不用親臨車間的生產現(xiàn)場，透過大屏幕就能對車間內的一切了如指掌。不僅能隨時查看車間員工所處的位置和工作狀態(tài)，還能隨時查看車間里各個設備的配置、位置、運行狀態(tài)、物料的準備情況，以及設備內部各部件的狀態(tài)，一旦出現(xiàn)安全威脅和設備故障還能提出預警……這些并不是科幻電影中的場景，而是重慶旗能電鋁有限公司（以下簡稱“旗能電鋁”）已經落地了的現(xiàn)實。旗能電鋁攜手軟通動力，引入數(shù)字孿生技術，通過三維建模，對工廠設備和整體環(huán)境進行可視化呈現(xiàn)，實現(xiàn)了生產現(xiàn)場的安全可視化監(jiān)控，促進了安全生產，提升了公司管理水平，為企業(yè)邁向智能化奠定了堅實的基礎。

傳統(tǒng)制造業(yè)要升級數(shù)字化技術是剛需

旗能電鋁成立于2008年，是由重慶市國資委下屬重慶市能源投資集團有限公司主要出資并控股的大型國有企業(yè)，注冊資本18.29億元。公司是以電解鋁為基礎，集電力、物流、信息化服務、區(qū)域電網為一體、鋁-電-網一條龍經營的大型企業(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)產業(yè)優(yōu)化升級的壓力，正致力于通過數(shù)字化轉型推動企業(yè)從傳統(tǒng)制造向智能制造轉型。一直以來，旗能電鋁非常重視數(shù)字化技術，作為電解鋁行業(yè)首家采用MES、ERP信息化系統(tǒng)，對電解、發(fā)電與鐵路實行一體化管控的企業(yè)，引領了行業(yè)的信息化發(fā)展。經過多年的建設，目前旗能電鋁已經具備比較好的信息化基礎，但如何進一步通過數(shù)字化技術加速旗能電鋁的數(shù)字化轉型進程，賦能企業(yè)的發(fā)展成為旗能電鋁要面對的一個問題。數(shù)字孿生技術的發(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)實現(xiàn)智能工廠展示、掌控生產狀態(tài)、對公司整體環(huán)境、生產車間及設備、安全重點監(jiān)控區(qū)域進行可視化監(jiān)控；通過設備的互聯(lián)互通，將車間的生產設備等數(shù)字化設備實現(xiàn)程序網絡通信、數(shù)據遠程采集、程序集中管理、數(shù)據溯源、大數(shù)據分析、可視化展現(xiàn)、智能化決策支持，將設備由以前的單機工作模式，升級為數(shù)字化、網絡化、智能化的管理模式；企業(yè)需要更大范圍、更高效率、更加精準地優(yōu)化生產和服務資源配置，促進企業(yè)產業(yè)轉型升級。

而數(shù)字孿生技術正好可以幫助旗能電鋁克服這些挑戰(zhàn)。一方面，通過數(shù)字孿生技術可以將處于不同部門、不同系統(tǒng)數(shù)據格式的海量數(shù)據進行匯總，實現(xiàn)多源異構數(shù)據融合；另一方面，通過數(shù)字孿生技術提升設備工作效率和操作透明度，對車間生產設備進行精準監(jiān)控，并進一步催生出個性化定制、智能化生產等新模式、新業(yè)態(tài)。

引入數(shù)字孿生 加速智慧工廠建設

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

接手項目后，軟通動力依托其數(shù)字孿生平臺IssMeta，融合AIoT技術能力，為旗能電鋁打造出一體化的孿生工廠，實現(xiàn)了全廠區(qū)空間精準化監(jiān)控、工藝流程實時仿真、遠程運維、安全模擬演練、雙碳能源減排等主要業(yè)務功能，圓滿地達到了預期目標。

在數(shù)字孿生工廠的建設中，三維建模是基礎，也是關鍵環(huán)節(jié)。軟通動力基于IssMeta技術平臺的智能逆向建模技術，結合激光點云數(shù)據構建的全廠實景孿生模型，真實還原了旗能電鋁智能工廠從宏觀到微觀的虛擬場景；通過數(shù)據智能匹配實現(xiàn)了對工廠、重點生產區(qū)域、安全重點區(qū)域孿生空間的構建，并通過對接（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）構建統(tǒng)一的數(shù)據圖譜，形成工廠孿生資產，對孿生體對象實現(xiàn)信息可視、可追溯、可共享的規(guī)則；實現(xiàn)了物理廠區(qū)的數(shù)字化精準化映射、設備生產要素的全方位同景還原。

軟通動力還依托IssMeta產品的仿真技術、工藝流程組件、工藝流程算法、藍圖組件等關鍵技術，針對生產過程中關鍵生產環(huán)節(jié)的重點事故（電解槽漏槽、油罐爆燃、氨氣泄漏），搭建了重點事故模擬訓練環(huán)境，形成預警方案庫，輔助作業(yè)線人員對操作流程、應急響應、處理預案做到了然于胸，并可遠程對每個生產環(huán)節(jié)節(jié)點的信息追蹤，輔助管理能源調度，提高人員處理問題效率，提升生產安全意識。

另外，通過數(shù)字孿生工廠的建設，當前廠區(qū)可達到所見即所得的業(yè)務信息處理，對于生產中的各類業(yè)務數(shù)據進行可視透明的展示與查看，便于各業(yè)務周期的人員信息同步與統(tǒng)一協(xié)作。

值得一提的是，在構建數(shù)據圖譜的過程中，還通過設備的互聯(lián)互通，實現(xiàn)了車間數(shù)字化設備數(shù)據的融合，將設備由以前的單機工作模式向網絡化、智能化的管理模式升級，為后續(xù)的數(shù)據分析和利用打下了良好的基礎。

目前該系統(tǒng)已經投入運行，取得了非常好的效果。在2022年一季度運行期間支撐了電解鋁車間持續(xù)安全生產90天的生產活動，保障了在疫情壓力下的第一季度安全生產經營指標提前10天達成，實現(xiàn)了疫情下的重慶原鋁供應保障。同時，第一季度旗能電鋁公司相比去年同期原鋁產量提升10%，該系統(tǒng)的上線運行也發(fā)揮了關鍵作用。

工業(yè)元宇宙推動制造業(yè)數(shù)字化升級

當前，中國制造業(yè)正面臨向數(shù)字化、智能化轉型的關鍵時期，轉型成功與否決定了企業(yè)在未來生存和發(fā)展的命運，也決定了未來制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的態(tài)勢?！丁笆奈濉敝悄苤圃彀l(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、網絡化，重點行業(yè)基本全面實現(xiàn)智能化，推動制造業(yè)數(shù)字化戰(zhàn)略轉型已迫在眉睫。

在推動制造業(yè)邁向智能化的諸多技術之中，數(shù)字孿生備受關注，也被寄予厚望。利用數(shù)字孿生技術實現(xiàn)物理世界的工廠在虛擬世界的一對一映射和實時聯(lián)動，打通虛擬世界與物理世界，通過虛實融合，不僅可以實現(xiàn)了可視化展示，還可以實現(xiàn)精準預警以及運營優(yōu)化，成為當下智慧工廠建設中的熱門技術。

軟通動力依托其在制造行業(yè)多年積累的豐富行業(yè)經驗和數(shù)字化技術，打造出了IssMeta數(shù)字孿生平臺。該平臺深度融合人工智能、大數(shù)據、數(shù)字孿生等前沿技術，將信息、技術、設備與產業(yè)綜合體管理需求有機結合，覆蓋設備運行監(jiān)控、數(shù)據交互聯(lián)動、巡檢管理數(shù)字化、工藝仿真及參數(shù)智能調優(yōu)、仿真模擬應急訓練等多個業(yè)務領域，實現(xiàn)對工廠的實時映射、感知、分析、預測和監(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奠定堅實的基礎。

今天，數(shù)字孿生技術賦能的智慧工廠已經成為制造業(yè)的發(fā)展剛需，通過打造智慧工廠提高生產經營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)展時期，而作為扎根制造行業(yè)多年并已經在數(shù)字孿生技術率先布局的軟通動力也必將迎來更多機遇和更大舞臺，為中國制造企業(yè)邁向智能制造發(fā)揮更大價值。

審核編輯：湯梓紅