巴黎圣母院失火带火了数字孪生（Digital Twin）技术。
数千公里之外的中国上海，近期，500千伏地下智能变电站——500千伏虹杨变电站诞生了变电数字孪生体。这是中国电科院高电压研究所与国网上海电力公司联合易达图灵在虹杨站打造的数字孪生变电站。
巴黎圣母院依靠数字孪生技术，也可能“重生”。据说美国一位艺术历史学家曾用激光扫描仪创建了大教堂的数字模型。通过数字模型不仅建立起大教堂的三维图像，而且能揭示内部结构组合。
以上二者运用的都是数字孪生技术，是一个物理产品的数字化表达，充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应实体装备全生命周期过程。
易达图灵全称是“北京易达图灵科技有限公司”，是一家以高精度数字孪生和高精度三维遥感为技术基础，通过固定式、移动式的采集装置和遥感装置，从“形、态、为”三个方面快速实现任意环境的场域建模、场域感知、场域监测，从而实现对工业设备重大风险源自动辨识的企业。
公司副总经理刘平校友，执行总裁贺庆华介绍，基于跨界融合和原始创新，该公司的技术与产品已在能源、化工、煤矿隧道、船舶交通、公共安全等领域获得高度认可。易达图灵还是中国人工智能学会、中国人工智能产业创新联盟成员单位。
从左到右依次为校友屈伟、王文成、贺庆华、刘平、田广乐、我和姚晓静
刘平介绍，传统变电工程移交图纸和实际运维设备实体存在一定差异，基建阶段的图纸模型很难在设备运维阶段发挥作用。大量设备状态数据互不联通，都存在“孤岛运行”问题。这不仅无法帮助运维人员充分掌握设备综合状态，还增加了运维人员维护多个监测系统的工作量。变电站运维人员只能被动感知设备状态，缺少主动预测、分析设备状态趋势和缺陷隐患的有效手段。
数字孪生变电站采用多线激光雷达技术，可真实还原虹杨站设备和环境细节，数字孪生模型精度可达到2毫米。通过构建巡视机器人和摄像头的虚拟装备，实现虚拟装备在数字孪生体中的虚拟立体巡视。利用孪生模型的空间信息，把不同状态量在孪生的点云模型上融合，突破了不同源的传感数据的“数据级”融合，融合精度可达单像素级，有效提升设备状态的综合感知和分析能力。
利用模型降阶方法，大大缩短设备多物理场仿真时间，将变压器仿真从2个小时的计算时间减少到1-2秒，让现场运维人员“实时”主动分析预测设备状态趋势，颠覆了只能被动感知设备状态的传统工作方式。目前，变电数字孪生技术已在上海、北京、山东等省份的换流站、变电站开展试点应用。
不仅如此，利用数字孪生技术，易达图灵切入百亿电力巡检机器人市场。传统变电站监控和巡视主要是人工方式巡检，存在很多不足：劳动强度大、工作效率低、检测质量分散、手段单一等不足，人工检测的数据无法准确、及时地接入管理信息系统。随着无人值守模式的推广，巡视工作量越来越大，巡检到位率、及时性无法保证。尤其在高原、缺氧、寒冷等地理条件或恶劣天气条件下，人工巡检还存在较大安全风险。大风、雾天、冰雪、冰雹、雷雨等恶劣天气下，难以及时进行巡检。
此后，部分变电站开始启用巡检机器人，在无人值守或少人值守的变电站对室外高压设备进行巡检，但目前只能完成发现部分电力设备的缺陷、异物悬挂等异常现象，以及设备局部测温。机器人运行需求进行大量前期人工干预，不定期矫正；整套系统多以图片、视频形式展示，难以给人身临其境的感受，因此距离真正起到减员增效的作用，尚有较大差距。
近两年，巡检机器人已在我国高电压等级变电站，获得十分广泛的应用，不少机器人研制企业取得了良好发展，但还未从根本上解决电力巡检“全面覆盖”、“人机共融”的问题。早在2018年，易达图灵联合中国测科院、中科院自动化所等机构，将“数字孪生”技术引入电力行业，并取得阶段性成果。基于数字孪生技术研发的新型机器人，导航精度高，稳定性好，无需长期现场调试，使用过程无需人工矫正，且在巡检过程中能实现不停车高效率完成对全变电站温度、放电以及可见光的检测，完善了当前智慧站数据采集。
通过数字孪生变电站的设备对象化，实现巡检海量温度及放电数据与物理设备的关联映射，并以时序的方式进行存储，完成了类似海量温度传感器和放电传感器达到的效果，与SCADA、PMS及OMS系统互联互通后获取相关生产数据，最终能形成时序大数据，为大数据分析应用提供坚实基础。
可以想象，当数字孪生平台同时与行业现有多系统互联互通，并获取相关生产数据，最终形成整个电站的时序大数据，可以为电站稳定运行数据分析应用提供坚实的基础。
专家介绍，未来，物理世界中的各种事物都将可以使用数字孪生技术进行复制。美国最早提出利用数字孪生技术用于航空航天飞行器的健康维护与保障，随后逐渐拓展到其他领域。
数字孪生将虚拟空间和物理实体紧密融合，在5G 技术加持下，数字孪生更容易落地。美国GE公司已为每个引擎、每个涡轮、每台核磁共振，创造了一个数字孪生体。通过这些拟真数字化模型，在虚拟空间调试、实验，让机器的运行效果达到最佳。
通过数字孪生技术，不仅能对工厂设备进行监测，实现故障预判和及时维修，还可实现远程操控、远程维修，极大降低运营成本，提高安全性。此外，数字孪生技术还可用于医疗、智慧城市等领域。目前“数字孪生”技术研究处于群雄逐鹿态势：以中国测科院为首的国家队正将此项技术运用于城市测绘以及智慧城市建设；以西门子为首的跨国企业正在进行数字孪生与生产线、产品共生的尝试……
然而，数字孪生技术进一步发展、突破还需要芯片、传感器、物联网等技术进步。在软件上需要更加先进的算法，各类软件的整合，例如利用人工智能、边缘计算等技术，对数据进行更加快速的分析处理，进行可视化呈现。
业内人士介绍，我国将全面增强人工智能原始创新能力，到2030年人工智能产业竞争力达到国际领先水平，人工智能核心产业规模超过1万亿元，带动相关产业规模超过10万亿元。随着我国经济发展进入新常态，发展模式正从规模速度型的粗放式增长向质量效率型的集约式增长转变。百度早已提出目标是转型为人工智能科技公司，腾讯已宣布将在美国西雅图成立人工智能研究实验室，阿里巴巴要将云计算、大数据、物联网与其电子商务业务共生。
下一步，易达图灵将协同中国电科院、国网上海公司加快构建变电设备三维数字模型服务库，探索构建变电数字孪生数理模型和机理模型库体系，支撑新型电力系统稳定运行。