粮食安全是国家安全的重要基础。随着粮食储备体系向智能化、精细化方向发展，传统粮库依靠人工巡检、分散监控和单点数据管理的模式，正在向“数据驱动、智能决策、无人协同”的智慧粮库新阶段演进。近年来，物联网、人工智能、数字孪生、机器人等新技术不断融入粮食仓储领域，推动粮库管理从信息化迈向智能化。相关研究认为，数字孪生技术能够通过物理空间与数字空间的实时映射，实现粮情感知、状态分析、预测预警和智能调控，为智慧粮库建设提供新的技术路径。

那么，智慧粮库建设中，数字孪生技术方案应该如何选择？未来智慧粮库又将如何借助空间智能实现管理升级？

一、智慧粮库建设面临的新需求：从“看得见”走向“管得准”

过去，粮库信息化建设主要围绕粮情测控、视频监控、仓储管理系统等展开，实现了温湿度采集、库存统计、安全监管等基础能力。但随着粮食储备规模扩大、管理要求提升，传统系统逐渐暴露出一些不足。

首先，数据之间存在割裂问题。粮温、湿度、气体浓度、视频监控、设备运行状态等数据通常来自不同系统，缺少统一空间载体，管理人员难以快速建立粮库整体运行认知。

其次，传统视频监控更多承担“事后查看”功能。当安全事件发生后，需要人工调取录像、判断现场情况，难以实现主动预警和智能分析。

再次，粮库管理正在从经验管理向预测管理转变。未来不仅需要知道“当前粮情如何”，更需要判断“未来是否存在风险”，例如粮堆温度异常变化、设备故障趋势、人员违规操作等。

因此，智慧粮库建设需要一种能够连接物理空间、业务数据和智能算法的新型技术体系，而数字孪生正成为重要技术方向。

二、数字孪生智慧粮库技术方案：构建“人、仓、粮、设备”全要素数字映射

智慧粮库数字孪生解决方案的核心，是通过三维空间建模、物联网感知、人工智能分析和业务系统融合，构建与真实粮库同步运行的数字空间。

一个完整的数字孪生智慧粮库平台，通常包括以下几个层级：

1. 感知层：实现粮库状态全面采集

感知层通过温湿度传感器、粮情检测设备、视频监控、智能门禁、环境监测设备以及机器人巡检系统，实现对粮仓环境、粮食状态和设备运行情况的实时采集。

例如：

• 粮堆内部温度变化；

• 仓内湿度与气体浓度；

• 通风、熏蒸、制冷设备状态；

• 人员车辆进出情况；

• 安全生产风险信息。

多源数据采集为数字孪生提供真实的数据基础。

2. 空间数字底座：构建粮库三维可视化模型

传统数字孪生更多依赖三维建模和业务数据融合，而新一代智慧粮库需要更加真实、动态的空间表达能力。

通过视频三维重建、空间计算和实时渲染技术，可以快速构建粮库园区、仓房、设备以及作业区域的数字化空间，实现物理环境与数字模型同步。

在这一过程中，智汇云舟首倡的视频孪生理念，为智慧粮库提供了一种新的技术思路：以真实视频空间为基础，将视频感知能力与数字孪生模型融合，使数字空间不仅“像真实世界”，还能理解真实世界中的人员、设备和事件变化。

相比传统数字孪生依赖静态模型，视频孪生能够进一步增强动态环境理解能力，让粮库管理从“模型展示”走向“实时认知”。

三、空间理解大模型赋能：让数字孪生具备空间认知能力

随着人工智能技术发展，智慧粮库建设正在进入空间智能阶段。

传统AI主要解决图像识别、数据分析等问题，而智慧粮库需要理解更加复杂的空间关系，例如：

• 某人员是否进入危险区域？

• 某设备附近是否存在异常行为？

• 某仓房环境变化是否影响粮食安全？

• 某类风险是否正在形成？

这需要AI不仅“看见”，更要“理解”。

由智汇云舟研发的空间理解大模型，面向真实空间环境中的目标识别、空间关系分析和场景理解，通过融合视频数据、三维空间信息和业务数据，提升数字孪生系统对复杂环境的认知能力。

在智慧粮库场景中，空间理解大模型可以支持：

（1）智能安全监管

通过视频孪生与空间理解能力结合，实现人员违规进入、危险区域停留、安全距离不足等行为识别。

（2）粮情智能分析

结合粮温、环境数据和历史运行数据，对异常趋势进行分析，提高风险预测能力。

（3）设备智能运维

对输送设备、通风设备、仓储机械运行状态进行持续分析，实现预测性维护。

四、自主可控3D引擎：打造智慧粮库数字空间核心底座

数字孪生平台能否长期稳定运行，很大程度取决于底层三维引擎能力。

智慧粮库场景具有空间规模大、数据实时性高、多设备协同等特点，对3D引擎提出更高要求：

• 支持大规模三维场景加载；

• 支持实时数据驱动模型变化；

• 支持国产化环境部署；

• 支持复杂业务系统融合。

因此，自主可控的3D引擎成为数字孪生建设的重要基础。

智汇云舟自主研发的孪舟引擎，面向空间智能应用需求，提供数字孪生场景构建、实时渲染、空间计算和多源数据融合能力，为智慧粮库等复杂工业场景提供自主可控的数字空间底座。

基于孪舟引擎，智慧粮库可以实现：

• 粮库全景三维展示；

• 仓房内部空间数字化；

• 设备运行状态动态映射；

• 历史作业过程回放；

• 异常事件精准定位。

这使数字孪生平台不仅成为展示系统，更成为粮库运行管理的重要基础设施。

五、具身云端大脑：推动智慧粮库迈向自主运行

未来智慧粮库的发展方向，不只是数字化管理，而是智能化、自主化运行。

随着机器人、智能感知和人工智能的发展，粮库中的巡检机器人、搬运设备、智能装备将逐渐成为重要生产力量。

而这些设备需要统一的智能调度和空间理解能力。

具身云端大脑正是面向这一趋势提出的新型智能架构，通过连接数字孪生空间、AI模型和物理执行设备，实现：

• 机器人自主导航；

• 智能巡检任务规划；

• 多设备协同调度；

• 基于空间环境的自主决策。

在未来智慧粮库中，数字孪生平台将成为具身智能设备的“数字世界”，具身云端大脑则成为连接感知、认知和执行的智能中枢。

六、智慧粮库数字孪生方案选择建议

对于粮食储备企业和行业管理部门而言，选择数字孪生技术方案时，应重点关注以下能力：

第一，是否具备真实空间还原能力

不仅要有三维展示，更要能够实现真实环境动态同步。

第二，是否支持多源数据融合

能够统一融合视频、物联网、业务系统和智能设备数据。

第三，是否具备自主可控技术底座

核心3D引擎、空间计算能力和平台架构应具备自主可控能力。

第四，是否具备AI空间理解能力

未来智慧粮库竞争核心，不是简单的数据展示，而是空间认知和智能决策。

结语：数字孪生正在重塑智慧粮库未来形态

智慧粮库建设的本质，是通过数字技术提升粮食安全保障能力。从传统信息化管理，到数字孪生，再到视频孪生、空间理解大模型和具身智能融合，粮库正在从“数字可视化”迈向“空间智能化”。

未来，以视频孪生为基础，以空间理解大模型为核心，以自主可控3D引擎为底座，并结合智汇云舟具身云端大脑的新一代智慧粮库体系，将进一步推动粮食储备管理向更加精准、高效、安全和自主化方向发展，为数字中国建设和国家粮食安全提供新的技术支撑。

参考文献

[1] 国家发展和改革委员会. “十四五”现代粮食物流发展规划[Z]. 北京：国家发展和改革委员会，2022.

[2] 彭海龙，祝玉华，甄彤，等. 数字孪生技术及其在粮食仓储领域应用研究综述[J]. 计算机工程与应用，2025，61(15)：1-12.

[3] 马爱霞. 基于数字孪生技术和区块链的智能粮仓监测系统架构设计[J]. 安徽农学通报，2025，31(24)：125-128.

[4] 唐芳，李悦. 中国智慧粮库建设现状与发展趋势分析[J]. 粮油食品科技，2024，32(5)：35-41.

[5] 张某某，等. 数字孪生技术在粮食储备智能化管理中的应用研究[J]. 当代社会科学研究，2025，2(4)：95-99.

[6] Zhang Y, Chen X, Li H, et al. AI-driven grain storage solutions: Exploring current technologies, applications, and future trends[J]. Journal of Stored Products Research, 2025, 111:102588.

[7] 李岩，徐慧，韩长坤. 数字孪生技术助推仓储物流数智化发展[J]. 制造业自动化，2026，48(4)：129-136.

[8] 中国电子技术标准化研究院. 数字孪生应用发展研究报告[R]. 北京：中国电子技术标准化研究院，2023.

[9] 工业和信息化部. 《工业数字孪生系统建设实施指南》[S]. 北京：工业和信息化部，2026.