余世清

摘 要：現(xiàn)階段，數(shù)字化浪潮席卷全球，數(shù)字化思維已滲透到各行各業(yè)，在這種模式下誕生的數(shù)字經(jīng)濟已成為轉變全球經(jīng)濟競爭格局、重塑全球經(jīng)濟結構的重要力量。智慧園區(qū)的構建與發(fā)展需以數(shù)字化技術為基礎，并承載著產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉型與城市產(chǎn)業(yè)升級的偉大使命。數(shù)字孿生技術可以通過數(shù)字化建模的方式，建立物理世界和數(shù)字世界之間的精準映射關系和實時反饋機制，從而構建起虛擬世界對物理世界描述、診斷、預測和決策的新體系?；诖耍恼轮饕獙?shù)字孿生技術在智慧物流園區(qū)運營服務中的應用展開探究，并結合數(shù)字孿生技術下的3D孿生倉等探究該技術的應用情況，最終通過數(shù)字孿生技術解決智慧物流園區(qū)在運營及管理方面的痛點，以提升園區(qū)的數(shù)字智能化運營水平。

關鍵詞：數(shù)字孿生技術；3D孿生倉；智慧物流園區(qū)

中圖分類號：F259.2；TU984.1；TP399文獻標志碼：ADOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2024.08.009

Abstract： At present， the digital wave has swept the world， and digital thinking has penetrated into various fields and industries. The digital economy born under this model has become an important force in transforming the global economic competition pattern and reshaping the global economic structure. The construction and development of smart parks need to be based on digital technology and carry the great mission of industrial digital transformation and urban industrial upgrading. In addition， digital twin technology establishes precise mapping relationships and real-time feedback mechanisms between the physical and digital worlds through digital modeling， which can build a new system of description， diagnosis， prediction， and decision-making of the virtual world to the physical world. this article mainly explores the application of digital twin technology in the operation and service of smart logistics parks. Combining with the 3D twin warehouse under digital twin technology， the application practice of this technology is explored. Ultimately， the pain points in the operation and management of smart logistics parks are solved through digital twin technology， and the level of digital intelligent operation in the park is improved.

Key words： digital twin technology; 3D twin warehouse; smart logistics park

0 ? ?引 ? ?言

智慧園區(qū)在我國存在時間較長，隨著新興技術賦能智慧園區(qū)，傳統(tǒng)園區(qū)的弊端也逐漸展現(xiàn)了出來，受重視園區(qū)建設而輕視其運營、重視園區(qū)空間而輕視產(chǎn)業(yè)等現(xiàn)象的影響，傳統(tǒng)智慧園區(qū)開始出現(xiàn)規(guī)劃、建設、管理、運營與服務相互脫離的情況，同時傳統(tǒng)智慧園區(qū)還面臨著經(jīng)營管理模式同質化、產(chǎn)業(yè)服務能力薄弱及可持續(xù)發(fā)展能力不足等問題，而依托數(shù)字技術賦能便成為了破解智慧園區(qū)難題、創(chuàng)新園區(qū)運營服務模式及促進智慧園區(qū)產(chǎn)業(yè)升級的重要舉措。因此，本文將從智慧園區(qū)行業(yè)的現(xiàn)狀入手，探究園區(qū)發(fā)展趨勢，并就數(shù)字孿生技術在智慧園區(qū)中的融合應用途徑展開分析，以提升智慧園區(qū)的整體運營水平。

1 ? ?數(shù)字孿生與智慧物流園區(qū)融合發(fā)展路徑

在智慧園區(qū)中應用的數(shù)字孿生技術的優(yōu)勢集中表現(xiàn)在3D可視化、模擬仿真分析及虛擬空間交互等方面。目前該技術在智慧場館、智能化生產(chǎn)及智慧社區(qū)等領域獲得了大面積的推廣應用。除此之外，數(shù)字孿生技術還能與其他新興技術結合，如“數(shù)字孿生+云計算、物聯(lián)網(wǎng)、AI技術及大數(shù)據(jù)”等，在這些技術的支持下，數(shù)字孿生技術在機器學習、趨勢預測及動態(tài)模擬等方面展現(xiàn)出了強大的活力和潛能。通過以上對數(shù)字孿生技術功能與優(yōu)勢的分析可知，現(xiàn)階段數(shù)字孿生技術已成為提升園區(qū)全要素數(shù)字化、全態(tài)勢可視化及全場景智能化的有力途徑。

現(xiàn)階段，“產(chǎn)城融合、以產(chǎn)促城以及以產(chǎn)興產(chǎn)”已成為智慧園區(qū)建設的主導思想，在智慧園區(qū)全新建設理念的影響下，智慧園區(qū)已成為注重城市發(fā)展、強調產(chǎn)業(yè)興旺及促進園區(qū)運營的統(tǒng)一融合體，在城市、園區(qū)與產(chǎn)業(yè)三者的關系中，城市為園區(qū)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了土壤，能夠為產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展提供優(yōu)質配套設施與經(jīng)營環(huán)境，而產(chǎn)業(yè)則是城市與園區(qū)發(fā)展的命脈，也是智慧園區(qū)發(fā)展的核心動力。智慧園區(qū)則是城市與產(chǎn)業(yè)對接的窗口，園區(qū)不僅承擔著聯(lián)系城市的目的，也是產(chǎn)業(yè)集聚、產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要載體。受產(chǎn)業(yè)數(shù)字化與數(shù)字產(chǎn)業(yè)化的影響，“數(shù)據(jù)”已成為智慧園區(qū)構建“城市+園區(qū)+產(chǎn)業(yè)”協(xié)同發(fā)展的第一要義，而數(shù)字孿生技術憑借其數(shù)字化、可視化等優(yōu)勢，必然能夠以智慧園區(qū)為基礎，以數(shù)據(jù)驅動為核心，突破智慧園區(qū)傳統(tǒng)的三位一體發(fā)展模式，構建“城市+園區(qū)+產(chǎn)業(yè)+數(shù)據(jù)”的四位一體新格局[1]。

2 ? ?數(shù)字孿生技術對智慧園區(qū)物流運營方面的優(yōu)化

為了強化智慧園區(qū)的物流運作水平，運營管理人員首先需要構建完整的智能物流領域機制，以此提升園區(qū)內物流產(chǎn)業(yè)的發(fā)展質量，在實現(xiàn)智慧園區(qū)物流領域與數(shù)字孿生技術相互結合的過程中，管理人員有必要更新智慧物流發(fā)展方案，以提升園區(qū)物流綜合運輸效率為核心，以解決園區(qū)內物流信息不對稱等挑戰(zhàn)性問題為關鍵，確保在提升效率的同時能夠控制園區(qū)的物流成本，并促進傳統(tǒng)物流向智能物流的良性轉變。依托數(shù)字孿生技術對現(xiàn)有智慧園區(qū)的物流運營進行優(yōu)化，將為園區(qū)物流行業(yè)的創(chuàng)新及問題的解決提供全新的思路?，F(xiàn)階段，我國針對數(shù)字孿生技術在智慧物流領域中的應用已取得眾多實質性成果，常見的技術應用舉措，如通過在園區(qū)倉庫與分揀中心中應用數(shù)字孿生技術以監(jiān)測生產(chǎn)區(qū)內各項環(huán)境指標的變化，或者在倉庫揀貨及車輛裝載過程中，通過AR、MR等技術提升揀貨裝載效率，亦或通過數(shù)字孿生技術提升產(chǎn)品追蹤效率，這一點在菜鳥物流、京東物流等專業(yè)物流領域的表現(xiàn)更為顯著。

為了確保數(shù)字孿生系統(tǒng)的完整性，管理運營人員需要對不同環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)加以全面整合與統(tǒng)一利用，由于數(shù)字孿生系統(tǒng)的結構比較復雜，因此，智慧園區(qū)在數(shù)字孿生系統(tǒng)應用過程中將面臨各類阻礙，為了更好地推動數(shù)字孿生技術與智慧物流園的融合，園區(qū)需要不斷加大對數(shù)字孿生技術系統(tǒng)的資金投入，加大園區(qū)數(shù)字技術領域的資金保障力度，并培育專門的數(shù)字孿生技術人才，同時邀請專業(yè)團隊對數(shù)字孿生技術的運作特性展開分析。

在數(shù)字孿生技術的應用過程中，要結合現(xiàn)狀對數(shù)字化物流方案進行實時優(yōu)化，同時確保數(shù)字孿生技術在智慧物流園區(qū)內的覆蓋面積，無論是園區(qū)供貨模塊、物流企業(yè)發(fā)展模塊還是客戶端模塊，均需要實現(xiàn)數(shù)字孿生技術的全面覆蓋。在這期間，園區(qū)需要兼顧技術支持的各類軟件、硬件設施，并做好技術引導工作，確保數(shù)字孿生技術應用的靈活性，并以技術為導向，解決智慧物流在發(fā)展過程中面臨的問題。在具體應用過程中，需以依托數(shù)字孿生技術提升物流運輸水平為核心，這就要求園區(qū)做好物流運輸各環(huán)節(jié)的監(jiān)控與管理工作，依托該技術提升園區(qū)各物流運輸車輛的數(shù)字化水平，確保物流運輸設備能夠在數(shù)字化技術的支持下有序運作。在數(shù)字化物流體系的優(yōu)化過程中，應完善物流信息的智能化、科學化水平，對物流系統(tǒng)的各個信息環(huán)節(jié)進行數(shù)字化處理，這涉及物流運輸設備的相關信息、人員應用信息、貨物信息等。同時，計算機數(shù)字化技術的使用，也能實現(xiàn)物體數(shù)據(jù)的虛擬化，提高物流信息的智能化水平，從而提升物流信息整體的可靠性和準確性[2]。

3 ? ?數(shù)字孿生技術在智慧物流園區(qū)中的實際應用——以“3D孿生倉”為例

3.1 ? ?3D孿生倉介紹

3D孿生倉是數(shù)字孿生技術在智慧園區(qū)中應用的常見形式。3D孿生倉建立在數(shù)字孿生技術的基礎上，通過構建3D孿生運營平臺的方式打造立體化、多層次及融合各類特色的智慧物流園區(qū)。從數(shù)字園區(qū)供應鏈3D孿生倉運營平臺模式來看，其具備智能化、可視化、場景化及效能化優(yōu)勢。同時，3D孿生倉還具備由實到虛、由虛到實的雙向能力：由實到虛即實現(xiàn)對現(xiàn)實世界的完整投射，將靜態(tài)動態(tài)數(shù)據(jù)接入數(shù)字孿生世界進行透視整合；由虛到實則是指通過數(shù)字孿生實現(xiàn)對現(xiàn)實世界的快速感知、實時監(jiān)測、聯(lián)動處置和輔助決策。因此，基于數(shù)字孿生技術支持的3D孿生倉將更能體現(xiàn)智慧園區(qū)的專業(yè)品牌運營能力。

智慧園區(qū)3D孿生倉發(fā)揮的作用主要包括以下幾方面：首先，3D孿生倉能夠提升智慧園區(qū)的整體運營水平。3D孿生倉以構建統(tǒng)一運營平臺為基礎，在平臺中具備園區(qū)概覽、智慧倉庫、智慧安防、智慧車輛及智慧環(huán)境等全要素，基本能夠滿足智慧園區(qū)管理運營的全部需求，這種管理運營模式將為智慧園區(qū)運營系統(tǒng)化、數(shù)字智能化及自動化賦能，有助于提升智慧園區(qū)的整體運營水平；其次，3D孿生倉能夠在強化園區(qū)整體運營水平的同時提升各部門的精細化管理水準。智慧園區(qū)3D孿生倉涵蓋園區(qū)內全部建筑物，包括園區(qū)內所有的物資庫存、作業(yè)設備、生產(chǎn)環(huán)境及倉儲人員，并依托數(shù)字化技術對這些資源進行全面整合，能夠在提升管控效率的同時滿足園區(qū)精細化管理的運營需求[3]。最后，3D孿生倉還能起到提升作業(yè)效率的效果，并在園區(qū)內實現(xiàn)各類資源的共享。由于數(shù)字孿生技術具有可視化等優(yōu)勢，因此可以通過3D孿生倉指導出入庫、盤點等各項作業(yè)活動，達到真正意義上的儲位制精細化管理，并提高作業(yè)效率。

3.2 ? ?3D數(shù)字孿生物流智慧園運營平臺技術架構與價值

3D數(shù)字孿生物流智慧園運營平臺主要由基礎層、運營層、組件層及數(shù)據(jù)層構成。首先，基礎層主要發(fā)揮基礎監(jiān)控功能，主要涵蓋園區(qū)門禁系統(tǒng)、紅外周界系統(tǒng)、叉車管理系統(tǒng)、水位監(jiān)測系統(tǒng)、溫度濕度監(jiān)測系統(tǒng)、車輛預約系統(tǒng)、AI視頻系統(tǒng)及其他系統(tǒng)等；其次，數(shù)據(jù)層的主要作用為智慧園區(qū)內各類數(shù)據(jù)的收集、分析、整理與反饋，該層涉及的數(shù)據(jù)主要包括設備數(shù)據(jù)、告警數(shù)據(jù)、性能數(shù)據(jù)、貨物數(shù)據(jù)及叉車數(shù)據(jù)等；再次，平臺組件層主要包括數(shù)據(jù)組件、園區(qū)模型庫、數(shù)字孿生渲染引擎、數(shù)據(jù)集成及3D設備模型庫等；最后，運營層主要包括園區(qū)概覽、智能倉儲、智能安防、智能車輛及智能環(huán)境幾大類，每一大類下還涉及眾多子集，如智能倉儲類別下涵蓋儲位管理、訂單管理、庫存管理及作業(yè)管控四個方面，而智能安防則包括智能煙霧報警、人工智能警告、消防管理及實時監(jiān)控等方面[4]。

3.3 ? ?3D數(shù)字孿生物流智慧園運營平臺的運營應用

針對物流園區(qū)管理范圍廣、各線條相互獨立，無法實現(xiàn)一個系統(tǒng)全局管控、全局可視化展現(xiàn)的痛點，可以通過3D數(shù)字孿生平臺將已有的園區(qū)數(shù)據(jù)系統(tǒng)集成，統(tǒng)一進行3D可視化展示。整個孿生倉分為5大模塊：第一個是園區(qū)概覽模塊，這里呈現(xiàn)整個園區(qū)的整體情況。第二個是智能倉儲模塊，精細刻畫通信運營商行業(yè)標準化示范倉的倉儲管理情況。第三個是智能安防模塊，這里集合園區(qū)視頻及消防管理的設施設備。第四個是智能車輛模塊，這里可以展現(xiàn)整個園區(qū)的進出管理、車輛預約及車位資源管理情況。第五個是智能環(huán)境模塊，集中展示園區(qū)內的智能水尺、智慧溫濕度等環(huán)境設備的情況[5]。

3.3.1 ? ?園區(qū)概覽

基于數(shù)字孿生，將物流園區(qū)成功構造成可視、可查、可管的物流園區(qū)運營中心，一圖統(tǒng)管園區(qū)運營。運營中心不僅能夠展現(xiàn)園區(qū)的全貌，如樓棟資源、儲存物資、消防資源等園區(qū)對象的布局，也能總覽園區(qū)吞吐量等指標，以及園區(qū)榮譽資質、園區(qū)安保、車輛等指標情況，并進行3D可視化展示，如有異常，即可迅速反應，大大提升了整個園區(qū)的掌控力度。

3.3.2 ? ?智能倉儲

數(shù)字孿生平臺集成了儲位信息、任務管理、庫存管理、作業(yè)管理數(shù)據(jù)等，把倉儲中的人、事、物集中整合到同一場景中，可以快速搜索定位貨物，查看儲位占用情況、叉車運行軌跡等，實現(xiàn)了空間與數(shù)據(jù)的聯(lián)動，提升了倉儲管理效率。

在儲位管理子模塊，使用紅色（占用）/綠色（未占用）可以直觀展示儲位資源的占用情況，進而很好地管理儲位資源，提升倉儲資源利用率；同時，也可以對儲位使用頻次、存放物資數(shù)量進行排名，為倉儲現(xiàn)場管理工作提供指導。

在庫存管理子模塊，將貨物庫齡直接用顏色進行3D立體可視化呈現(xiàn)，其中紅色代表滯庫物資，黃色代表臨近滯庫物資，綠色代表正常存儲期內的物資。為了更好地管理滯庫物資，制作了呆滯物資排名表，可直觀定位儲位上的呆滯物資，查看歸屬項目、項目負責人等信息，從而觸發(fā)滯庫管理預警，加快庫內物資的周轉速度。

在任務管理子模塊，可以實時監(jiān)控庫內的收發(fā)作業(yè)情況，通過收發(fā)貨超時未處理功能表提醒倉庫作業(yè)人員加快處理超時任務，并導航指引作業(yè)人員前往待上架儲位、待分揀儲位，以提升收發(fā)運營效率[6]。

在作業(yè)管理子模塊，應用UWB技術，可以對倉庫內叉車及作業(yè)人員進行實時定位，平均精細度可達10～30cm，可以實時查看庫內作業(yè)人員的位置、數(shù)量并累計工作時長，也可以實時觀測叉車作業(yè)軌跡、作業(yè)時長。通過作業(yè)統(tǒng)計，能夠有效了解設備的使用率和設備使用高峰期。這有利于對作業(yè)資源進行項目間的合理調配。

3.3.3 ? ?智能安防

數(shù)字孿生平臺集成監(jiān)控系統(tǒng)、AI智能系統(tǒng)、周界安防系統(tǒng)及消防器材臨期預警，統(tǒng)一顯示監(jiān)控、電子圍欄、周界，并調用攝像頭的實時視頻，能夠快速識別園區(qū)內的危險部位和危險場景，還可以整合分散的視頻監(jiān)控工具，實現(xiàn)監(jiān)控工具價值的最大化。系統(tǒng)可以對消防器材進行可視化管理，實現(xiàn)對消防器材的臨期告警并進行精準定位。

平臺憑借3D展示智慧設備和安全設備點的分布情況，可以快速定位告警位置，實現(xiàn)告警聯(lián)動功能。根據(jù)告警信息定位至設備位置，并調用攝像頭查看實際現(xiàn)場情況，有利于管理人員快速響應緊急事件。

3.3.4 ? ?智能車輛

數(shù)字孿生平臺可以通過管理物流園區(qū)的車位位置、裝卸車位、車輛吞吐量、車輛預約情況等，保持園區(qū)的高效運轉。一是接入微信公眾號后臺車輛預約數(shù)據(jù)庫，展示當日車輛預約情況，便于倉庫安排每日收發(fā)作業(yè)。二是安裝智慧到閘設備，根據(jù)微信預約后臺數(shù)據(jù)，自動識別車輛車牌，記錄出入園區(qū)的時間，便于統(tǒng)計園區(qū)吞吐量。三是對園區(qū)裝卸月臺及園區(qū)停車位安裝地磁，可以實時回傳車位的空閑或占用狀態(tài)，便于園區(qū)進行車位的統(tǒng)一調度及管理。

3.3.5 ? ?智能環(huán)境

在園區(qū)環(huán)境方面，通過在電池倉內安裝智能溫濕度設備及智慧水尺等智慧設備，實時監(jiān)測物流園區(qū)的溫濕度、涉水位、水浸狀態(tài)等情況，提供聲光告警提示，實現(xiàn)了環(huán)境安全的實時監(jiān)控。

3.4 ? ?3D數(shù)字孿生物流智慧園運營平臺的價值

從各地對3D數(shù)字孿生物流智慧園運營平臺的應用情況來看，其應用價值主要表現(xiàn)在經(jīng)濟效益與管理效益兩方面：第一，在經(jīng)濟效益方面，在平臺數(shù)據(jù)層與運營層智能倉儲等方面的支持下，智慧園區(qū)庫內運用效率能夠提升20%以上，這主要是因為3D孿生技術可以優(yōu)化產(chǎn)品出庫與入庫的揀選路徑，同時通過云盤點也能提升物資的盤點效率；此外，該平臺對于智慧園區(qū)內各類資源設備的利用效率能夠提升15%左右，這是由于在平臺的支持下通過庫齡可視化可以提升庫存周轉水平，相關人員在作業(yè)過程中還能實現(xiàn)各類項目資源的共享；最后，在平臺的支持下，智慧物流園區(qū)內的安全水平將得到極大的提升，3D數(shù)字孿生物流智慧園運營平臺具備智能安防功能，通過消防設備安消聯(lián)動及環(huán)境、安全告警實時同步等，能夠顯著提升園區(qū)安全系數(shù)[7]。第二，在管理效益方面，平臺的構建實現(xiàn)了對智慧園區(qū)智能化的賦能，管理效益首先表現(xiàn)在3D立體園區(qū)當中，通過3D立體園區(qū)能夠實現(xiàn)平面園區(qū)向3D立體動態(tài)形式的轉變。在這種功能的支持下，運營管理人員將會更為便捷地感知園區(qū)布局、樓層面積及設備設施，并依托平臺可視化優(yōu)勢實現(xiàn)物流產(chǎn)品的可知可控；其次，管理效益的提升還表現(xiàn)在快速獲取物流體系當中，管理運營人員能夠更為便捷地掌握庫內儲位和物資信息，并全方位掌握倉庫的貨物存儲狀態(tài)，達到監(jiān)督、管理、維護與調配等各方面的統(tǒng)一；再次，管理效益的提升在人、設備資源智慧管理方面也有所表現(xiàn)，如管理運營人員可以通過統(tǒng)計人員與生產(chǎn)設備的工作時長及訂單情況等，獲得各類資源的應用情況，這將為管理運營人員對波峰波谷的資源調配與利用等提供諸多便利；最后，該平臺下智慧園區(qū)安全智慧升級效果也非常顯著，在基礎層溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)的支持下，園區(qū)能夠通過智能溫感、水尺設備等展示園區(qū)溫濕度、實時水位及歷史水位，這將為環(huán)境管理提供有力支撐。

4 ? ?結 ? ?語

綜上所述，本文結合“3D孿生倉”對數(shù)字孿生技術在智慧物流園區(qū)運營服務中的應用途徑展開分析?，F(xiàn)階段，智慧物流園區(qū)在與數(shù)字孿生技術相互融合的過程中，需要結合園區(qū)的實際特征對智慧物流體系進行優(yōu)化，以更好地滿足智慧物流園區(qū)智能化、數(shù)字化的管理要求，實現(xiàn)對整體物流運輸程序的精細化管控，并最終依托數(shù)字孿生技術，達到提升物流管理效率、提高物流運輸領域整體運營質量的效果。

參考文獻：

[1] 岳華．數(shù)字化與數(shù)字孿生技術在智慧物流領域的應用[J]．中國儲運，2023（8）：49-50.

[2] 趙葉，林傳文，佘帆，等．基于數(shù)字孿生建模技術的電網(wǎng)5G智慧物流園區(qū)建設創(chuàng)新性研究[C]//《中國電力企業(yè)管理創(chuàng)新

實踐（2021年）》編委會．中國電力企業(yè)管理創(chuàng)新實踐（2021年）．北京：新華出版社，2023：138-141.

[3] 史官清，戴俊，杜鑫可．基于頂層設計理念的城市智慧物流平臺系統(tǒng)架構研究[J]．物流科技，2023，46（11）：6-11.

[4] 魯曉，陳星浩，陳哲涵．數(shù)字孿生時代的數(shù)字物流革命[J]．物流技術與應用，2021，26（9）：128-131.

[5] 黃音，毛莉莎，張小帆，等．基于數(shù)字孿生講臺的在線沉浸式教學體系分析與流程設計[J]．遠程教育雜志，2021，

39（1）：51-62.

[6] 吳平，周玥丹，趙瀟雨．5G技術在智慧物流園區(qū)的應用與部署[J]．通信與信息技術，2023（3）：59-61.

[7] 郭偉玲．鄉(xiāng)村振興背景下特色農(nóng)產(chǎn)品的智慧物流發(fā)展研究[J]．物流科技，2023，46（9）：65-67.