工业4.0与数字孪生 制造业如虎添翼 德勤工业4.0、数字化制造企业和数字化供应网络系列报告 德勤咨询有限公司的供应链与制造运营业务组助力企业了解并把握机遇，运用工业4.0技术，建立 数字化供应网络，进而实现企业战略目标。我们拥有增材制造、物联网和数据分析方面的精深洞 见，能够协助企业重新评估人才、流程和技术，以适应先进制造实践日新月异的变化发展。 封图：J.F. PODEVIN 工业4 工业4.0与数字孪生 目录 前言 | 2 数字孪生：定义与价值 | 3 创建数字孪生 | 6 提升商业价值 | 9 如何着手部署 | 11 结语 | 13 尾注 | 14 制造业如虎添翼 1 前言 生产流程数字化趋势日益明显，已是大势所趋。受此趋势影响，大量企业努力寻求 有效策略，以期从运营和战略层面推动实际价值的创造。 数 字化解决方案的确能够为企业带来巨 大价值，达到互联智能技术出现前无 法企及的水平。数字孪生是近期的热 门概念：物理实体或流程的准实时数字化镜像， 有助于企业实现绩效提升。 直至今日，由于数字技术能力有限，且计算、存 储和宽带成本过于高昂，数字孪生及其海量数据 处理对于多数企业来说仍是一个难以掌控的领域。 但近年来，这些不利因素已大大减少。1成本的大 幅降低和能力的显著提升引发了巨大变化。企业 领导人得以综合信息技术和运营技术，创建和利 用数字孪生。2 数字孪生为何如此重要？企业为何应当考虑采用

面向新型电力系统的 数字孪生技术 电机工程与应用电子技术系 Department of Electrical Engineering Digital Twin Technology for a New Type of Power Systems 沈 沉 1 02 传统电力系统仿真与数字孪生 03 构建电力系统数字孪生的关键技术 01 目录 CONTENTS 04 04 电力系统数字孪生技术实践 电机工程与应用电子技术系 Department of Electrical Engineering 对数字孪生概念的解读 2 01 对数字孪生概念的进一步解读 3 • 数字孪生到底是什么 —— 模型、仿真、系统工程？ • 数字孪生最关键的特征是什么？ • 提出数字孪生概念的目的是什么？ 对数字孪生概念的进一步解读 Department of of Electrical Engineering 电机工程与应用电子技术系 4 • 数字孪生概念的起源 • 数字孪生（ Digital Twin ） DT 一词，业界一般认为，最早是密西根大学 Michael Grieves 教 授于 2002 年针对产品全生命周期管理（ PLM ）提出的一个概念，当初并不叫 Digital Twin ， 而是叫 镜像空间模型（ Mirrored

工业数字孪生平台解决方案 -- 数字孪生技术为工业高效赋能 01 总体架构 02 解决方案 03 实施保障 目 录 总体架构 1 总体架构 孪生与数字底座工具链 工具链：孪生工厂遵循 DevOps 进行微服务开发， 调用 AI 求解器进行运筹计算， 同时调用统一门户进行用户、组织等管理。 孪生与数字底座中台 ▌ 业务中台：所有公共和共享业务场景汇集到中台包括设备中 完成的数据支持订阅和 API 网关的统一调用， 形成业务数据模型供孪生工厂使用。 孪生与数字底座模型 利用数据模型建立各模型的关联关系网， 通过统一模型的统一编码识别到虚拟设备， 将物模型 / 业务模型贯通到虚拟设备 中，形成数据驱动虚拟设备的仿真可视。将算法模型 / 成本模型引入到虚拟设备， 用作孪生的仿真分析及优化。 数据模型关系图谱 孪生与数字底座 IOT ▌ 数据采集：软网关采集完数据后会将实时数据统一推送到 送到 IOT 平台。 IOT 平台会进行数据物模型构建，把实时性要求高的数据 通过数字底座 IOT kafka 推送 /mqtt 订阅到孪生工厂进行调用 ， 同时数据中台进行存储供孪生工厂进行历史回溯分析。 ▌ 反向控制：针对部分设备的控制，孪生应用先通过 IOT 传输控制信号到 kepware 网关进行试点处理。试点验证后所有上下行都 通过物联网平台 - 软网关链路。 入

基于数字孪生的核电主设备智能制造 探索与实践 1/24 目 录 01 核电智能制造技术示范项目 02 数字孪生赋能核电智能制造 2/24 Part 01 核电智能制造技术示范项目 3/24 上海电气是全球领先的工业级绿色智能系统解决方案提供商 ，作为中国动力工业的摇篮 ，创造了众多中国 和世界第一 ，业务遍及全球。 太阳能发电 储能 风电 燃气发电 燃煤发电 数字孪生赋能核电智能制造 11/24 设计制造协同 制造过程协同 供应链一体化协同 数字化交付协同 《关于推进核电数字化转型发展的指导意见》 探索使用数字孪生技术赋能核电主设备智能制造 系统 集成 …… 数据 治理 …… 数据价 值挖掘 …… 2.1 建设需 求 磨破嘴 12/24 整合企业各类数据 ，应用数字孪生技术 ，打造精益高效的“核电主设备制造数智孪生空间”。 纵 向 运营 预测 数智孪生空间 订单、工艺、采购、制造、试验 到交付全过程业务世界数字孪生 实现从园区建筑到车间设备的 物理世界数字孪生 2.2 建设愿 景 业务 运营 风险 管控 品牌价 值提升 市场 宣传 数字孪生技术 设备 状态 项目 合同 项目 计划 出入 库 能耗 数据 销售 订单 采购 订单

电网数字孪生和人工智能技术的融合发展思路 南方电网能源发展研究院 徐梦 2025 年 9 月 ©CSG 2023. All Rights Reserved 2025-9-29 第 1 页 02 南方电网数字孪生领域技术发展现状 01 南方电网人工智能领域技术发展现状 05 系统融合发展思路 04 融合的关键挑战 07 实施路径与展望 06 数字孪生和人工智能融合发展场景 03 融合的背景与必要性 目录 / Contents ©CSG 2023. All Rights Reserved 01 南方电网人工智能发展历 程 ©CSG 2023. All Rights Reserved 早期自动化 数字孪生运行 非结构化 知识 电气机理 与知识 绿色化 数字化 人工智能 + 气象特征 地理信息 02 南方电网数字孪生领域技术发展现状 ©CSG 2023. All Rights Reserved 序号 工程名称 地理位置 投产时间 工程特点 1 220 千伏大英山输 变电工程 海南省 海口市 2020 年 9 月 南网首座数字孪生变电站

风电设备运行监测不足 数字孪生 随着现代信息技术和能源技术的深度融合 ，能源转型的数字化、智能化特征进一步凸显 ，数 字化是基础、智能化是关键 ，信息流与能量流融合是必然趋势。数字孪生技术为解决海上风电运 维难题提供了新的思路和技术手段。 数字孪生是综合运用感知、计算、建模等信息技术 5 中国华能集团清洁能源技术研究院 场站数字孪生 基地 / 区域数字孪生 气象数字孪生 虚实 映射 可控制 智能终端 " " 数字孪生 系统 可存储 分布式 仿真模型 数据基座 工业互联网 数据来源 健康度评估 | 故障诊断与预警 … … 数据来源 气象孪生数据 | 设备孪生数据 | 运行数据 … … 典型应用（优化类） 场站功率预测 | 场站有功无功优化 … … 数据来源 气象孪生数据 | 场站孪生数据 | 大数据平 台 … 典型应用（决策类） 维 数字孪生技术路线

析；最后，探讨现阶段影响输变电数字化转型的关键技术，即芯片化多物理量融合集成的精准感知技术、多源时 空数据耦合的缺陷智能识别技术和高保真动态多维数字孪生的状态异常预警技术，并对未来输变电数字化转型进 行了展望。 关键词：新型电力系统；输变电；数字化转型；数字孪生；异常预警 Digitalization Transformation of Power Transmission and Transformation 在新型电力系统的建设过程中，输变电一次设 备的更新换代受诸多因素制约，十余年内都不可能 发生革命性变化来替换现有电力系统。但可以通过 芯片化多物理量融合集成的精准感知、多源时空数 据耦合的缺陷智能识别和高保真动态多维数字孪生 的状态异常预警等关键技术，实现输变电设备数字 化。需要注意的是，输变电设备本身性能复杂、物 理量繁多、涉及学科广泛。因此，针对不同电压等 级、不同材质和不同结构都需要不同的数字化表征 参 相较其他实施技术路线，目前最快、最经济实现上述目标的技术路线是实施电网的数字 化。电力电子化、超导化等技术路线有待新的技术突破。 江秀臣，许永鹏，李曜丞，等：新型电力系统背景下的输变电数字化转型 3 数字孪生等技术，进行输变电设备缺陷识别和状态 异常预警等功能，实现数字化转型。 1.2 输变电数字化转型 国资委非常重视央企的数字化转型，印发《关 于加快推进国有企业数字化转型工作的通知》，明确

电网稳定运行和有源配电网控制，连接新型主体和千家万户，服务全国统一电力 市场建设。新型电力系统业务的快速发展与深刻变革，对电力通信网络提出了更 高层次、更加多元的挑战。AI大模型技术等新技术的广泛应用、数字孪生电网的 全面构建、智算中心高效互联等新型业务，亟需通信网络提供超大带宽、超低时 延和高可靠性支撑；与此同时，海量分布式能源的广泛接入和可调节负荷资源的 双向互动，对通信覆盖的广度提出迫切要求。此外，日益庞大的电力通信资源规 代表业务： 模拟调度、 调度电话 代表业务： 远动、调 度电话 代表业务： EMS、信 息化 代表业务： 综合自动 化、ERP、 智能电网运 行控制 代表业务： 数字孪生、 AI大模型、 新型电力系 统运行控制 代表性技术： ◆◆ 高压窄带PLC ◆◆ 微波通信 代表性技术： ◆◆ PDH ◆◆ 程控交换 代表性技术： ◆◆ SDH ◆◆ IPv4 V2G车网互动 ◆◆ ◆◆ ◆◆ 精准负荷控制 虚拟电厂 ◆◆ ◆◆ 新型电力 系统建设 智慧调度 多时间尺度调度与 安全运行管理 现货及辅助服务市 场交易支撑 ◆◆ ◆◆ 数字孪生电网 全电磁暂态仿真 ◆◆ ◆◆ 清 洁 低 碳 、 安 全 充 裕 、 经 济 高 效 、 供 需 协 同 、 灵 活 智 能 感 知 、