强化科技创新 加快数字孪生实验室建设 助力天津特检高质量发展

市特检院党委委员、副院长  牛卫飞

习近平总书记在二十大报告中强调，必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，开辟发展新领域新赛道，不断塑造发展新动能新优势。当前，天津市在用特种设备量大面广线长，责任主体多，监管链条长，保障特种设备安全责任重大、压力巨大。同时大型化、高参数、高危险性特种设备不断增加，高龄老旧设备日益增多，长期服役老旧设备故障率明显增长，特种设备安全形势将长期处于严峻状态。随着经济发展水平提高，人民群众对安全更加关注，对不安全状况的容忍度大幅降低，对安全需求越来越高，尤其在新冠肺炎疫情影响下，不稳定不确定因素明显增多。这就要求我们检验机构要根据人民的需求、企业的需要及时跟进，积极迎接全行业数字化进程，加大自主研发力度，集中力量解决“检不了”“检不准”等难题，全力拓展检验检测监测测试一体化应用。为此，我院在国内专家学者的大力支持下，通过过去四十余年的技术研发积淀，于去年成功批筹了市场监管领域特种设备数字孪生共性技术重点实验室，旨在通过数字孪生与特种设备深度融合，力图从全生命周期角度强化特种设备安全。

数字孪生技术作为实现物理世界与虚拟世界智能交互、智能融合的关键技术，是践行国家发展战略的重要手段之一，近期引起了世界各国学术界和工业界广泛关注。数字孪生技术可有效满足特种设备智慧监管亟待解决的精准分级分类风险管控、精准隐患排查治理、精准个性化监管及精准事前预测能力的需求，但其具有多物理、多学科、多尺度属性，且与应用行业背景高度相关，在特种设备领域引入数字孪生尚需解决一系列理论及基础问题。我院数字孪生重点实验室以特种设备领域全生命周期为研究对象，从物理实体、虚拟实体、孪生数据、服务应用、连接交互等五个方向入手，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。预期取得特种设备数字孪生技术理论创新、基础创新、应用创新、国内外标准引领、专用软件国产化等成效，达到从全生命周期角度强化特种设备安全，促进智慧监管，推动行业以及地方经济高质量发展。

为了更好地贯彻落实党的二十大精神，助力天津特检高质量发展，接下来，数字孪生实验室还需要着力进行以下四方面工作：

一、实施标准引领工程

数字孪生在特种设备领域应用过程中，还需解决模型间、数据间、模型与数据间集成难、一致性差等问题，需要制定特种设备行业数字孪生相关模型、数据、连接与集成、服务等标准。团队将积极探索建立完善的特种设备领域数字孪生标准体系，促进数字孪生技术在特种设备行业的应用落地。

二、实施人才引育工程

数字孪生作为一项新兴技术，各个环节都需要多个领域知识的摄入和业务专家的参与，需要相关人才的参与开展创新工作。在研究过程中需要确定高效的协同攻关机制、联合培养机制、人才引领机制等，实施数字孪生精英计划，为体系研究提供智库支撑。充分利用高校人才资源，建立引智机制，筹建研究生联合培养机制。根据重点实验室发展规划和工作任务，吸纳更多高等院校、科研机构、企业等高水平专家，完善特种设备数字化人才智库建设。建立和完善人才考核和激励机制，增强管理能力，发挥专业人才的积极性、主动性和创造性。

三、实施核心技术攻关工程

针对特种设备数字孪生体系建设中数字化、智能化中待解决的难题，组建检测技术科研团队、智能监测科研团队、大数据分析科研团队、虚拟现实科研团队等科研团队攻破技术难题，解决目前部分数据采集端“采不了、采不准、采不快”、数据传输端“传不出、传得慢、传的乱”、数据分析端多源异构及虚拟数据“用不了”等难题。针对特种设备数字孪生体系建设中数字化、智能化、数据分析、检测监测技术中待解决的难题，带领相应团队开展ACFM、EMT、超声非线性、基于OPC-UA多源异构数据传输、模型（几何模型、物理模型、行为模型、规则模型）构建、数据融合及虚拟现实等关键技术攻关，实现特种设备全生命周期数据标准化、数据互联互通、数据挖掘及模型库和知识库的建立，在虚拟现实空间中实现设备全生命周期过程看得见、机理看得清、行为看得全、规律看得透。

四、实施产业链条延伸工程

以现有创新平台建设为基础，研究高效的协同治理方法，涵盖产业链、创新链、运营链等各环节，吸引高校、科研院所及企业参与到体系建设技术探讨及示范应用中，培育壮大新型产业，服务行业数字化转型升级。通过文献研究法、访谈法、问卷调查法研究多主体协同治理、利益相关者理论及实施路径，融合产业链、创新链、运营链等各环节高校、科研院所、企业进行联合攻关及综合应用示范，以特种设备为基础，进一步拓展服务至航空、航天、汽车、铁路、能源等高端装备制造产业。