传统钢厂内部各系统与技术往往相互独立,现有管理系统多基于二维地图构建,难以真实还原地理位置与空间信息,无法有效支撑对重点区域、场所与建筑的三维数字化应用需求。同时,由于缺乏配套的地图管理平台,导致地图信息更新滞后、钢厂数据维护困难、地图时效性难以保障。多数业务系统在地图功能与业务深度融合方面仍有较大提升空间。为全面提升管理效率,引入数字孪生技术成为关键路径,可实现全厂区可视化与智能化管控,推动构建一体化智能厂区管理平台。
数字孪生钢厂三维可视化管理平台以技术融合为核心,整合数字孪生技术、物联网感知技术及无人机倾斜摄影技术等前沿手段,构建覆盖钢厂主园区及钢丝绳厂、高线厂、焦化厂、原料场等二级厂区,包含厂区道路、生产车间、核心产线、关键设备在内的全要素三维数字模型。在此基础上,平台进一步集成融合现有各类传感器的全息感知数据、业务系统运营数据及监控视频流数据,支持对全厂区或重点区域的生产动态、视频监控画面、能源消耗、物流调度、环保指标及设备故障信息等进行实时可视化呈现。同时,平台具备数据趋势分析与故障自动报警能力,可形成智能、高效、联动的全方位监控指挥体系,为工厂管理层的科学决策提供坚实的数据支撑。
1. 数字孪生钢厂三维可视化管理平台功能
数字孪生钢厂三维可视化管理平台的核心价值在于精准映射厂区资产的几何特征与运行状态,其功能架构主要由厂区概览模块、生产数据可视化模块及智慧安全管控模块三部分构成,各模块协同实现 “全要素可视、全流程可控”。
1.1 厂区概览
厂区概览模块是数字孪生钢厂三维可视化管理平台的核心功能,不仅展示企业简介、产品信息、厂区基本概况与企业荣誉,还提供高精度地物模型展示。
地物模型支持自动漫游与地图两种模式,支持对建筑、道路、设备等进行单体化操作,实现独立管理与实时信息展示。自动漫游模式可按规定路线直观呈现厂区生产运行与能耗状况。
1.2 生产数据展示
生产数据展示模块具有分厂选择功能,通过读取生产控制系统的相关数据,实时展示生产设备运行状态,结合订单信息、质量检测信息及产量信息,生成生产订单一张图,形成闭环管理,直接生成生产相关图表,降低管理难度。通过多维数据融合,将厂区内重点区域的生产运行数据如生产信息、设备信息等以 OPC、MODBUS 等协议接入并以标签形式叠加至数字孪生场景之上,接入异常事件数据,联合生产、设备数据实现主动预警,构建数字孪生智能产线。
1.3 智慧安全管控
智慧安全管控模块通过接入厂区各门禁闸机数据,实时展示人和车辆的出入记录,实现各类自动检测报警,包括行人闯入、车辆闯入、异常车辆等。同时检测门禁闸机设备的运行情况。
通过三维可视化分区查看该区域监控列表。同时配有显示监控点位置的厂区简易小地图,通过点击监控点可查看该监控点实时监控画面。另针对重点监管位置的监控画面做实时展示,可随时发现异常,避免事故发生。
通过三维地图展示实现全程真实作业情况的实时同步监控,形成集中、统一的管理视角,实现了三维模型与现实的融合显示,方便管理者从全局视角进行决策和操作。
2. 数字孪生钢厂三维可视化管理平台应用价值
2.1 提升了管理手段
数字孪生钢厂三维可视化管理平台能有效推进企业的精细化管理,从宏观、实时、高效的管理视角,为管理者提供了点、面结合的支撑能力,既可以纵览全局,从广度上概览整体情况,又可以聚焦细节,从深度上把控具体落地。
2.2 提高了生产效率
数字孪生钢厂三维可视化管理平台能实时监测和分析生产过程中的数据,及时发现问题和瓶颈,并采取相应的措施进行优化,从而提高生产效率和质量。
2.3 提高了人员安全系数
数字孪生钢厂三维可视化管理平台通过对视频监控系统、闸机、门禁系统数据介入后进行统一分析处理,及时发现人员异常,并发出报警,及时对异常行为进行处理,从而避免人员异常状况带来的安全隐患。
2.4 降低了风险成本
数字孪生钢厂三维可视化管理平台通过监测及时发现安全风险和隐患,尽早解决可能发生的故障;通过安全仿真和模拟实验来验证和优化生产过程,从而减少原材料浪费和能源消耗,提高设备资产的利用率。
数字孪生钢厂三维可视化管理平台通过实时展现全厂区内各分厂生产数据、视频监控画面、能源消耗、物流等信息,实现可视化联动,打造钢厂基础数据底座,赋能钢厂实现全面智能制造。
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