记者│苏晓梅

近日，作为国家市场监管总局2021年首批批准建设的29个重点实验室之一，也是我市目前唯一完成建设的总局批准建设的重点实验室，天津市特种设备监督检验技术研究院（以下简称天津特检院）特种设备数字孪生共性技术实验室通过验收并进入正式运行序列。以当今数字化时代潜力巨大的新星身份登场，数字孪生技术正在迅速崛起，并在天津特种设备安全预防领域发挥重要作用。

“巴黎奥运会几乎所有场馆都创建了数字孪生，以优化赛事规划，还能实时模拟场馆内的各种变化或场景。”天津特检院科技开发中心负责人、高级工程师王璇打比方，“好比有两个一模一样的人，一个是本体，存在于真实空间，另一个存在于数字化空间，还原出一个本体的数字化‘双胞胎’，这对‘双胞胎’会有数据交互，通过数字化孪生体，可以预测本体未来是否会出现糖尿病、高血压这类疾病风险，人们就可以通过提前干预预防疾病。”

锅炉、压力容器、压力管道、电梯、起重机械等特种设备，与市民生活息息相关，一旦出现事故，后果严重。因此，2017年与高校进行学术交流时首次听到数字孪生概念起，王璇就萌生了在特种设备领域引入这项技术的想法，好通过把脉“孪生”达到治疗特种设备未病的预想。

“目前保障设备安全的手段，主要是靠检验、检测、监测等物理感知技术，很少使用动态仿真过程，这项技术如何落地，给团队带来很大挑战。”提前辨识特种设备重大事故，防止危险发生，对王璇和团队来说是非常有意义的研究，然而由于对该技术了解甚少，如何将数字孪生与特种设备联系起来，是摆在大家面前的现实问题。

让数字孪生从一个概念变为现实，这个从0到1的过程意味着无数次交流探讨、实验测试、摸索积累。

“特种设备大多庞大、复杂，对其进行数字孪生构建时，需要拆解成一个个零件，构建后再进行组装，因此梳理数字孪生涉及巨大工作量。”高级工程师郭勇告诉记者。

在数字孪生实验室，记者看到团队针对管道冲蚀问题搭建起的管道冲蚀数字孪生体，实验人员在管道的关键部位设置传感器，用以监测温度、压力、流量等变化，透过一段透明的由有机玻璃制造的三通管，实验人员还能直观观察冲蚀现象。开启水泵使系统运行起来后，实验人员就能在大屏幕上通过高速摄像机拍摄的三通管流场画面，观察验证不同流速下的孪生结果，并利用数字孪生技术对管道冲蚀情况进行预测。

“目前，管道冲蚀数字孪生体能做到对管道系统进行全周期状态监测和寿命预测。”工程师杨飒介绍。

在另一侧的电梯曳引数字孪生体区域，工程师郭青源正在用混合现实眼镜对远程维护电梯曳引系统进行完善。

“电梯曳引数字孪生平台，通过建立动态模型，能实时监测动态数据，结合孪生算法来预测电梯未来的状况。电梯发生异常时，系统就会告知维保人员到现场修复，维保人员还能使用混合现实眼镜，联系远程专家进行指导维护。”郭青源介绍。

“作为国家市场监管系统的重点实验室，我们以特种设备领域全生命周期为研究对象，预期实现多项特种设备数字孪生关键技术的重点突破，促进数字孪生在特种设备行业中的技术落地。目前已在管道、电梯领域实现数字孪生技术的模拟应用，还自主研发了基于深度学习的焊缝缺陷检测技术，未来会随着技术不断完善，在更多复杂多样的特种设备领域应用数字孪生系统。”王璇表示。