不用親臨車間的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，透過大屏幕就能對(duì)車間內(nèi)的一切了如指掌。不僅能隨時(shí)查看車間員工所處的位置和工作狀態(tài)，還能隨時(shí)查看車間里各個(gè)設(shè)備的配置、位置、運(yùn)行狀態(tài)、物料的準(zhǔn)備情況，以及設(shè)備內(nèi)部各部件的狀態(tài)，一旦出現(xiàn)安全威脅和設(shè)備故障還能提出預(yù)警……這些并不是科幻電影中的場(chǎng)景，而是重慶旗能電鋁有限公司（以下簡(jiǎn)稱“旗能電鋁”）已經(jīng)落地了的現(xiàn)實(shí)。旗能電鋁攜手軟通動(dòng)力，引入數(shù)字孿生技術(shù)，通過三維建模，對(duì)工廠設(shè)備和整體環(huán)境進(jìn)行可視化呈現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的安全可視化監(jiān)控，促進(jìn)了安全生產(chǎn)，提升了公司管理水平，為企業(yè)邁向智能化奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

傳統(tǒng)制造業(yè)要升級(jí)數(shù)字化技術(shù)是剛需

旗能電鋁成立于2008年，是由重慶市國(guó)資委下屬重慶市能源投資集團(tuán)有限公司主要出資并控股的大型國(guó)有企業(yè)，注冊(cè)資本18.29億元。公司是以電解鋁為基礎(chǔ)，集電力、物流、信息化服務(wù)、區(qū)域電網(wǎng)為一體、鋁-電-網(wǎng)一條龍經(jīng)營(yíng)的大型企業(yè)，是重慶地區(qū)規(guī)模最大、兩化融合程度最高的電解鋁供應(yīng)商。

作為一家典型的傳統(tǒng)鋁業(yè)制造企業(yè)，旗能電鋁面臨著傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)的壓力，正致力于通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型推動(dòng)企業(yè)從傳統(tǒng)制造向智能制造轉(zhuǎn)型。一直以來，旗能電鋁非常重視數(shù)字化技術(shù)，作為電解鋁行業(yè)首家采用MES、ERP信息化系統(tǒng)，對(duì)電解、發(fā)電與鐵路實(shí)行一體化管控的企業(yè)，引領(lǐng)了行業(yè)的信息化發(fā)展。經(jīng)過多年的建設(shè)，目前旗能電鋁已經(jīng)具備比較好的信息化基礎(chǔ)，但如何進(jìn)一步通過數(shù)字化技術(shù)加速旗能電鋁的數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程，賦能企業(yè)的發(fā)展成為旗能電鋁要面對(duì)的一個(gè)問題。數(shù)字孿生技術(shù)的發(fā)展讓旗能電鋁找到了突破口。

旗能電鋁面臨以下需求：公司需要一套系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能工廠展示、掌控生產(chǎn)狀態(tài)、對(duì)公司整體環(huán)境、生產(chǎn)車間及設(shè)備、安全重點(diǎn)監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行可視化監(jiān)控；通過設(shè)備的互聯(lián)互通，將車間的生產(chǎn)設(shè)備等數(shù)字化設(shè)備實(shí)現(xiàn)程序網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集、程序集中管理、數(shù)據(jù)溯源、大數(shù)據(jù)分析、可視化展現(xiàn)、智能化決策支持，將設(shè)備由以前的單機(jī)工作模式，升級(jí)為數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的管理模式；企業(yè)需要更大范圍、更高效率、更加精準(zhǔn)地優(yōu)化生產(chǎn)和服務(wù)資源配置，促進(jìn)企業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

而數(shù)字孿生技術(shù)正好可以幫助旗能電鋁克服這些挑戰(zhàn)。一方面，通過數(shù)字孿生技術(shù)可以將處于不同部門、不同系統(tǒng)數(shù)據(jù)格式的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，實(shí)現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合；另一方面，通過數(shù)字孿生技術(shù)提升設(shè)備工作效率和操作透明度，對(duì)車間生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)監(jiān)控，并進(jìn)一步催生出個(gè)性化定制、智能化生產(chǎn)等新模式、新業(yè)態(tài)。

引入數(shù)字孿生 加速智慧工廠建設(shè)

了解到數(shù)字孿生技術(shù)對(duì)于提升公司管理水平的價(jià)值后，旗能電鋁決定在“電廠鋁廠一體化運(yùn)行方式”和“冰晶石-氧化鋁融鹽電解法生產(chǎn)工藝”項(xiàng)目中引入數(shù)字孿生技術(shù)，對(duì)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)智能化改造。通過公開招投標(biāo)，旗能電鋁選擇與軟通動(dòng)力合作來完成數(shù)字孿生工廠的建設(shè)。

接手項(xiàng)目后，軟通動(dòng)力依托其數(shù)字孿生平臺(tái)IssMeta，融合AIoT技術(shù)能力，為旗能電鋁打造出一體化的孿生工廠，實(shí)現(xiàn)了全廠區(qū)空間精準(zhǔn)化監(jiān)控、工藝流程實(shí)時(shí)仿真、遠(yuǎn)程運(yùn)維、安全模擬演練、雙碳能源減排等主要業(yè)務(wù)功能，圓滿地達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

在數(shù)字孿生工廠的建設(shè)中，三維建模是基礎(chǔ)，也是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。軟通動(dòng)力基于IssMeta技術(shù)平臺(tái)的智能逆向建模技術(shù)，結(jié)合激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)構(gòu)建的全廠實(shí)景孿生模型，真實(shí)還原了旗能電鋁智能工廠從宏觀到微觀的虛擬場(chǎng)景；通過數(shù)據(jù)智能匹配實(shí)現(xiàn)了對(duì)工廠、重點(diǎn)生產(chǎn)區(qū)域、安全重點(diǎn)區(qū)域?qū)\生空間的構(gòu)建，并通過對(duì)接（包含槽控系統(tǒng)、電廠SIS系統(tǒng)、MES系統(tǒng)、高溫鋁液系統(tǒng)等）構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)圖譜，形成工廠孿生資產(chǎn)，對(duì)孿生體對(duì)象實(shí)現(xiàn)信息可視、可追溯、可共享的規(guī)則；實(shí)現(xiàn)了物理廠區(qū)的數(shù)字化精準(zhǔn)化映射、設(shè)備生產(chǎn)要素的全方位同景還原。

軟通動(dòng)力還依托IssMeta產(chǎn)品的仿真技術(shù)、工藝流程組件、工藝流程算法、藍(lán)圖組件等關(guān)鍵技術(shù)，針對(duì)生產(chǎn)過程中關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)的重點(diǎn)事故（電解槽漏槽、油罐爆燃、氨氣泄漏），搭建了重點(diǎn)事故模擬訓(xùn)練環(huán)境，形成預(yù)警方案庫，輔助作業(yè)線人員對(duì)操作流程、應(yīng)急響應(yīng)、處理預(yù)案做到了然于胸，并可遠(yuǎn)程對(duì)每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)節(jié)點(diǎn)的信息追蹤，輔助管理能源調(diào)度，提高人員處理問題效率，提升生產(chǎn)安全意識(shí)。

另外，通過數(shù)字孿生工廠的建設(shè)，當(dāng)前廠區(qū)可達(dá)到所見即所得的業(yè)務(wù)信息處理，對(duì)于生產(chǎn)中的各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視透明的展示與查看，便于各業(yè)務(wù)周期的人員信息同步與統(tǒng)一協(xié)作。

值得一提的是，在構(gòu)建數(shù)據(jù)圖譜的過程中，還通過設(shè)備的互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)了車間數(shù)字化設(shè)備數(shù)據(jù)的融合，將設(shè)備由以前的單機(jī)工作模式向網(wǎng)絡(luò)化、智能化的管理模式升級(jí)，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和利用打下了良好的基礎(chǔ)。

目前該系統(tǒng)已經(jīng)投入運(yùn)行，取得了非常好的效果。在2022年一季度運(yùn)行期間支撐了電解鋁車間持續(xù)安全生產(chǎn)90天的生產(chǎn)活動(dòng)，保障了在疫情壓力下的第一季度安全生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)指標(biāo)提前10天達(dá)成，實(shí)現(xiàn)了疫情下的重慶原鋁供應(yīng)保障。同時(shí)，第一季度旗能電鋁公司相比去年同期原鋁產(chǎn)量提升10%，該系統(tǒng)的上線運(yùn)行也發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

工業(yè)元宇宙推動(dòng)制造業(yè)數(shù)字化升級(jí)

當(dāng)前，中國(guó)制造業(yè)正面臨向數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期，轉(zhuǎn)型成功與否決定了企業(yè)在未來生存和發(fā)展的命運(yùn)，也決定了未來制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的態(tài)勢(shì)。《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》明確提出，到2035年規(guī)模以上制造業(yè)企業(yè)全面普及數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，重點(diǎn)行業(yè)基本全面實(shí)現(xiàn)智能化，推動(dòng)制造業(yè)數(shù)字化戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型已迫在眉睫。

在推動(dòng)制造業(yè)邁向智能化的諸多技術(shù)之中，數(shù)字孿生備受關(guān)注，也被寄予厚望。利用數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)現(xiàn)物理世界的工廠在虛擬世界的一對(duì)一映射和實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)，打通虛擬世界與物理世界，通過虛實(shí)融合，不僅可以實(shí)現(xiàn)了可視化展示，還可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)預(yù)警以及運(yùn)營(yíng)優(yōu)化，成為當(dāng)下智慧工廠建設(shè)中的熱門技術(shù)。

軟通動(dòng)力依托其在制造行業(yè)多年積累的豐富行業(yè)經(jīng)驗(yàn)和數(shù)字化技術(shù)，打造出了IssMeta數(shù)字孿生平臺(tái)。該平臺(tái)深度融合人工智能、大數(shù)據(jù)、數(shù)字孿生等前沿技術(shù)，將信息、技術(shù)、設(shè)備與產(chǎn)業(yè)綜合體管理需求有機(jī)結(jié)合，覆蓋設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控、數(shù)據(jù)交互聯(lián)動(dòng)、巡檢管理數(shù)字化、工藝仿真及參數(shù)智能調(diào)優(yōu)、仿真模擬應(yīng)急訓(xùn)練等多個(gè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)對(duì)工廠的實(shí)時(shí)映射、感知、分析、預(yù)測(cè)和監(jiān)控，可以幫助企業(yè)提升數(shù)字化能力，提升管理水平，為下一步智慧工廠的建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

今天，數(shù)字孿生技術(shù)賦能的智慧工廠已經(jīng)成為制造業(yè)的發(fā)展剛需，通過打造智慧工廠提高生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)效率和管理水平正成為越來越多制造企業(yè)的選擇。隨著智慧工廠的普及，數(shù)字孿生也將迎來大發(fā)展時(shí)期，而作為扎根制造行業(yè)多年并已經(jīng)在數(shù)字孿生技術(shù)率先布局的軟通動(dòng)力也必將迎來更多機(jī)遇和更大舞臺(tái)，為中國(guó)制造企業(yè)邁向智能制造發(fā)揮更大價(jià)值。

審核編輯：湯梓紅