空間智能提速企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型

文｜本刊記者 陳桂龍

企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是將企業(yè)的業(yè)務(wù)、運營和營銷等數(shù)字化，幫助企業(yè)更好地適應(yīng)快速變化的市場環(huán)境，讓企業(yè)增長從量變走向質(zhì)變。過去三年，越來越多的企業(yè)走上了數(shù)字化轉(zhuǎn)型之路，期望通過數(shù)據(jù)驅(qū)動，規(guī)避經(jīng)營風(fēng)險，提高生產(chǎn)效率和運營效率，降本增效，讓企業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

2020 年，國務(wù)院出臺了《關(guān)于加快推進(jìn)國有企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作的通知》，工信部、財政部也針對中小企業(yè)發(fā)布了相關(guān)指南和意見，做了方向上的引領(lǐng)。這些文件不約而同把數(shù)字孿生作為企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)性支撐工作。

企業(yè)數(shù)字孿生的三大問題和三大對策

自2020 年開始，大量企業(yè)先后開展數(shù)字孿生實踐。但因為思維慣性和經(jīng)驗不足等原因，一些企業(yè)在實施過程中，還存在棘手的問題。超圖軟件集團(tuán)副總裁王壘將其總結(jié)為“三重、三輕和兩忽視”。重展示，輕應(yīng)用。一些企業(yè)很看重三維的炫酷效果，但與實際應(yīng)用關(guān)聯(lián)不起來，甚至脫節(jié)，因而價值不大。重三維、輕二維。一些企業(yè)過于強(qiáng)調(diào)三維可視化效果展現(xiàn)，卻忽視了企業(yè)多年來沉淀的二維數(shù)據(jù)，也不重視基于二維的空間分析能力，殊不知基于數(shù)據(jù)的分析能力是企業(yè)數(shù)字孿生的重要抓手。重單機(jī)，輕交互。還有一些企業(yè)過于依賴單機(jī)模式而忽視交互能力。這導(dǎo)致的結(jié)果就是：雖然顯示效果很好，業(yè)務(wù)構(gòu)建能力也強(qiáng)，但更新困難，很難真正融合業(yè)務(wù)場景。兩忽視：忽視數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)、忽視信創(chuàng)。在構(gòu)建數(shù)字孿生底座時，忽視數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)會使工作進(jìn)退維谷，大量數(shù)據(jù)無法導(dǎo)入，即使導(dǎo)入了，也無法很好地使用和輸出；忽視信創(chuàng)需求帶來的后果則是：進(jìn)行信創(chuàng)環(huán)境遷移，不僅需要耗費大量時間和精力，還存在眾多安全隱患。

王壘介紹，在企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中，要解決上述問題，就必需做到“三個一體化，兩個重視”。首先，要實現(xiàn)看算一體化。即通過計算來處理所見的三維數(shù)據(jù)，這樣才能發(fā)揮其真正的業(yè)務(wù)價值；其次，要實現(xiàn)二三維一體化，通過同一套軟件打開、查看，按需查看二維或三維數(shù)據(jù)；最后，實現(xiàn)多端一體化，基于同一個平臺實現(xiàn)不同端的融合，以便與業(yè)務(wù)實現(xiàn)交互和對接。同時，我們還需要重視數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)化，確保所有數(shù)據(jù)都按照同一標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式構(gòu)建，才能更好地適用和挖掘數(shù)據(jù)的價值。此外，還要重視跨平臺設(shè)計，確保數(shù)據(jù)和平臺能夠高效平穩(wěn)地運行在信創(chuàng)環(huán)境中。

數(shù)據(jù)融合和技術(shù)融合雙管齊下

“我們把以上思路融合在數(shù)字孿生服務(wù)平臺中，以SuperMap 時空大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過數(shù)據(jù)融合和技術(shù)融合構(gòu)建強(qiáng)大的平臺能力，并不斷迭代，以支持企業(yè)數(shù)字孿生應(yīng)用發(fā)展。”王壘說。

首先是數(shù)據(jù)融合。我們引入S3M 標(biāo)準(zhǔn)，并以BIM+時空大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立了標(biāo)準(zhǔn)的空間底板，將物聯(lián)網(wǎng)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)融入其中；其次，所有的數(shù)據(jù)更新、使用、分析都基于統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)格式進(jìn)行，從而使數(shù)據(jù)具備更好的規(guī)范性和開放性，有助于在后期更好地發(fā)揮數(shù)據(jù)價值。

其次是技術(shù)融合。在整體的數(shù)字孿生技術(shù)架構(gòu)方面，平臺通過與國產(chǎn)服務(wù)器、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等進(jìn)行深度的對接和融合，實現(xiàn)跨平臺設(shè)計。同時，通過融合，既實現(xiàn)了高保真的渲染效果，又保留了強(qiáng)大的空間分析能力，實現(xiàn)二三維一體化、“看算”一體化。

在最上層，平臺通過集成或兼容多種PC端和移動端設(shè)備，為客戶提供更多樣化的方式使用數(shù)字孿生應(yīng)用，不斷擴(kuò)展應(yīng)用場景。

基于數(shù)據(jù)融合和技術(shù)融合構(gòu)建的上述能力，旨在服務(wù)客戶和業(yè)務(wù)，并最終實現(xiàn)業(yè)務(wù)價值。

服務(wù)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型實踐

王壘通過具體案例實踐助力企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展。

1.廈門數(shù)字孿生機(jī)場

廈門作為我國大型旅游城市，擁有兩座機(jī)場。其中一座是目前正在運行的被譽(yù)為“國內(nèi)最繁忙的單跑道機(jī)場”的高崎國際機(jī)場。

2021 年至今，超圖協(xié)助高崎機(jī)場構(gòu)建了數(shù)字孿生平臺，并打造了幾大核心應(yīng)用系統(tǒng)：一是飛行區(qū)運行監(jiān)控系統(tǒng)，二是機(jī)坪運行管理系統(tǒng)，三是綜合管網(wǎng)管理系統(tǒng)。這幾個系統(tǒng)基于空間框架系統(tǒng)，接入了機(jī)場范圍內(nèi)所有飛行器和車輛的位置數(shù)據(jù)，并集成了機(jī)場運行規(guī)則和飛行器規(guī)則，極大地方便了指揮員進(jìn)行洞察、調(diào)度、引導(dǎo)，也為制定安全預(yù)案和預(yù)警提供了重要依據(jù)。

在系統(tǒng)的支撐保障下，高崎機(jī)場的機(jī)坪車輛違章量減少逾20%，航空器運行沖突處置效率提升了15%，車輛保障里程縮短了15%以上，有效提高了地面指揮與保障效率。每一個百分點，對企業(yè)而言都意味著經(jīng)濟(jì)價值的提升。

廈門還有另一座在建新機(jī)場，規(guī)模非常龐大，屬于4F 級別，預(yù)計2026 年正式投入使用。超圖參與了廈門新機(jī)場的項目構(gòu)建，主要面向四個核心需求展開工作：首先，通過數(shù)智的方式護(hù)航航空安全；其次，提高機(jī)場運行效率；第三，無縫銜接新舊機(jī)場動能；最后，打破數(shù)據(jù)孤島，使機(jī)場內(nèi)部的數(shù)據(jù)流動起來，充分發(fā)揮數(shù)據(jù)價值，賦能業(yè)務(wù)。早在廈門新機(jī)場的規(guī)劃建設(shè)階段，超圖就致力于打通新舊機(jī)場之間的數(shù)據(jù)壁壘。一旦廈門新機(jī)場投入運營，預(yù)計每年約有4500 萬人次的旅客和38 萬架次的起降航班，屆時高崎機(jī)場的所有規(guī)則都將遷移到新機(jī)場。數(shù)字孿生平臺為“高崎機(jī)場”運營提速增效，為“廈門新機(jī)場”建設(shè)保駕護(hù)航。

廈門新機(jī)場規(guī)劃場景

廈門高崎國際機(jī)場

2.國家管網(wǎng)集團(tuán)線路設(shè)計平臺創(chuàng)新應(yīng)用

2019 年，國家管網(wǎng)集團(tuán)全面接管三大石油公司相關(guān)油氣管網(wǎng)資產(chǎn)，全國主要油氣管道實現(xiàn)并網(wǎng)運行。在國資委的推進(jìn)下，國家管網(wǎng)集團(tuán)與三大石油公司攜手進(jìn)行了變革和組織架構(gòu)升級，其核心工作目標(biāo)包括三個方面：第一，全面接管三大石油公司的油氣管網(wǎng)資產(chǎn)，并實現(xiàn)并網(wǎng)運行，即處理存量問題；第二，在“十四五”期間，規(guī)劃新建管道2.5 萬公里以上；第三，管理覆蓋全國范圍內(nèi)近13 萬公里長輸管道。

超圖針對線路設(shè)計進(jìn)行工作，包含四個核心任務(wù)：

第一，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，是將之前分散的200 多種規(guī)范和統(tǒng)計計算的算法進(jìn)行整合，以便不同設(shè)計院和專業(yè)公司進(jìn)行協(xié)同工作。同時，超圖還整合了分散在不同公司中的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)真正的數(shù)據(jù)共享。此外，超圖還將空間智能技術(shù)應(yīng)用到設(shè)計中，整體提高管網(wǎng)集團(tuán)的智能化水平。

第二，在“線路設(shè)計平臺”里超圖整合了六大核心技術(shù)能力，如面向所有數(shù)據(jù)的整合知識圖譜的能力、以及客戶比較關(guān)切的GIS+CAD聯(lián)動的能力等，將100 多個實體、1000 多條規(guī)則、80 多種部件、11 類模板統(tǒng)一整合，構(gòu)建了一套統(tǒng)一的協(xié)同平臺、一套標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則和一套數(shù)據(jù)底板，以支持近3000 位資深專家在平臺上進(jìn)行管網(wǎng)的規(guī)劃和設(shè)計協(xié)同。該平臺上線后，將全面運行在信創(chuàng)環(huán)境之中。

在項目實施過程中，超圖也在不斷做技術(shù)突破和模式創(chuàng)新。除了上文介紹的協(xié)同設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一之外，在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計上也值得一提。由于所有的規(guī)則是統(tǒng)一的，所以能夠基于規(guī)則來生成實體，并且可以計算實體需要用到多少原料，再用統(tǒng)一的模板輸出。超圖把這套設(shè)計方案以數(shù)字的方式交付給后臺具體實施單位，就形成了從設(shè)計階段到施工階段的完整閉環(huán)。

此外，基于規(guī)則構(gòu)建模型，模型由點、線、面組成，在角度和邊線之間進(jìn)行參數(shù)化。隨著邊線長度或角度的變化，模型將動態(tài)呈現(xiàn)。盡管這個功能看起來用處不大，但實際上在整體的規(guī)劃設(shè)計中，將極大提高設(shè)計專家的效率。

3.數(shù)字孿生明珠灣

明珠灣數(shù)字孿生系統(tǒng)

明珠灣地處粵港澳大灣區(qū)的幾何中心，擁有得天獨厚的區(qū)域優(yōu)勢。2023 年初，廣州強(qiáng)化規(guī)劃引領(lǐng)高質(zhì)量發(fā)展，并重新確定了南沙新區(qū)的“雙核”定位，打造大灣區(qū)標(biāo)桿城區(qū)，構(gòu)建智慧化新基建創(chuàng)新高地。明珠灣位于南沙核心城區(qū)的正中間，因此承擔(dān)了創(chuàng)新策源地和拉動經(jīng)濟(jì)發(fā)展的雙重使命。

超圖參與了明珠灣數(shù)字孿生的建設(shè)，助力構(gòu)建了一套綜合的數(shù)字化平臺，實現(xiàn)了規(guī)劃設(shè)計、運營管理全生命周期的貫通，賦能上層業(yè)務(wù)。在這個過程中，目睹了一座城市的智慧生長：物理世界和孿生世界的共同生長。

我們?yōu)槊髦闉炒蛟炝恕俺鞘袝蛷d”，做了精細(xì)化的高保真建模。現(xiàn)在灣區(qū)的建設(shè)正處于招商引資階段，需要一張能夠全面展示城市的數(shù)字化名片，便于企業(yè)、置業(yè)單位等多方位、大視角和局部精細(xì)化地觀察明珠灣。

在規(guī)劃和建設(shè)階段，明珠灣首創(chuàng)了“地方總師加行業(yè)總師”的機(jī)制。灣區(qū)是一個創(chuàng)新型園區(qū)，具有許多獨特之處，沒有先例可循，既要考慮本地特色，也要顧及行業(yè)和規(guī)范。所以，“地方總師加行業(yè)總師”團(tuán)隊的核心職責(zé)是把控整體規(guī)劃，包括一期、二期的開發(fā)以及后期建設(shè)的品質(zhì)，而數(shù)字孿生平臺就是這個工作的支撐平臺。

在運營管理階段，結(jié)合地上地下的空間數(shù)據(jù)，模擬降雨、推演雨情的情況，為整體的海綿城市進(jìn)行賦能；對地下所有的管線進(jìn)行了三維重構(gòu)，可以清楚地了解到不同的管線類型，以及其埋深、位置以及鋪設(shè)的進(jìn)度如何，便于管理城市的每一條生命線。

灣區(qū)非常有前瞻性，面向未來也做了三個方向的規(guī)劃：“嶺南宜居、綠色低碳、科技智慧”。相信將有更多的場景構(gòu)建和運行在數(shù)字孿生平臺上，呈現(xiàn)更鮮活的業(yè)務(wù)價值。

王壘表示，大道三千，殊途同歸。在企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的時代浪潮中，數(shù)字孿生正逐漸展現(xiàn)出巨大的價值和潛力。未來，為了更好地服務(wù)用戶，將堅持做好以下兩項工作：

第一，堅持自主可控、安全兜底的原則，所有的數(shù)字孿生能力都必須建立在此紅線之上。

第二，繼續(xù)堅持做數(shù)據(jù)融合和技術(shù)融合：把技術(shù)做深，通過技術(shù)突破來解決目前存在的技術(shù)難題；把技術(shù)做寬，整合更多的橫向技術(shù)，使得數(shù)字孿生服務(wù)平臺的承載力進(jìn)一步加強(qiáng)；把技術(shù)做高，與業(yè)務(wù)互相賦能，不斷引領(lǐng)新的應(yīng)用場景。