在這個日新月異的科技時代，3D技術猶如一股強勁的颶風，正以前所未有的速度改變著我們的生產與生活。越來越多的互聯網應用開始以3D的方式呈現給用戶，包括網絡視訊、電子閱讀、網絡游戲、虛擬社區、電子商務、遠程教育等。甚至對于智慧能源管理行業，3D互聯網也為能耗監管與節約做出了巨大貢獻。

作為智慧能源管理行業的先行者，廣元科技始終站在低碳賦能技術前沿，不斷探索與實踐，在3D選型領域積累了豐富的經驗，并取得了令人矚目的成果。

一、3D技術在能源管理行業的應用

目前，能源管理大多應用在大型工廠、園區、建筑中，由于計量單位多，分類復雜，有一定閱覽難度，對管理人員的管理水平要求高。許多企業希望能借助數字孿生技術，對園區內用能設備及管網系統以3D建模的形式在能源管理系統當中體現出來，方便用戶遠程實時了解園區生產運行狀態，將能源實時消耗情況在互聯網上進行展示，特殊化、個性化、真實化的生產運行展示被大多數大型企業納入能源管理范疇中。只有看到能，看清能，才能更好地管理能，節約能。

廣元科技在了解到用戶需求后，引入3D建模及數字孿生技術，對已搭建的能源管理系統進行智慧模塊升級，升級后智慧能源管理系統可利用實時數據對企業能源消耗進行優化，打造可提高企業整體能源績效的軟件平臺。借助3D建模技術，來自各種傳感器和設備的實時能源數據可全自動輸入到現有的BIM模型，并向用戶提供園區能源消耗全面視圖。管理人員可根據可視化大屏信息實時監控能源使用情況、識別異常情況，并做出明智的決策，以優化能源效率、減少浪費和成本。

將3D建模技術與智慧能源管理系統相結合，可以更好地監測和控制能源消耗。3D模型提供有關能源使用情況的實時數據，從而幫助用戶深入了解需要優化的領域。通過識別能源效率并根據用能情況做出數據驅動等決策，用戶可顯著減少環境足跡和能源成本。

二、基于數字孿生技術的智慧能源虛擬模型

數字孿生技術充分利用精細化物理模型、智能傳感器數據、運維歷史等數據，集成電、磁、熱、流體等多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成對智慧能源系統的映射；數字孿生實例反映對應智能設備的全生命周期過程，能夠實時更新與動態演化，進而實現對智慧能源系統的真實映射。

應用虛擬現實（VR）、增強現實（AR）以及混合現實（MR）的 3R 技術，數字孿生技術可建立可視化程度極高的智慧能源系統虛擬模型，提升可視化展示效果。利用計算機生成視、聽、嗅等感官信號，將現實與虛擬的信息融為一體，增強用戶在虛擬世界中的體驗感和參與感，輔助技術人員更為直觀、高效地洞悉用能設備當前運行信息和用能聯系。

基于數字孿生的智慧能源系統虛擬模型不再僅僅是傳統的平面式展示或簡單三維展示，而是實現用戶與模型之間的實時深度交互。利用語音、姿態、視覺追蹤等技術，建立用戶與智能設備之間的通道，實現多通道交互體系來進行精準交互，以支持對電力網、燃氣網、熱力網、交通網、供水網等多能耦合的能源系統的高效精準控制和交互。

整體來看，數字孿生既不是對物理系統進行單純的數值模擬仿真，也不是進行常規的狀態感知，更不是僅僅進行簡單的 AI、機器學習等數據分析，而是將這三方面的技術都有機整合于其中。數字孿生對能源系統進行數字化建模，并在數字空間與物理空間實現信息交互；首先應用完整信息和明確機理預測未來用能情況，再發展到基于不完全信息和不確定性機理推測未來，最終實現能源系統的數字孿生體之間共享智慧、共同進化的孿生共智狀態。

三、3D技術在能源管理當中的應用

目前，北京廣元運用數字孿生技術搭建出來的3D智慧化能源管理系統主要能幫助用戶實現以下功能：

（一）場景切換

對3D搭建出來的園區模型，系統不僅可完成晝、夜切換，同時還支持對晴天、雨天、雪天、多云、雷雨、霧霾、暴雪等天氣進行修改。幫助企業快速了解在不同天氣下的園區能源使用情況。

（二）能源站高亮

系統內的3D建模系統除對園區環境進行模擬外，還可對園區內能源站及能源流向情況進行模擬。當用戶查看能源流向時，系統將自動將建筑切換為透明模式，同時對能源站進行高亮描邊突出，同時對能源站之間的能源冷熱流動進行突出顯示。

（三）能源巡游

根據企業需求，系統可定制能源巡游路線，企業管理人員可通過已設定巡游路線對企業用能設備進行監控管理，設備參數直接放入3D場景中，巡游路線可以通過滑條進行進度控制，可以前進/后退到具體位置。此外，用戶還可從定制巡游路線切換為鍵盤操控效果（WASD控制前進后退，鼠標左鍵可以控制視角方向）。

（四）生產環境模擬

借助數字孿生3D模擬技術，系統可對企業或工廠內生產環境進行模擬，對生產流程的全生命周期進行實時監控，幫助管理人員遠程監管生產流程。以北大荒能源數字化工廠項目為例，系統借助數字孿生技術，打造透明、真實的數字車間，從原材料倉儲，到清洗、去石、蒸汽、去皮、千刷、質檢、稱重、切削、漂燙、冷卻、蒸煮、干燥、包裝，全方位監控。幫助用戶數字化智能管理企業用能狀況，快速獲取生產信息，節省人力成本約80%。