数字孪生电梯模型构建方案

数字孪生作为践行智能制造、工业4.0及智慧城市等先进理念的一种使能技术和方法，当前被工业界和学术界广泛关注。如何将数字孪生技术从理论走向实际应用是今后数字孪生发展和研究的重点。由于电梯是人民群众广泛接触的特种设备，也是国家重要产品追溯体系中的重要类型之一，提出将数字孪生技术与电梯行业进行融合，进一步提升电梯的安全性能，具有重大的社会效益，这是电梯行业转型升级的必然趋势。

北京智汇云舟科技有限公司研发经过6年以上的积累，取得了坚实的技术和产品，拥有'3DGIS+视频融合+时空位置智能（LI）技术首创“实时实景数字孪生”'，自主研发了实时实景孪生①解决方案、②Paas平台、③实时实景孪生虚实融合一体机等产品。 作为目前数字化领域中最有应用前景的技术之一，数字孪生发展迅速，在多个领域应用方兴未艾。

 

目前，我国电梯年产量、保有量、年增长量均为世界第一，随着保有量的迅速增长，电梯使用愈加频繁，电梯使用带来的安全风险日益受到社会各方面的关注，对现有电梯安全监管模式提出了严峻挑战。数字孪生技术的发展从全生命周期环节对保障电梯安全运行的实现提供了条件。

设计环节：传统的电梯设计方法缺乏完整、有效、充分的电梯全生命周期数据的支撑，没有有效的知识库辅助设计决策，缺乏精确的仿真方法，设计验证困难、周期性长。数字孪生技术可有效解决上述问题，大量的电梯设计、制造、安装、使用等孪生数据能够支持知识数据库的建设，并辅助相关的设计工作；同时数字孪生高拟真的仿真环境，可以提高设计验证能力，缩短设计研发周期，避免在使用过程中才发现电梯存在缺陷，避免“原生”事故隐患。

制造环节：电梯或电梯的关键部件的制造质量影响着产品的最终性能和成本，目前制造环节存在着原型设计与工艺设计脱节、二维工艺文件直观性差等问题，数字孪生技术与制造环节融合，可以实现对制造车间实时监控、数字化管理和工艺优化，确保产品制造质量和原型设计保持一致；同时还可以以三维工艺文件的形式辅助人工操作，用于后续的工艺指导，可读性大大提升。

安装环节：电梯是一种现场组装的特种设备，其安装质量直接影响到电梯使用的安全性能，且建筑物土建可接受误差范围较大，传统的安装设计与实际建筑物结合不紧密，存在脱节现象，利用数字孪生技术，将电梯的安装过程建立数字孪生体，不仅能够为知识数据库提供安装数据，扩充电梯安全监管维度，而且利用高拟真仿真，可有效减少变更安装设计文件的安全风险及验证时间。

维护保养环节：维护保养对保障电梯安全具有极其重要的意义，准确有效的运维方案能够大大提高电梯故障预测和健康管理的效率成本。目前电梯维护保养模式为定期保养，存在“过维保”或“欠维保”现象，不能有效的提高电梯安全，且对电梯故障预测的工作也相对缺乏，既受限于实时数据的缺乏，同时也在理论方法上存在不足。基于数字孪生技术的电梯故障预测与健康管理，能够基于多维多尺度动态实时数据采集与处理，实现快速捕捉故障现象，准确定位故障原因，同时评估设备状态，进行针对性预测维护，提高电梯安全性能。

 电梯数字孪生通用五维模型

（1）物理空间维度，以电梯全生命周期为时间主线，将各个环节的物理实体实时与虚拟实体、服务、孪生数据进行实时交互；

（2）虚拟空间维度，包含物理模型、几何模型、行为模型及规则模型，通过与物理实体高保真一一映射，根据用户需求将物理实体的功能在虚拟实体进行实时迭代优化及仿真预测；

（3）服务维度，数字孪生的服务系统集成了评估、控制、优化等，主要是在电梯全生命周期过程中，为物理实体提供智能运行、故障诊断、状态监测预警、结构优化等服务；

（4）数据维度，孪生数据集合了所有维度的数据，包含物理实体、虚拟实体、服务系统产生的数据，数据实时更新，领域知识与其不断融合，是数字孪生的核心驱动；

（5）连接维度，通过各种通讯协议与接口，与物理实体、虚拟实体、孪生数据、服务系统相连，使两两之间进行实时有效的数据传输，从而确保各部分间的一致性。

由此可见，数字孪生技术与电梯行业的高质量发展目标不谋而合，数字孪生技术能够为电梯行业的智能监管提供强有力的理论支撑和实践指导。（来源：网络）