發展戰略，當前我國正處在可以大有作為的機遇期，各行業步入以數字化改造提升為主線的發展戰略新時期。倉儲是電力行業物料供應系統的主要部分，擔負著物料的貯存和供應。電力物資倉庫的管理工作是物流發展的關鍵工作，它保障著物流工作的順利運行，同時也引導著物流工作發展的創新方向。在倉庫管理中工作人員要確保正確掌握工作流程，對所管理的具體物料狀況了如指掌，做到倉儲數據正確，收發反映及時快捷，這就是提升效率的基石，保證整體物流的流通性。伴隨“互聯網+”的蓬勃發展，智能化和信息化技術在工業生產與物流配送中迅速普及應用，每個核心環節都將變得更為“智慧”，智能物流將成為未來中國物流科技蓬勃發展的主要趨勢。依據國網公司的戰略目標，貫徹《綠色現代數智供應鏈發展行動方案》，圍繞“綠色、數字、智能”現代化發展方向，主要以應用數字孿生技術來提升倉儲及物資安全運行水平為重點，優化利用倉庫空間，提高物資收發的工作效率，多源異構數據協同共享，虛實相結合以AR呈現，倉儲狀態全面感知，優化完善倉儲業務流程。本文就對數字孿生技術在國網倉儲中的應用的現狀與成效進行分析總結。數字孿生技術相關概念2011年，美國空軍研究實驗室吸納了數字孿生的概念，提出使用數字孿生體解決戰斗機機體的維護問題。二零一二年，美國航空航天局與美國空軍研究實驗室合作，共同提出了未來飛行器的數字孿生體概念，并將其列為2023-2028年實現基于仿真的系統工程的技術挑戰，數字孿生體也從那時起被正式帶入公眾視野。2014年，NASA與美國空軍研究實驗室合作，構建了的F-15戰斗機機體數字孿生體。數字孿生思想雖然來源于航空航天領域，其先進性也正在逐步被其他產業所借鑒并消化吸收。于建筑信息模型的技術研發人員形成了建筑行業的數字孿生；于BIM技術、字孿生、強現實技術和核能裝置的維護也可以進行綜合研究;醫學科技研發人員則根據數字孿生思想，成了“虛擬胎兒”用于監測家族遺傳病。國內，“互聯網+”時代和構建現代制造業強國的重要戰略背景下，字孿生體在智慧制造業應用中的巨大潛力，受到了眾多國內外專家學者廣泛重視，他們對數字孿生的產生背景、定義內涵、架構系統、實現途徑和發展，及數字孿生在構型管理中的運用等先后進行了大量深入研究工作，并明確提出了數字孿生車間（DigitalTwinWorkshop）的概念，并就怎樣促進制造物理世界和數字世界的內部的互動共融，開展了大量理論研討與實踐探索。二零一六年，中國提出了新型的智能城市定義，核心技術將涵蓋NB-IoT、5G、大數據、新一代人工智能、區塊鏈、智能城市網絡平臺，以及操作系統等。信息系統逐步向橫縱聯合大系統方面發展，信息共享模式也由運動式向依職能共享過渡。在合作發展模式方面，由二十五個國家部委全面協調，在服務市場方面，各大電信運營商、軟件廠商、信息系統集成商、網絡公司等各聚生態，逐步形成政府指導、市場主導的格局。數字孿生技術在國網倉儲中的應用現狀分析（一）數字孿生技術在國網倉儲應用的必要性1.當前倉儲的物資種類多、數量大因為電網項目從實施到運營時，涉及到各種各樣的電力物資，國網電力物資分為國網優選物料，國網標準物料，國網公司一直堅持"更集約、更精簡、更精良"的管理理念，開展標準物料精簡優化工作，精簡設備選型，壓縮設備種類，推進通用互換。在實際項目物料還有些品種重量大，形狀異，有些物料不適合用標準托盤庫內轉運。需要通過倉儲數據，運用大數據分析為主、專家分析和專業復核為輔的方式，進行科學優化精簡物料2.當前倉儲管理變數多針對于電力行業而言，從庫存到供應的整個流程中面臨著許多的不確定的影響因素，而且由于不一樣的物料易受到客觀的市場行情變動以及供求關系的變化狀況等影響，就有了許多的不確定因素，而物料儲存的時間也會隨之出現波動的現象，例如，有些物料儲存短期的話也只有則幾周，而時間長期的話也有幾十年，導致積壓的物資出庫不及時。3.當前倉庫信息化建設滯后倉庫物料存放位置仍是使用傳統的紙質銘板，通過人工方式對儲位中的物料進行記賬、整理、盤點等，但業務量很大，且工作效率并不高。物資倉庫內安全類產品多，包含門禁、消防煙感、環境監測、能源消耗值、消防栓水壓、安防、視頻監控等等，系統間不兼容，倉儲相關安全數據碎片化。4.當前安全預警信息不同步安全生產預警對安全生產中出現的各類風險做出了識別、評估與預控，風險類型分為各種現場作業風險、裝備檢測風險、物資保管環境風險、安全生產流程風險，相對具體的管控模塊分為：作業危險性點與控制庫管理工作、重大危險源管控、生產安全質量大檢查和管控、重大隱患排除與管控、消防管理、生產安全工器具管控、特種設備管理、生產安全設施管控、應急管理工作等，按照國網工作規范，堅持“安全第一、預防為主、綜合治理”的方針，貫徹“誰主管、誰負責”的原則，倉庫安全實行歸口管理、分級負責。物資倉庫內安全產品性能不一，系統間不兼容，導致倉管第一責任人、管理者、監管者的信息不同步。5.當前倉庫作業面積較大倉庫內按照國網工作規范要求設有倉庫區和作業區，倉庫區又可分為室內貨架區、室內堆放區、露天料棚區、戶外露天區域。作業區一般可分為包裝區、入庫待檢區、到貨暫留區、不合格品暫留區、出庫(物流)理貨區、倉庫裝備區等，倉庫面積大，專業區域多，倉庫物資出入頻繁，庫位中物資有常用變動，出庫尋貨常耽誤時間。數字孿生技術在國網倉儲中的應用措施1.研判功能特性，規劃模塊結構針對國網物資倉庫中目前存在的物資的定置擺放，貨架、貨位利用效率沒能達到最優化，出庫物資未能完全滿足先進先出原則，造成了少部分物資的存在失效風險等問題，項目組充分利用孝南公司物資倉庫現有的前端邊緣設備，采取基于數字孿生的物聯網技術，自主開發構建了3D虛擬倉庫遠程實時可視化智能監控模塊，提高了倉庫安全管理能力;并且利用項目設計的庫位狀態誘導系統，實現了智能貨位多模倉儲引導及反向尋貨功能，輔助物資智能存取與引導，提高了出入庫效率;參考國際先進的6S管理的原則，對電力物資的庫位進行網格化分區定置管理，構建了一個數字映像的直觀、高效的可視化綜合系統，實現了倉庫安全和庫容優化的效果。2.定義技術特征，優化完善倉儲業務流程通過數字孿生搭建的虛實無縫銜接場景，模擬真實工作場景，系統打破信息孤島，實現倉庫關聯的多源異構數據以AR的形式顯示，能讓庫管、安全專責、倉庫主管、分管領導同步查看。基于AR結合物聯主機，物聯模塊對以前的數據“孤島”：門禁、消防煙感、環境監測、能源消耗值、消防栓水壓、安防、視頻監控等十余項倉庫安全物聯數據融合，實行預警信息分級推送電話，短信，AR，現場警號多種預警方式預警信息分級推送，多種設備參數互相驗證，降低誤報率，預警分級推送管理，安全無遺漏。3.創新構建倉儲庫位管理智能化針對設施購入年限不同，生產廠家不一，產品多，系統間不兼容，倉儲相關安全數據碎片化問題，現在通過系統內的物聯模塊重新采集安全設備的數據，設備位置、狀態、傳感器實時數據在數字孿生AR中呈現，同時遠程通過AR中各儲位的監控攝像機畫面，查看各儲位保管的物資實際保管狀況，有異常提前防損。倉庫內的人流量、車流量、消防煙感、環境監測、能源消耗值、消防栓水壓、安防、視頻監控相關數據及狀態在數字孿生AR中呈現，同時電話，短信，AR，現場警號多種預警方式，實現無人值守安全預警。針對數據來源多，種類雜的問題，通過系統的庫位模塊將多源異構數據在現場庫位智能屏顯示，搭建多維數據結構的孿生系統在AR中智能展現，搭建多個孿生的場景，多視角查看，實現虛擬交互與現場交互一致，實現數據化與管理可視化一致。4.構建面向數據的管理能力，提升數據的價值利用率過往倉儲管理憑經驗，現在利用數據管理。利用AR建設中自帶的儲位網格化、數據化等特點，倉儲運營人員可分析倉庫的空間利用率，測算各儲位堆放同一品種不同規格物資的最佳堆放量，優化本地(市)物資儲備定額，輔助制定本地物資儲備策略。通過AR集成的儲位跟蹤攝像機，進行貨物遠程輔助盤點，對倉庫貨物實施進行數量和保管期限的檢測，完成賬物一致。同時遠程檢查倉儲材料的外觀品質情況，有沒有腐蝕、霉變、潮解、蟲蛀的現象，利用AR系統實行一個攝像機機多用途。實時倉儲設備的價值最大化。除此之外，國網倉儲還推進AR技術融合創新，加速數字孿生應用落地，數字孿生技術通過建模軟件形成倉儲場地及物料物理三維VR模擬、同期也結合全景攝影VR，在虛擬三維空間內實現傳感器信息更新、倉儲管理等信息反饋，實現多時間、多物理量、多維度、多事件的模擬場景，以此反映相對應的倉儲實體設備的全周期。通過對倉儲運行全方位監測，搭建基于倉庫實際的3D虛擬現實功能，使倉儲運行信息顯示更加可視化和易于掌握，以AR技術為基礎，將工作流程、安全預警、倉儲裝備質檢等情況在倉庫運營者前立體呈現，加速數字孿生應用在倉庫運營中落地。數字孿生技術在國網倉儲中的應用效果（一）物資倉儲管理效能顯著提升隨著電網建設規模的日益漸增，物資供應鏈壓力也將相應增加。通過診斷基層倉庫工作中普遍存在的問題，采用AR技術融合對倉庫運營全方位監控，構建基于倉庫現實的3D虛擬現實效果，實現物資領域數據賦能，優化資源配置，有效解決了傳統供應鏈中因信息層級傳遞而造成的效率下降問題。同時通過構建庫位智能屏，強化出庫物資數據匯集支撐，實現庫存庫齡小于1年，應急物資、備品備件庫齡小于3年，達到庫存物資壓降率25%的目標。利用AR系統實行一個舊攝像機多個用途。實時倉儲設備的價值最大化，提高供應鏈運作效率、降低運作成本具有重要作用。庫位智能引導燈業務應用推進倉庫運營提質增效，物資出庫時間縮短為原來的60%。通過系統的物聯模塊在此基礎上優化業務模式，實現智慧運營數字化覆蓋度，有效提升倉儲管理水平；同時通過數字孿生技術等創新成果優化傳統管理方式。（二）倉儲物資安全管控能力顯著提升通過系統的物聯模塊對以前的數據“孤島”：門禁、消防煙感、環境監測、能源消耗值、消防栓水壓、安防、視頻監控等十余項倉庫安全物聯數據融合，預警信息分級推送電話，短信，AR，現場警號多種預警方式，多種設備參數互相驗證，降低誤報率，實現無人值守安全預警。倉庫原有裝備吊車、叉車、堆垛機、液壓手推車、平板手推車、托盤、鋼絲繩、庫位梯、蓬布等數據來源多，種類雜，年檢時間不一。利用庫位模塊中的設備區智能屏單元將備的名稱、使用狀態、年檢時間及狀態、數量、已使用年限等數據信息匯集到綜合顯示及AR中，將設備安全管控落實到每個環節。通過倉庫的技術創新應用，實現安全無遺漏。（三）引領物流專業發展方向，促進科技創新國網孝感供電公司物資部創新工作室秉承“創新致遠，實干爭先”的優良傳統，通過數字孿生技術在倉庫管理中的應用，貫徹《綠色現代數智供應鏈發展行動方案》，智能倉儲對應不同的應用場景。面對當前倉儲運營的工作需求，孝感公司物資創新工作室重點在智能輔助庫的場景中引進新技術新科學的工作思路和理念，基于AR數字孿生結合物聯模塊、庫位模塊技術成果，數據貫通到儲位物資信息智能屏、設備區智能屏，庫位智能引導燈。突出創新和完善的必要性與價值，確保各項創新工作的開展落實效果，優化業務模式，實現無人值守安全預警、庫位管理創新，有效提升倉儲管理水平，實踐國網倉儲環節的“建現代物流增效保供”、“創新固鏈保安全穩定”、“數智化運營塑鏈賦能”，助力國網物資專業數字化轉型。總結簡而言之，在國網倉儲管理中應用數字孿生技術可以讓倉庫的工作人員節省下來，同時也可以保證倉庫的經營效率，這對公司的整體實力和利潤都是非常有利的。實現倉儲管理信息化、智能化，既要有相應的技術支持，又要有相應的技術支持，同時也要加強對倉儲管理工作的管理水平和管理水平的提升。因此，本文針對目前國網倉儲管理效率不高的實際情況，分析了國網倉儲管理中應用數字孿生技術