数字孪生解决方案——工厂三维可视化应用.docx

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1、数字挛生解决方案工厂三维可视化应用目录1 .数字李生技术的起源及概念内涵12 .智慧工厂数字挛生三维可视化系统解决方案21. 1.智慧工厂概述22. 2.智慧工厂开发平台33. 3.智慧工厂建设价值34. 4.智慧工厂系统交付33 .数字李生在生产线上的应用44 .数字季生产线系统主要功能44.1.综合态势监测44.2.能效管理监测54.3.智能巡检监测54.4.综合安防监测64.5.便捷通行监测64.6.人员管理监测64.7.生产进度管控64.8.设备运维监测74.9.工序流转监测74.10.智能管网监测84.11.仓储空间监测84.12.物料堆存监测84.13.运输车辆监测84.14.应急

2、调度系统84.15.项目管理94.16.能源或资材管理95.数字挛生的价值91 .数字挛生技术的起源及概念内涵数字挛生技术概念起源于美国密歇根大学教授迈克尔格里夫斯教授在2002年提出的“产品生命周期管理”概念。该概念包含了数字挛生技术概念的全部要素，即现实空间、虚拟空间、由现实空间向虚拟空间传递的数据、由虚拟空间向现实空间传递的信息。2010年，美国家航空航天局发布报告建模、仿真、信息技术和处理路线图正式提出数字挛生概念。美国航空航天学会专家将数字挛生技术定义为：“模拟单个物理资产或一组物理资产的结构、背景和行为的一组虚拟信息构造，在其整个生命周期中使用来自物理挛生的数据进行动态更新，并为实

3、现价值提供决策所需的信息。”数字挛生技术有两种类型，即数字挛生原型和数字挛生实体。数字挛生原型描述了原型物理实体，是思维层面的具化；数字挛生实体描述了特定物理实体，是现实层面的具化。数字挛生聚合是所有数字挛生实体的集合。数字挛生环境是一个集成的、多领域的物理应用空间，可根据不同目的应用数字挛生技术。综上所述，数字挛生技术是在虚拟空间中构建现实物理实体的数字副本，该物理实体既可以是非生命实体也可以是生命实体。数字挛生技术具有实时性、双向性和贯穿性三个特点。工厂数字挛生解决方案基于用户实景，通过数字挛生技术对工厂园区、车间、流水线、设备、产品等逐级可视化建模，并叠加IOT数据，复现真实工作场景。以

4、产品全生命周期数据为基础，对产品生产过程进行模拟仿真、评估和优化，并进一步扩展整个产品生命周期管理，帮助企业构建出新型的生产组织方式。不同于传统的3D动画和VR演示，数字挛生场景融合了空间定位、工业互联网、实时数据映射等技术，不再是“堆美术”堆出来的死场景。数字挛生场景不仅使受众能够快速理解真实生产的场景内容，更能帮助到一线和远程工程师迅速排查故障。2 .智慧工厂数字挛生三维可视化系统解决方案2.1. 智慧工厂概述智慧工厂三维可视化管理系统，支持融合工业大数据、物联网、人工智能等各类信息技术，整合厂区现有信息系统的数据资源，实现数字挛生工厂、设备运维监测、综合安防监测、能效管理监测、生产管理监

5、测等多种功能，有效提高厂区综合监管能力、降低企业厂区运营成本，实现管理精细化、决策科学化和服务高效化，可广泛应用于态势监测、应急指挥、数据分析、成果汇报等多种场景。一一智慧工厂是现代工厂信息化发展的新阶段，也是工业互联网时代的必然产物。智慧工厂是利用大数据、物联网、三维可视化等技术，实现工厂办公、管理自动化，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，实现工厂作业规范化、智能化、可视化，以更加精细和动态的方式管理生产，达到“智慧”状态，从而提高工厂的管理效率和生产效率，保障安全生产。2.2.智慧工厂开发平台智慧工厂三维可视化管理系统基于Sovit3D可视化平台开发，直观地将监控车间生产线的实时生产状况

6、、设备状况、运行状况等灵活展示在大屏上，对每个车间的重要设备、关键工艺参数和运行参数进行界面显示、工艺参数设置、生成历史曲线图和相关数据历史记录。同时针对设备运行状态、指标参数进行实时告警、历史告警、信息汇总和查询，实现管控平台的可视化和数字化管理。2.3.智慧工厂建设价值数维图数字挛生智慧工厂三维可视化管理系统将三维可视化、计算机和现代管理技术相结合，将厂区生产系统运行与企业管理结合，实现企业的优化运行、控制和管理。同时利用物联网对物体全面感知的能力，对工厂内的人、设备、环境进行全面感知，运用云计算技术将自主感知和人工采集的数据进行处理，从而为企业的安全生产提供保证，为企业的科学决策提供支持

7、。2.4.智慧工厂系统交付智慧工厂三维可视化综合管理系统基于Sovit3D三维图形引擎+SovitChart可视化开发平台，WebG1标准B/S架构，采用HTM15+JavaScript技术作为前端基础，产品开发的二次代码及项目源文件（模型+程序+操作手册等）全部提供客户，既可部署在云端，也可本地化部署。以上“智慧工厂数字挛生三维可视化系统解决方案”由数维图科技整理提供，关注我获取更多行业领域智慧场景解决方案。3 .数字学生在生产线上的应用生产线上做数字挛生，需要分两步走：首先要进行设备同步，就是以真实的生产线为基础，搭建一套虚拟生产线，通过对真实生产线上每一台设备进行三维建模，并将建好的设备

8、三维模型放置到场景内，实现真实生产线和虚拟生产线对应。然后进行数据数据同步，真实的生产设备是通过P1C（可编程逻辑控制器）驱动，让设备实现一些既定动作，我们通过采集P1C（可编程逻辑控制器）的数据来驱动虚拟环境下相应的设备模型进行同样的既定动作，实现真实设备与虚拟设备实时联动，有了这些，我们就可以实现生产线的实时监控了，监控人员只需要坐在控制室内，看着虚拟的生产线就能实时的了解真实车间的工作状态，不需要到车间进行巡视检查，而是通过虚拟生产线的三维可视化效果，更能清晰的了解到真实生产线的实际生产状况。4 .数字学生产线系统主要功能4.1综合态势监测基于B1M模型数据，通过三维建模，对厂区外部楼宇

9、建筑到建筑内部空间结构进行三维展示，实现监管区域三维全景可视化。支持各类型数据源接入，融合多端业务系统数据，对设施运维、园区安防、能效管理、经营情况等关键指标分析呈现，辅助对全工厂的管理运行，减少人工投入和加强管控。4.2.能效管理监测对厂区供排水、供气、动力能耗等各个子系统运转态势进行实时监控，支持对各范畴运转关键目标进行多维可视剖析，支持能耗趋向剖析、能耗目标综合考评。4.3.智能巡检监测整个车间的设备运行状况一目了然，哪一个加工中心连续运行多天了，哪一台车房经常处于闲置状态，哪一个齿轮箱的高速轴承温度超标，哪个电机的振动超标，这些数据都能进行实时分析，准确预判设备的运行状态。系统会将有问

10、题的部位，通过三维可视化手段直观的表现出来，非常方便管理人员排查隐患。结合视频智能剖析、智能定位、智能研判技术，对厂区任务车间、库房、消防设施等管理要素进行可视化巡检监测，并可对异常情况进行实时告警、智能化调取周边监控视频。4.4.综合安防监测监控室可以直观的看到车间里的工人是否在自己的工位上，正在执行什么任务，工作效率怎么样，连续工作多长时间了，什么人在什么时候出现在了危险工作区，对讲机一呼叫就可能让一个人脱离生命危险。对厂区重点部位、人员、车辆、告警事情等要素进行实时监测，支持安防报警事情疾速显示、定位，实时调取事情周边监控视频，辅佐管理者有效提升厂区平安管控效能。4.5.便捷通行监测厂区

11、人员、车辆通行、车位运用、人员密度等进行实时监测，支持对人脸、车牌辨认后进行剖析研判，并对人员车辆异常滞留状况进行可视化告警，协助管理者实时掌握厂区通行态势。4.6.人员管理监测对车辆、人员、设备、值班信息、日常事物等数据进行多维度可视化监测与关联显示，直观展示执勤区域信息和执勤人员状况，为勤务指挥调度提供信息支撑。4.7.生产进度管控根据输入到系统的排产表，数字挛生能提前预判生产线下一天的产能，并生成一天产能所需要的耗材清单及数量。随着系统不断的自我学习，预判功能会越来越准确，可随着排产表的不断变化，预判出一周半个月或一个月的产能，帮助决策者进行生产调度管理。以工厂厂区、厂房真实生产线的仿真

12、场景为基础，通过三维建模,还原厂房内部生产/监管等设备运转情况、生产流程状态，实现虚拟世界和物理世界的相互映射，实时反映产品生产流程和进度，设备运行状态，生产安全情况。对异常流转的生产过程进行管控，实现远程调度，提高产品的产量及质量。并对生产车间内的工组进行管理，优化工时分配，提高生产效率。通过真实世界的虚拟呈现，实现厂区工序流转的全方面监控管理。4.8.设备运维监测直观看到生产线的工作状态，报告上面清晰列明了设备排产是否饱满，是否有工序堆积，堆积的原因是什么？是否有加工单元闲置，闲置的原因是什么？人流、物流、无人搬运车是否冲突，哪里交通容易拥堵，使现场人员更方便高效的实现生产线的管理。经过精

13、细化三维建模，对各类设备进行真实复现，并对各类设备具体位置、类型、运转环境、运转形态等信息进行实时监控，支持设备运转异常实时告警、详细信息查询，辅佐管理者直观掌握设备运转形态。4.9.工序流转监测以真实厂房生产线的仿真场景为进出，对各个工段、重要设备、运转流程等管理要素进行真实还原，对产品生产流程、生产进度、生产流程等进行可视化监测，完成厂区工序流转的全方面监控管理。4.10.智能管网监测对地下管网及综合管廊的地位、散布、运转形态进行智能化可视监测和片面感知，提升管理者对厂区管网全方位感知、综合性预判、一体化管控的能力和效率。4.11.仓储空间监测经过三维建模，对仓储空间的内外部环境以及修建外

14、部空间结构进行三维展现，对厂区仓储空间和环境形态进行实时监测，提升管理者对厂区各类仓储4.12.物料堆存监测经过三维建模真实再现物料堆放场景，支持设立电子围网，对不同类型堆存物料进行分区监测，并对混杂堆放进行告警；支持详细信息查询，辅佐管理者进步物料堆存场地监管力度。4.13.运输车辆监测支持对货物运输车辆的地位、速度、运转轨迹等信息进行实时监测，并可对车辆超速、偏航等异常形态实时可视化告警;支持查询详细车辆的详细信息，完成对物流车辆的全方位运转监控。4.14.应急调度系统针对设备故障、突发火情等各类安全事件，基于时间、空间、指标等多个维度建立数据阈值告警触发规则，并支持集成视频巡检、流量监测

15、、电子围栏等系统数据，自动监控各类焦点事件的发展状态，进行可视化自动告警。集成各类前端感知设备采集的实时数据，对厂区内各类突发事件的发生地、实时态势、处置情况等信息进行可视化监测，支持智能化筛选查看事件发生地周边监控视频、应急资源，同时智能化呈现最近安保人员及相关联系信息，方便指挥人员进行判定和分析，为突发事件处置提供决策支持，提高管理者对突发事件处理效率。4.15.项目管理每个订单订了多少个产品，每个产品的部件分配到哪个工序了，在明E个设备上加工的，生产进度怎么样，提前完成的，是否做好了防护和入库。排产延期的具体原因是什么？有了这些一手信息才能让企业经营者更准确的做决策。4.16.能源或资材管理系统可以整合出整个厂区的生产消耗，如焊条、刀具、热滑油等耗材消耗、管材、板材、型材等原材料消耗、水电气等能源消耗、污水、废气粉尘等污染物排放形成损耗和排放的综合数据分析报告管理者对成本一目了然。5.数字学生的价值数字李生的价值不仅体现在智能化的数据实时对接和可视化展示，弥补了各系统部门间的信息错误、遗漏和繁琐等问题，极大改善了厂区管理的时效性、精准性和全面性。而且作为运营系统的组成部分，创建和使用数字挛生可以提高智能水平。利用完整的高保真数字挛生模型，对实体工厂的生产设备、物流设备、检测与试验设备、产线和仪表的运行状况与绩效，以及生产质量、产量、能耗、工业平