智能工廠數(shù)字孿生與仿真規(guī)劃報告（41頁PPT）

方案獲取方式在文末

圖撲軟件：數(shù)字孿生智慧選煤廠

關于圖撲軟件(Hightopo)

圖撲軟件自主研發(fā)了基于 HTML5 的 2D,、3D 圖形渲染引擎,。廣泛應用于 2D、3D 可視化,、工業(yè)組態(tài)與數(shù)字孿生領域,。為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、樓宇,、場館,、園區(qū)、數(shù)據(jù)中心,、工廠、電站,、醫(yī)院,、農(nóng)業(yè)、學校,、倉儲等行業(yè)客戶提供優(yōu)質數(shù)字孿生解決方案,。

本文介紹智慧選煤廠可視化解決方案及重點應用場景。

國家“十四五”規(guī)劃，中國要實現(xiàn)“2060”目標,，需要優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構和能源結構,。煤炭是我國重要的基礎能源，為國民經(jīng)濟和社會發(fā)展提供了可靠的能源保障,。在智能化發(fā)展大潮之下,，煤炭行業(yè)亟待借勢轉型。

圖撲軟件應用自主研發(fā)的 HT for Web 產(chǎn)品,，搭建了選煤廠區(qū)建筑及生產(chǎn)設備,、管線等設施的三維場景，將生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集,、安全監(jiān)測監(jiān)控與生產(chǎn)時空有機結合,，構建了集智能巡檢、設備安全監(jiān)測,、預警功能,、企業(yè)管理于一體的三維可視化管理系統(tǒng)。全方位推動選煤廠精細化管理工作,，實現(xiàn)減人增效的目的,。

通過 Hightopo 構建 Web 智慧選煤系統(tǒng)。整體場景采用航拍建模方式獲取,，利用飛機或無人機搭載多臺傳感器,，對選煤廠進行拍攝采集，快速高效獲取真實反映廠區(qū)情況的數(shù)據(jù)信息,。通過糾正,、平差、多視影像匹配等一系列的內業(yè)處理操作,，比較終獲得三維模型,。航拍建模的成果數(shù)據(jù)具有地理坐標系信息，可以準確地和 GIS 匹配,。

HT 和 GIS 的集成方案中可提供根據(jù)經(jīng)緯度和海拔數(shù)據(jù)構建漫游線路,，讓用戶以***人稱的視角按照指定線路對廠區(qū)進行巡檢漫游，在制定線路的時候可以參考重點區(qū)域或智能化水平較高的區(qū)域進行制定,，給用戶呈現(xiàn)選煤廠重點發(fā)展區(qū)域以及智能盯腔蔽化發(fā)展成效,。

在線監(jiān)測核心設備運行情況，對選煤廠智能管控實現(xiàn)全覆蓋,，避免監(jiān)控不到位,、工作人員疏忽等問題所造成的各類事故的出現(xiàn)，確保了選煤廠機電設備的正常,、平穩(wěn),、持續(xù),、高效的工作。

本次三維選煤廠可視化項目,，從日常管控,、企業(yè)歷程、應急管控為主體進行展示,。系統(tǒng)聚焦產(chǎn)品運輸,、洗選加工關鍵流程管控，化繁為簡,，從根本上堵塞管理漏洞,，通過精準監(jiān)督推動企業(yè)高質量發(fā)展。

日常管控

大氣監(jiān)測

在生產(chǎn)過程中,，選煤帶來的環(huán)境污染非常嚴重,，這一問題已經(jīng)引起社會各界的重視。圖撲軟件運用豐富的可視化圖表和動畫效果,，實時統(tǒng)計各廠區(qū),、監(jiān)測點的監(jiān)測設備數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)涵蓋當日室外溫度,、濕度,、壓力、二氧化硫和顆凱州粒物等多個關鍵指標,。為制定對控制污染源無組織排放,、減少大氣污染等綜合管理方案圓行，提供可靠的數(shù)據(jù)信息,。

水環(huán)境監(jiān)測

結合圖撲軟件 Web 2D 組態(tài)功能,，再通過數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)水環(huán)境監(jiān)測可視化,。數(shù)據(jù)包括 ph 值,、化學需氧量、生物化學需氧量以及細菌總數(shù)等水體資源保護及污染控制的重要指標,。技術員可及時掌握洗水變化規(guī)律,，做出適當調整。

固體廢棄物占比監(jiān)測

煤炭固體廢棄物是指煤炭在生產(chǎn),、加工和消費過程中不再需要或者暫時沒有利用價值而被遺棄的固態(tài)或半固態(tài)物質,。利用圖撲軟件可視化圖表，將固體廢棄物以及占比進行等關鍵數(shù)據(jù)進行可視化呈現(xiàn),。防止固體廢棄物污染環(huán)境,，保障人體健康，維護礦區(qū)環(huán)境景觀,。

主廠房數(shù)據(jù)管控

主廠房是選煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)的核心建筑物,，選煤工藝的大部分的流程都要在此完成。圖撲軟件將 BIM 技術應用到主廠房建設中,，BIM 技術將模型進行細化及深化之后,，配合圖撲軟件 HT 引擎，進行貼近現(xiàn)實的三維渲染動畫,。2D 面板聯(lián)動三維場景,，動態(tài)更新設備指標，時刻對選煤工藝進行安全監(jiān)管,。

圖撲軟件 HT 的輕量化方式是在傳統(tǒng)的 GIS 和 BIM 技術上做出了全新的改變：HT 具有輕量化,、低成本的優(yōu)點，企業(yè)無需再購置笨重昂貴的 GIS 和 BIM 軟件,；而且起點低,、效果好，傳統(tǒng) Web 開發(fā)人員可輕松上手,，借力 HT 強大的 3D 渲染效果即可做出高仿真場景,。

點擊“樓層隱藏”切換透視效果，呈現(xiàn)廠房內三維設備在廠房分布情況,，點擊“樓層展開”切換查看不同樓層內場景的設備運行情況,。

3D 主廠房

主廠房設備監(jiān)控系統(tǒng)通過 HT 3D 效果，1：1 制作 3D 可視化仿真互動模型,，并將重介洗煤工藝流程整合融入,，將原煤進行洗選加工和綜合處理的全過程信息監(jiān)控。

系統(tǒng)可實時顯示重介旋流器,、精煤皮帶,、振動篩、原煤皮帶等重要設備的動態(tài)數(shù)據(jù),，當點選不同樓層設備時,，自動彈出設備多重信息，創(chuàng)建多參數(shù)實時在線監(jiān)測,。

數(shù)據(jù)信息包括運行設備的振動頻率,、溫度、故障信號,、趨勢信號等數(shù)據(jù),，管理人員可通過此功能，進行調用查看設備運行狀態(tài),、故障屬性及導致故障發(fā)生的相關聯(lián)信息歷史數(shù)據(jù),。

2D 主廠房

選煤廠主廠房負責把主井提升上來的精煤進行分選加工成原煤、塊煤和矸石等產(chǎn)品,。圖撲軟件以二維組態(tài)圖方式搭建的選煤生產(chǎn)線,，界面中可對用戶所關注的產(chǎn)能信息,、設備運行關鍵指標進行監(jiān)測展示。覆蓋精煤,、中煤,、矸石、煤泥的產(chǎn)品形成全過程,。

場景內可對脫介篩,、磁選機、泄介篩,、離心機等設備布局進行可視化展示,，不同的產(chǎn)物生產(chǎn)線路采用不同顏色的線條標識，為作業(yè)人員提供圖形注釋,。

同傳統(tǒng)界面相比,，圖撲滿足工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)代化的、高性能的,、跨平臺（桌面 Mouse /移動 Touch /虛擬現(xiàn)實 VR）的圖形展示效果及交互體驗,。同時還支持結合 VR/AR 進行展示，讓用戶能夠沉浸在虛擬環(huán)境中進行體驗,，尤其對工廠,、車間、生產(chǎn)線等大型場景更具有優(yōu)勢,。

密控系統(tǒng)

通過圖撲軟件實現(xiàn)可交互的 Web 密控三維系統(tǒng),，針對重介系統(tǒng)的密度控制和數(shù)據(jù)監(jiān)控而開發(fā)，可使測量密度值跟蹤,、趨近直至等于設定值,。密控系統(tǒng)分為精煤密控、中煤密控和矸石密控三大板塊,，實現(xiàn)煤泥含量及旋流器入口壓力的穩(wěn)定控制,。

濃縮車間數(shù)據(jù)管控

濃縮車間適用于選礦廠的精礦和尾礦脫水處理。圖撲軟件基于 HTML5 標準的組件庫,，構建車間三維場景,。

設備可視化

濃縮設備具有以下特點：

添加絮凝劑增大沉降固體顆粒的粒徑，從而加快沉降速度

裝設傾斜板縮短礦粒沉降距離,，增加沉降面積

發(fā)揮泥漿沉積濃相層的絮凝,、過濾、壓縮和提高處理量的作用

配備有完整的自控設施

其中絮凝加藥機設置高亮顯示,，點擊即可隱藏其他設備顯示,。

蓄水動畫演示

通過圖撲軟件將 2D 和 3D 無縫融合，搭配數(shù)據(jù)面板以及動畫驅動制作了蓄水工藝可視化。場景支持常規(guī)的旋轉,、平移和視角縮放,。蓄水工藝包括蓄水、加藥攪拌（添加絮凝劑）,、放水,、泵體放水等操作的演示，營造具有真實沉浸感的體驗,。

壓濾車間數(shù)據(jù)管控

壓濾車間負責壓濾處理煤泥、回收分離介質水,，壓濾機負責處理濃縮機底流,。傳統(tǒng)的壓濾生產(chǎn)主要依靠人工操作，需人工查看并判斷壓榨程度,，工作效率低下,，產(chǎn)品水分無法得到保證，存在液壓系統(tǒng)破損或壓濾噴料傷人的安全隱患,。

圖撲軟件搭建的壓濾車間可視化管理系統(tǒng),，通過 HT 引擎將壓濾車間的壓濾機以及樓層分布進行 1:1 還原，可隨時查看設備基本信息,、運行信息,、故障信息等。點擊左側面板壓濾機以及樓層展開,，即可查看車間樓層分布情況以及壓濾機工作狀態(tài),。

實時監(jiān)測系統(tǒng)內壓濾機狀態(tài)信息，包括松開,、壓緊,、進料等各進程狀態(tài)，打破壓濾機與壓濾機之間,、壓濾機與智能壓濾檢測系統(tǒng)相關輔助設備之間的信息孤島,。實現(xiàn)智能壓濾檢測系統(tǒng)內所有設備及相關信息的統(tǒng)一集中監(jiān)管，降低崗位巡檢工的勞動強度,，方便生產(chǎn)監(jiān)管,。

每臺壓濾機增設故障信息以及運行信息，通過實時監(jiān)測壓濾機電流電壓,，結合本臺壓濾機運行狀態(tài),、基本信息，可自動判斷壓濾機是否達到進料結束時機,，保障壓縮車間正常運行,。

汽車裝車站可視化

傳統(tǒng)的汽車裝車采用人工操作裝車。人工調度車輛位置和放料閘板開關存在人車精準配合難度大,，容易出現(xiàn)溜槽磕碰,、撒煤,、超偏載等問題，裝車工作效率低下,。

圖撲軟件基于 Web 端的 UI/2D/3D,、GIS、BIM 及 VR/AR 等可視化工具及應用,，可以在瀏覽器上流暢展示,，實現(xiàn)對車輛狀態(tài)、料位狀態(tài),、裝載設備狀態(tài)等關鍵信息的采集,，并對設備進行控制，對司機進行提示,，有效解決所需崗位人員多,，職工勞動強度大等問題。

其中使用模型貼圖的 UV 偏移動畫模擬了煤礦運輸過程,。場景中還有與圖紙按鈕的功能交互,，如溜槽展示、煤儲動畫以及棧橋動畫的啟停動畫及演示,，以及運輸設備的單獨查看,。

能源管控

圖撲軟件自主研發(fā)的 HT 選煤廠能源管控系統(tǒng)，展示了廠區(qū)所有建筑用能,、重要設備或工藝的能源消耗,。點選內場景建筑圖標，可以清晰明了地看出對應建筑當日及一周內用水,、用電,、用氣的累計值以及變化趨勢，能源管理一鍵觸達,。

用電管控

接入削峰,、填谷實時數(shù)據(jù)形成峰谷時段用電柱狀圖表，選煤廠據(jù)此可實施"避峰就谷"生產(chǎn)用電管理模式,，在完成生產(chǎn)任務的前提下,，通過合理組織安排生產(chǎn)時間，降低電費平均價格,，從而實現(xiàn)降低生產(chǎn)用電成本,。

噸煤介耗

介質消耗是重介質選煤廠的主要輔助材料消耗之一，也是評價重介質選煤的一項主要技術經(jīng)濟指標,。圖撲軟件通過對接數(shù)據(jù)接口,，將本月噸煤介耗以及環(huán)比數(shù)值進行可視化表達，在后臺，管理員可以對工廠用能進行全面檢查,，并及時反饋相關問題,。

生產(chǎn)管控

選煤廠的生產(chǎn)是連續(xù)性很高的過程，連續(xù)的生產(chǎn)過程是由多個執(zhí)行不同任務的工藝環(huán)節(jié)和多種工藝設備及相應的輔助設備來完成,。

圖撲軟件通過對接生產(chǎn)線上所有設備數(shù)據(jù),，構建選煤廠生產(chǎn)管控系統(tǒng)。2D 面板展示實時產(chǎn)量,、庫存量以及生產(chǎn)數(shù)據(jù)等關鍵數(shù)據(jù)指標,，利于明確各車間的生產(chǎn)任務及生產(chǎn)進度，實現(xiàn)車間生產(chǎn)現(xiàn)場管理透明化,；協(xié)助車間生產(chǎn)管理人員及時處理突發(fā)狀況,，確保生產(chǎn)穩(wěn)定進行。

傳送帶集中控制

煤礦輸送帶的運輸方式與其他井下運輸相比在運輸速度,、運輸效率等方面具有十分明顯的優(yōu)勢，可以實現(xiàn)短期內對大量煤炭物資的運輸,。圖撲軟件針對煤礦運輸環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)的各種問題,，對傳送帶運輸在線監(jiān)測，降低煤礦運輸成本的同時,，保障運輸人員的安全性,，提升運輸?shù)恼w速度。

支持模擬無人機視角漫游,，當經(jīng)過廠區(qū)建筑時,，可自動彈出對應設備信息及瞬時帶煤量變化趨勢、在線統(tǒng)計設備故障數(shù)量,，值班人員根據(jù)實時顯示的數(shù)據(jù)進行復查留存,，實現(xiàn)對煤炭產(chǎn)量的實時準確監(jiān)管，有效解決職工不履職,、工作疏忽容易造成事故隱患的現(xiàn)象,，防止皮帶斷帶等事故的發(fā)生。

參觀模式

企業(yè)歷程及榮譽

圖撲軟件依托自主研發(fā)的 HT 產(chǎn)品,，對企業(yè)的品牌文化進行整體設計,，展示企業(yè)的發(fā)展歷程、成就以及業(yè)務等,。通過數(shù)據(jù)可視化,、分布式數(shù)據(jù)展示，既能客觀真實地展示出企業(yè)經(jīng)營狀態(tài),、未來發(fā)展前景,，也能更好地賦能企業(yè)發(fā)展，助推企業(yè)的進一步升級。

企業(yè)管理

人力資源管理是現(xiàn)代企業(yè)管理中的一個重要環(huán)節(jié),，隨著企業(yè)信息化的不斷推進發(fā)展,，企業(yè)人力資源管理對大數(shù)據(jù)的應用也成為必要趨勢。圖撲軟件搭建的企業(yè)管理平臺,，支持通過自定義的數(shù)據(jù)指標,，展示如員工數(shù)量、職位結構,、公司股東等情況,，清晰的展示企業(yè)組織內部人才資源的基本概況，讓管理人員對企業(yè)的人才組織現(xiàn)狀有全方位動態(tài)的掌握,。

經(jīng)營績效

圖撲軟件建立的以經(jīng)營績效為中心的可視化面板,，實時展示企業(yè)的支出、收入金額,、上繳稅金,，實現(xiàn)企業(yè)運營的穿透管理，滿足領導“看得見,、看得清,、看得遠”的需求，為企業(yè)資產(chǎn)經(jīng)營管理,、生產(chǎn)運營管理,、產(chǎn)業(yè)結構調整等決策提供支持。

應急管控

安全四色圖

圖撲軟件對選煤廠所有風險進行辨識分級,，不同危害級別區(qū)域選用不同的顏色顯示,，建立安全四色圖。方便建立安全風險分級管控工作體系,，明確負責安全風險分級管控工作的管理部門,。

不同風險和危害級別制定具體的防控措施進行管理。在圖撲軟件 2D 面板展示應急預案,，應急物資,、剩余應急物資信息。規(guī)范廠區(qū)應急救援工作,，提高應對風險和防范事故的能力,，保證職工安全的健康，比較大限度的減少財產(chǎn)損失,。

疏散路線

場景內通過流動線條標示輸送路線,，指向疏散出口方向。支持模擬多條疏散路線并預測時間,，測出比較佳逃生路線,。

安全監(jiān)測

選煤廠內車間設備分布不規(guī)律,、跨樓層，涉及的監(jiān)測點多達兩百多個,，因此需要根據(jù)監(jiān)測點位置分布特點合理設置監(jiān)測子站的位置,，以及每個監(jiān)測子站的監(jiān)測范圍。通過圖撲軟件 HT 打造的三維可視化系統(tǒng)支持根據(jù)現(xiàn)場攝像頭實際點位,，接入所對應的攝像頭視頻畫面,，實現(xiàn)場景還原。

一旦管轄區(qū)域內的監(jiān)控攝像頭拍攝到異?，F(xiàn)象,，系統(tǒng)會把攝像頭信號調到顯示大屏上，同時報警裝置響起,，提醒相關人員查看,、解決問題。

預警統(tǒng)計

設備在線監(jiān)測與預警是現(xiàn)階段選煤廠“智能化”普遍建設內容,，現(xiàn)場使用效果較為理想,。但普遍存在淺嘗輒止，數(shù)據(jù)監(jiān)測類型單一,，沒有對在線預警數(shù)據(jù)進行深度挖掘,、分析等問題。圖撲軟件對接多類傳感器,，多數(shù)據(jù)的監(jiān)測與健康評估，實現(xiàn)故障定性,、定量,、定位診斷，包括燃氣,、電氣,、節(jié)能等運行參數(shù)。

融合紅外成像和 AI 攝像頭,，系統(tǒng)可自主設置電子圍欄內容,、生效范圍，實時監(jiān)測設備關鍵部位溫度,，通過電子圍欄看板,，職工可實時查看現(xiàn)場中的設備情況以及設備統(tǒng)計。

重點監(jiān)測

針對選煤廠重點區(qū)域,，圖撲軟件依靠三維可視化技術劃定重點監(jiān)控對象,，聯(lián)動 HT 視頻融合技術，將監(jiān)控畫面以 2D 方式融合到場景的三維模型中,，為操作人員提供直觀的視頻圖像和簡單的視圖控制,，保證選煤生產(chǎn)的高效,、有序進行。

采煤工藝全流程可視化

圖撲軟件還搭建了 2D 采煤工藝全流程監(jiān)控可視化解決方案,，對采煤工藝流程相關的設備和操作進行展示,。實現(xiàn)設備全量全要素的模擬仿真反演。

相較于 InTouch/IFIX/WinCC 這些傳統(tǒng)組態(tài)軟件,，圖撲基于 Web 的平臺更適合 C/S 向 B/S 轉型的大趨勢,，多元素豐富的可視化組件和支持快捷的數(shù)據(jù)綁定方式，可用于快速創(chuàng)建和部署,。實現(xiàn)零代碼,、低代碼生成頁面，可以快速搭建可視化頁面生產(chǎn)平臺,，大大降低頁面生產(chǎn)成本,。為各類工業(yè)場景提供 2D、2.5D,、3D 多種清晰美觀的可視化服務模式,。

其中，圖撲軟件搭建的智慧電力可視化解決方案,，可幫助決策者從微觀到宏觀地掌握全省電網(wǎng)運行態(tài)勢,，形成數(shù)據(jù)和服務閉環(huán)。虛擬電廠既可以作為“正電廠”向系統(tǒng)供電調峰,，又可作為“負電廠”加大負荷消納配合系統(tǒng)填谷,。

打造健康舒適廠區(qū)

系統(tǒng)對接環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，實時采集廠區(qū)內各監(jiān)測指標,，以及選煤廠房內各有害氣體,，并選用圖撲軟件豐富的圖表、平面圖等形式形象展示,，通過設置環(huán)境數(shù)據(jù)預警值和告警值實現(xiàn)平臺環(huán)境監(jiān)測的自動告警,。

優(yōu)化選煤廠用能

HT 能耗監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測范疇涵蓋廠區(qū)的電、水,、氣,，通過智能設備對能源消耗進行全面感知，對各類能耗進行采集統(tǒng)計,，并經(jīng)過能耗分析挖掘對廠區(qū)生產(chǎn)生活的整體用能優(yōu)化,。

完善選煤廠安全建設

通過搭載智慧化物聯(lián)網(wǎng)設備，對廠區(qū)資產(chǎn)信息進行統(tǒng)計分析,，實現(xiàn)廠區(qū)資產(chǎn)的數(shù)字化管理,。同時也能進行物資定位與盤點，實現(xiàn)管理人員對物資的全生命周期管理,。

保障廠區(qū)生產(chǎn)生活安全

圖撲軟件對每日巡更計劃的實施情況進行有效監(jiān)測,，并可聯(lián)動 3D 場景查看巡更計劃在廠區(qū)中路線,、視頻點位等信息。同時圖表化展示巡更過程中的異常上報趨勢,，分析出巡更異常的高發(fā)時間段與區(qū)域,。

目前，隨著人工智能,、5G 等新一代信息技術的迅猛發(fā)展,，正處于從工業(yè)經(jīng)濟向數(shù)字經(jīng)濟轉型過渡的大變革時代。圖撲軟件以“黑色煤炭,、綠色發(fā)展,、高碳能源、低碳利用”的管理理念,，以精細化的管理模式,，建立的智能化洗煤廠平臺，比較大限度以用戶需要提供優(yōu)質信息,，發(fā)掘業(yè)務協(xié)同價值,，多維度多層次展現(xiàn)，幫助用戶迅速做出決策,，提高選煤廠業(yè)務效率及質量,。未來，圖撲軟件將緊跟 5G 時代的腳步,，為選煤廠管理及技術創(chuàng)新,、減人提效、降低成本,、轉型發(fā)展注入新動能,。

數(shù)字孿生技術如何推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展,？

首先介紹一下業(yè)內數(shù)字孿生比較流行的定義

數(shù)字孿生：是充分利用物理模型,、傳感器更新,、運行 歷史 等數(shù)據(jù),，集成多學科、多物理量,、多尺度,、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射,，從而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程,。

——美國國防采辦大學DAU

產(chǎn)品數(shù)字孿生體的主要作用之一就是映射、監(jiān)控與操縱,、診斷,、預測,。傳統(tǒng)的制造行業(yè)，以人員經(jīng)驗和主觀判斷為依據(jù),，而且無法做到實時監(jiān)測和精準判斷,，隨著 科技 的發(fā)展，融合了各項新技術如云計算,、大數(shù)據(jù),、人工智能等新一代信息技術的制造業(yè)，變得更加“智能攜則虛化”,，不僅能夠實時地對產(chǎn)品全生命周期過程進行監(jiān)測,，更能通過各種傳感器實時采集的數(shù)據(jù)通過計算中盯殲心計算，預測,、診斷,，實現(xiàn)在無人值守情況下的智能檢測和決策，減少了故障造成的不合格率和停機等重大問題的發(fā)生,，極大地解放了生產(chǎn)力,，并提高了生產(chǎn)效率。

通過數(shù)字紐帶技術,，在產(chǎn)品全生命周期各階段,，將產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品制造,、產(chǎn)品服務等各個環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)在產(chǎn)品數(shù)字孿生體中進行關聯(lián)映射,，在此基礎上以產(chǎn)品數(shù)字孿生體為單一產(chǎn)品數(shù)據(jù)源，實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期各階段的高效協(xié)同,，比較終實現(xiàn)虛擬空間向物理空間的決策控制,，以及數(shù)字產(chǎn)品到物理產(chǎn)品的轉變。

另外,，從產(chǎn)品質量數(shù)據(jù)積累意義來看

大數(shù)據(jù)技術的發(fā)展為產(chǎn)品數(shù)辯燃字孿生體的數(shù)據(jù)積累和挖掘應用做了堅實的技術鋪墊,，產(chǎn)品數(shù)字孿生體是產(chǎn)品全生命周期的數(shù)據(jù)中心，記錄了產(chǎn)品從概念設計直至報廢/回收的所有模型和數(shù)據(jù),，是物理產(chǎn)品在全生命周期的數(shù)字化檔案,，反映了產(chǎn)品在全生命周期各階段的形成過程、狀態(tài)和行為,。產(chǎn)品數(shù)字孿生體實時記錄了產(chǎn)品從出生到消亡的全過程,，并且在產(chǎn)品所處的任何階段都能夠調用該階段以前所有的模型和數(shù)據(jù)，產(chǎn)品在任何時刻,、任何地點和任何階段都是狀態(tài)可視,、行為可控、質量可追溯的,。比如在產(chǎn)品使用階段,，產(chǎn)品數(shù)字孿生體在產(chǎn)品設計和制造階段的所有數(shù)據(jù)和模型記錄集合能夠為產(chǎn)品質量追溯,、產(chǎn)品可靠性分析提供準確的模型和數(shù)據(jù)來源。

從這三個角度來看,，數(shù)字孿生技術帶來的效益遠不止技術本身實現(xiàn),，還涉及了更加廣泛的積極影響，數(shù)字孿生從產(chǎn)品設計,、制造,、維護、回收等全生命周期的作用,，整合了數(shù)據(jù)流,、工作流、解決了企業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品通常會面臨的成本,、時間和風險三大問題,，極大地驅動了企業(yè)進行產(chǎn)品創(chuàng)新的動力，數(shù)字孿生技術的應用,，將會為縮短研發(fā)與產(chǎn)品制造時間,，提高企業(yè)競爭力提供巨大的推動力。

自主創(chuàng)新國產(chǎn)化的 Hightopo 數(shù)據(jù)可視化能夠完全貫穿全產(chǎn)業(yè)鏈做數(shù)字孿生產(chǎn)品,，已實現(xiàn) 智能化,、無代碼、可配置 的產(chǎn)業(yè)數(shù)字化管理,。已廣泛應用于各類場景,，以設計、監(jiān)控類場景為主,。智慧城市,、工業(yè)4.0、智能駕駛行業(yè)是先進數(shù)字孿生技術使用較多的行業(yè),。為連接電力,、船舶、城市管理,、農(nóng)業(yè),、建筑、制造,、石油天然氣,、 健康 醫(yī)療,、環(huán)境保護,、航空航天領域等各行各業(yè)。

使用 Hightopo 的 2D,、 3D 和 GIS 可視化技術結合傾斜攝影和數(shù)字孿生技術,，搭建出各行業(yè)智慧管理的三維可視化系統(tǒng),。案例匯集如下：

智慧園區(qū)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

智慧交通

數(shù)字孿生技術的一個重要應用場景——生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)。個性化,、多元化的市場消費需求成為主流,，制造業(yè)正面對日益激烈的市場競爭，面臨著巨大的時間,、成本,、質量、產(chǎn)品差異化等方面的壓力,。 而搭建基于數(shù)字孿生技術的數(shù)字化工廠是解決這些問題的比較佳途徑,，通過依托產(chǎn)品整個周期的真實相關數(shù)據(jù)，在虛擬環(huán)境中對生產(chǎn)全過程進行仿真,、優(yōu)化及重構,。 通過創(chuàng)建虛擬模型來模擬生產(chǎn)過程，并且這些虛擬模型可以為物理工廠車間里所有連接的機器,、工具和設備進行數(shù)字操作,。這就可以使企業(yè)能夠快速配置生產(chǎn)系統(tǒng)，以比較大限度地提高效率,，提高資產(chǎn)利用率,，防止停機，具備一定的靈活性,。

因此,，企業(yè)在數(shù)字化工廠建設中，通過數(shù)字孿生技術能夠并行完成“實物設備數(shù)字化,、運動過程腳本化,、系統(tǒng)整線集成化、控制指令下行同步化,、現(xiàn)場信息上行并行化”,，形成整線的執(zhí)行引擎，實物設備與所對應的虛擬模型進行虛實互動,、指令與信息同步,，形成一個支持實物設備連線的車間快速設計、規(guī)劃,、裝配與測試平臺,。

通過數(shù)字化的手段，將原先無法保存的專家經(jīng)驗進行數(shù)字化,，并提供了保存,、復制、修改和轉移的能力。較于傳統(tǒng)的工業(yè)設計,、制造和服務領域,，經(jīng)驗往往是一種模糊而很難把握的形態(tài)，很難將其作為精準判決的依據(jù),。

提到作為新基建的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),，首先要講的一個概念就是 “數(shù)字孿生Digital Twin” ，或者說數(shù)字雙胞胎,、數(shù)字映像,、機器數(shù)字雙胞胎。

數(shù)字孿生的概念比較早由密歇根大學的Michael Grieves博士于2002年提出（比較初的名稱為“Conceptual Ideal for PLM”）,，至今有超過15年的 歷史 ,。但直到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，數(shù)字孿生才真正得到了應用,。

什么是數(shù)字孿生

數(shù)字孿生的官方解釋非常復雜：“數(shù)字孿生,，是充分利用物理模型、傳感器更新,、運行 歷史 等數(shù)據(jù),，集成多學科、多物理量,、多尺度,、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射,，從而反映相對應的實體裝備的 全生命周期過程 ,。”

我們基于下面這張圖片來重新解讀一下數(shù)字孿生的概念：

基于該可視化界面,，我們可以查看到 設備的運轉狀態(tài)和各種參數(shù) ,，同時可以通過該界面 對設備進行遠程操控 。那么我們可以認為基于以下可視化界面初步實現(xiàn)了該設備數(shù)字孿生的構建,。

簡單來說,，數(shù)字孿生就是將機器從物理世界映射到虛擬世界。那么這里面就存在了3個要素：

物理空間的實體產(chǎn)品,、 虛擬空間的虛擬產(chǎn)品 ,、 物理空間和虛擬空間之間的數(shù)據(jù)和信息交互 。

數(shù)字化雙胞胎技術是將帶有三維數(shù)字模型的信息拓展到整個生命周期中的影像技術,，比較終實現(xiàn)虛擬與物理數(shù)據(jù)同步和一致,，它不是讓虛擬世界做現(xiàn)在我們已經(jīng)做到的事情，而是發(fā)現(xiàn)潛在問題,、激發(fā)創(chuàng)新思維,、不斷追求優(yōu)化進步——這才是數(shù)字孿生的目標所在。

數(shù)字孿生的構建會帶來什么價值

我們首先從我們的設備制造商來看一下。對于設備制造商,，主要有兩類設備： 廠內設備 和 廠外設備 。廠內設備主要是我們的生產(chǎn)設備,，廠外設備主要對應我們的工業(yè)產(chǎn)品,。

通過對廠內設備的聯(lián)網(wǎng)，我們可以實現(xiàn) 生產(chǎn)線的智能運維 ,，提升生產(chǎn)效率,，降低運營成本。同時會帶來一些商業(yè)模式的創(chuàng)新,，比如共享工廠,、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同等新模式的出現(xiàn)。

通過對廠外設備的聯(lián)網(wǎng),，我們可以實現(xiàn) 后市場的智能運營 ,，提升服務質量，降低運營成本,。數(shù)據(jù)的采集同時會輔助研發(fā)和營銷,，提升我們的產(chǎn)品質量和二次銷售。當然,，廠外設備聯(lián)網(wǎng)也會帶來一些新商業(yè)模式的突破,，比如融資租賃、大數(shù)據(jù)保險,、從賣產(chǎn)品到賣服務的轉變等,。

數(shù)字孿生技術是制造企業(yè)邁向工業(yè)4.0戰(zhàn)略目標的關鍵技術 ，通過掌握產(chǎn)品信息及其生命周期過程的數(shù)字思路將所有階段（產(chǎn)品創(chuàng)意,、設計,、制造規(guī)劃、生產(chǎn)和使用）銜接起來,，并連接到可以理解這些信息并對其做出反應的生產(chǎn)智能設備,。

智能制造體系中的設備數(shù)字孿生

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展為我們帶來了更多的選擇，下面我們就 基于SaaS化的工業(yè)可視化工具——云視界 ,，為大家分享一下如何構建設備的數(shù)字孿生,。

以設備制造商（OEM）為例，“數(shù)字孿生”的構建步驟如下：

1,、設備接 入 ：根云平臺覆蓋95%主流工業(yè)控制器,，支持400+種工業(yè)協(xié)議，適配100%國際通用硬件接口,。在廠內SCADA,、MES等生產(chǎn)系統(tǒng)接入，和廠外設備控制器接入，以及啞設備接入方面均有成熟案例,。

2,、平臺配置 ：根云平臺輕松配置設備數(shù)據(jù)、報警規(guī)則,，實現(xiàn)設備數(shù)字映射,。

3、畫面搭建 ：根云視界作為一款專注于工業(yè)領域企業(yè)生產(chǎn),、經(jīng)營和政府監(jiān)管的可視化工具,，通過托拉拽的方式即可快速配置可視化界面。同時提供豐富的模板庫,、素材庫和組件庫,，更有工業(yè)專屬組件。

4,、關聯(lián)數(shù)據(jù) ：根云視界深度融合根云平臺IoT數(shù)據(jù),，無需任何開發(fā)，輕松實現(xiàn)數(shù)據(jù)配置,、物模型匹配,、設備動效、指令控制等,。

5,、一鍵發(fā)布 ：根云視界支持一鍵發(fā)布，手機,、Pad,、PC、大屏幕同步自適應,，并可輕松集成至APP,、小程序、web等各類第三方平臺,。

根云視界目前已服務客戶150+,，案例覆蓋13個工業(yè)場景，37個細分行業(yè)?，F(xiàn)工具開通 免費試用 ,，可登陸云視界官網(wǎng)申請注冊。

轉載自【根云視界】~