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隨著數字化轉型的浪潮席卷全球，數字孿生技術正成為推動工業4.0和智能制造的關鍵力量。本文深入探討了數字孿生技術在大宗產業園區的應用案例，揭示了這一技術如何賦能園區管理、提升運營效率，并為企業帶來革命性的變化。

一、數字孿生：數字化設施、數字化業務、數字化運營

1、如何理解數字孿生？

數字孿生就是實例化、格式化、數字化、軟件化真實世界的過程，從幫助企業更好的進行管理、監測、運營，為企業數字化轉型提供有力支撐。

2、國家戰略層面如何看待數字孿生技術？

早在2021年發布的十四五規劃中，就明確了加快推進制造強國、質量強國建設，同時也提出全國進行數字化轉型的指導要求，數字孿生作為數字化轉型的重要手段不斷被強調。

圍繞機械、航空、電子、電子、大宗供應鏈等重點領域，建設數字化車間和智能工廠，構建面向裝備全生命周期的數字孿生系統，推進基于模型等系統工程（MBSE）規模應用，依托工業互聯網平臺實現裝備的預測性維護與健康管理。

國家八部委聯合發文，要求推進智能制造、綠色制造示范工廠建設，構建面向工業生產全生命周期的數字孿生系統，探索數字孿生技術智能應用場景，并推進相關標準的制修訂工作，加大標準試驗驗證力度。

3、數字孿生技術應用場景有哪些？

二、數字孿生建設理念

“可視引擎+數據引擎”雙核驅動：在數字空間構建與物理空間高度相似的工廠級、車間級、產線級、設備級的可視化模型，通過數據驅動，在三維空間中圍繞智能化生產的作業、資源、設備等資產和數據進行實時可視化展示，設備狀態實時監測與告警，打造可視、可管、可控的數字孿生管理平臺。

平臺設計思路

依托5G、工業互聯網、人工智能、虛擬現實、工業機器人等先進的“工業4.0”數字化技術為基礎，以數字孿生為理念，以可視化為特色，圍繞全面態勢監測、智能生產管理、綠色工廠建設、智慧安全運營四大主題，打造建設兼顧“對外展示匯報、對內運營監測”的智慧數字孿生平臺，統一實行對人員、物料、設備、環境等設施設備的可視化管理，更有效的保障生產安全，提升故障服務效率，降低廠區運維成本，最終全面提升廠區綜合管理水平。

• 全面態勢監測：通過全面物聯網搭建運營中樞的數據底座，實現生產制造&廠區運營的運營數據改善。
• 智能生產管理：通過數據融合集成和結合業務場景的深層數據分析治理，實現對設備、生產、工藝流程的輔助高效故障排查。
• 綠色工廠管理：立足國家30·60戰略目標，響應“綠色制造”建設倡導，探索節能降碳智慧工廠的能源管理。
• 智慧安全運營：圍繞廠區故障快速定位，對園區安全、環境等進行全方位的監管，實現廠區智慧可視化管理。

數字孿生IOC平臺架構

三、數字孿生技術實際應用場景案例

1、智能生產管理

（1）產線監測：直觀呈現車間產線的分布，并以信息牌方式顯示每條產線的重點指標（如當前生產任務、生產進度情況等），點擊任一產線，可以圖表展示產線工序中所有設備指標狀態，點擊單 個設備可查看詳細信息；當車間生產過程有工序設備發生告警時，可直接定位到告警所處位置，并通過空間查詢能力，聯動周邊攝像頭調取實時畫面進行故障確認和處置聯動。

（2）倉儲管理：

• 倉庫環境可視化：實現倉儲（原料庫、成品庫、半成品庫）區域分布與貨架分布可視化；
• 儲位管理可視化：對倉儲儲位使用情況，儲位分布、儲位物次占用等情況進行綜合可視，可進行貨位或物資快速搜索，查詢物資所在貨位，并可查看當前存儲物料詳細信息。同時并聯動視頻監控調取庫區實時畫面。
• 庫存管理可視化：綜合呈現庫存情況、庫存占比、臨時/呆滯物料庫存排名等情況，并可以呈現庫存物料位置分布情況；
• 出入庫可視化：綜合展示出庫/入庫處理情況，月度出入單量趨勢走勢；
• AGV/叉車作業可視化：通過對接AGV/叉車調度管理系統，全面掌握車輛實時位置，作業情況。

（3）經營分析：集成SRM、ERP系統、MES系統。打通訂單與生產計劃、生產與上下游供應商的客戶訂單或預測數據，一屏掌握訂單情況、銷售情況、生產情況、計劃執行情況，保障銷售訂單到計劃履行無一遺漏，實現銷售拉動訂單。訂單拉動計劃的數據全流程閉環，同時有助于領導層進行生產資源的排期與決策。

2、綠色工廠建設

（1）用能監測：對工廠用電、用水、用氣按年度/月度、分區/分項進行統計，對照明、空調整體用能情況、資產工況進行統計呈現，實現各類水表、電表、照明、空調末端設備的點位分布可視；設 備資產信息查看及故障定位與故障快速處置；全面掌握廠水電氣使用情況，清晰的了解高耗能、用能異常的具體場景與原因。

（2）碳盤查

基于工廠用能、碳減排、碳匯的監測、核算、統計和分析的關鍵指標數據，全面掌握工廠碳排放、碳減排、碳匯及達峰中和情況；

展示各類設施不同時間、不同場景下園區的直接碳排放、間接碳排放、其他間接碳排放的情況，對廠區進行碳家底盤查，為日后碳相關服務（如：碳交易）打下基礎。

（2）碳服務

在“雙碳”戰略目標要求下，依托廠區碳盤查、碳排放監測數據和各類匯聚的數據成果，碳服務提供碳達峰/碳中和的預測路徑及數據可視，同時對碳排放趨勢與廠區產值、員工 人數、能源消費的對比分析數據進行一屏統覽，為長期低碳發展打下堅實的基礎。

3、智慧安全運營

1）可視化監控

直觀展示廠區和車間內的攝像頭設備分布，通過三維平臺直接點取攝像頭調取實時的視頻畫面，從“通過畫面找位置”到“通過位置找畫面”，提升管理效率；對于重點監控位 置支持視頻畫面固定全時顯示，確保重點生產區域的生產安全；設備發生告警支持高亮顯示，并可快速定位所在位置調取畫面，便于管理人員快速了解告警信息，迅速采取措施。

兩側圖表看板提供綜合數據展示視頻資產工況、視頻設備狀態（在線、離線、故障）信息、設備資產列表、當日值班人員信息等。

2）周界防控

集成周界系統數據，對廠區布設的周界監測設備分布直觀展示；并突出展示出周界防護的圍欄防護區域和邊界；對于有人員闖入或翻墻等事件時，可高亮閃爍告警發生位置，并 可快速定位告警所在位置，同步聯動調取視頻監控，及時掌握現場畫面并進行聯動處置；不間斷的保障廠區周界安全。

3）安全消防

消防設施管理：全面實現對消防設施、消防通道、消防登高區等消防資源的可視化管理，直觀展示消防設備的位置分布、點擊可查看設備詳情等，提升基礎設施運維效率；

安消聯動：廠區出現消防報警，可通過直觀呈現消防疏散路線圖、安全區域點位，更好地指揮員工進行安全疏散。同時定位到該設備，通過空間查詢能力調取周邊視頻畫面，輔助 判斷確定告警的真實性，提高事故的處置效率。

4）車輛物流

集成物流管理系統，呈現整個車輛的排班計劃表；同時掌握車輛物流綜合數據（廠區停車總覽、園區車輛情況、物流使用情況、今日車輛預約）情況等；

點擊任一庫房，可查看碼頭明細（如預約車輛詳細車牌號、單據號、預約類型，不同的預約類型用不同底色顯示，幫助管理者直觀了解。

四、數字孿生技術應用于大宗產業園區的價值分析

1、打通數據孤島：

打破系統之間既有壁壘， 在IOC平臺中全面對資產 實現可視、可查、可管、 可控。綜合提升廠區的管 理效率，保障工廠生產安 全、提升制造質量。

2、提高協同效率：

實現多部門，多崗位協同 共享，加速業務流轉和事 件閉環，實現智能生產、 安全運營，提效降本。

3、支撐運營決策：

通過三維建模還原，實現 虛實關聯映射，建立廠區 管理的統一視圖，支撐管 理人員進行高效、精準的 進行診斷和決策。

4、創新展示窗口：

實現智能生產和精益服務 水平可視化、透明化，打 造企業數字化科技創新展 示平臺。