基于D数字孪生的智慧工厂解决方案

目录1.

背景介绍2.

构建逻辑3.

工厂数据湖4.

3D服务引擎5.

3D生产导航6.

优势与价值整理制作：郎丰利1519制作时间：2023年睿利而行整理制作：郎丰利1519制作时间：2023年睿利而行整理制作：郎丰利1519制作时间：2023年睿利而行01背景介绍程度高自动化、信息化工厂现代化的“骨骼与血肉”难度大旨在搭建可编辑3D模型库，根据生产工艺流程，快速组态为3D生产工艺的“虚拟世界”，形成生产过程中的“骨骼”。集成工厂实时监控设备、监测设备、MES系统数据、DCS/PLC实时数据，获取生产过程“真实世界”，满足三维数字孪生工厂的数据需求，为“骨骼”提供“血与肉”。最终通过三维数字孪生工厂的建设，管理人员能够实时掌握生产现场的生产进度、计划、目标达成情况，以及生产的人员、设备、物料、质量等相关信息，使整个生产现场完全透明。软硬结合应用多管理数据冗杂各系统之间缺失可视化监管建设困境3D模型缺失3D设备、串联模块、生产装置等设备，导致3D可视化的生产工艺流程无法闭环。应用数据杂乱孤立，无法便捷性读取映射数据源过多，分布在硬件设备、采集终端、应用系统等各个纬度，与3D模型建立映射关系难度大。成为摆设，可用性低工厂设备随着工艺的改进，会不断升级。如果组态配置无法通过手工调配，会导致3D模型和现实环境的不一致，失去3D模型的意义。模型数据02构建逻辑图谱关系数字中台3D生产车间/工厂导航大屏应用采集全车间/全厂数据源产生的数据，对数据进行存储、分析、推送，构建工业数据湖。时空数据分析动态仿真预测虚实结合可视化实时生产过程仿真3D模型引擎接口交互对全车间/全厂3D模型进行管理，对涉及生产工艺进行管理和利用3D引擎进行构建组态。数据中台3D模型库组态工艺库资源汇聚资源质检3D模型编辑生产工艺配置映射关系全数据融合生产步骤、时间节点数据源配置模型配置3D生产车间/工厂导航根据业务需求，实现全车间/全厂的3D模拟仿真和实时运行，支持时空数据分析和虚实结合的可视化。仿真场景、工艺流程、生产数据汇集03工厂数据湖构建数据湖方案角色关系体现数据中台数据采集数据录入系统集成数据采集数据采集数据接入数据存储权限认证/管控数据存储数据湖泊数据汇聚数据计算数据清洗报表展示数据计算前端可视3D工厂3D数字孪生3D应用整理制作：郎丰利1519制作时间：2023年睿利而行整理制作：郎丰利1519制作时间：2023年睿利而行整理制作：郎丰利1519制作时间：2023年睿利而行数据方案架构采集现场数据外部系统数据采集/集成数据采集采集OPC数据采集DCS数据采集PLC数据移动终端采集ERPMESWMS......ModbusHTTPTCP......处理协议处理MQTT日志管理模型管理应用管理设备管理权限管理用户管理数据整理数据汇聚协议适配数据库管理平台安全校验模型校验数据校验事件监控数据路由数据中间件数据湖泊（计算）数据湖泊（存储）数据湖泊数据应用数据存储分析数据查询数据缓存科学计算OLAP引擎原始数据多备份存储计算数据模型多维度存储数据应用WEBAPP小程序电子大屏云组态应用数据流向数据源数控机床加工机台MQTT质检量仪CoAP

HTTP智能电表TCP三方系统NB其它类型数据…多协议网关Modbus数据存储系统监控安全校验模型校验业务实时计算事件实时监控接入层管道逻辑JSON/XML/二自定义数据路由进制

…数据协议转换数据实时处理数据路由系统基础设施监控大数据资源监控数据字典建模数据分析数据治理驱动数仓管理计算层业务层ETLOLAP引擎大数据存储数据服务中间件标准数据API接口数据报表Dashboard决策支持3D可视化可视化监管运维整理制作：郎丰利1519制作时间：2023年睿利而行整理制作：郎丰利1519制作时间：2023年睿利而行整理制作：郎丰利1519制作时间：2023年睿利而行数据湖形成DataLake整理制作：郎丰利1519制作时间：2023年睿利而行整理制作：郎丰利1519制作时间：2023年睿利而行整理制作：郎丰利1519制作时间：2023年睿利而行数据分发创建管理操作集成API未定义的数据模型管理生命周期管理解密加密数据池管理JMSJMS按路线发送验证授权规则DDSDDS实时分析提醒信息跟踪审计整理制作：郎丰利1519制作时间：2023年睿利而行整理制作：郎丰利1519制作时间：2023年睿利而行整理制作：郎丰利1519制作时间：2023年睿利而行数据湖应用ERPMESWMS在“01”设备人机料法人员数据物料数据工时数据设备数据生产数据订单数据生产“02”订单用“03号”物料总共耗时“4h”共计产出“5个”良品率为“60%”设备综合状“7分”张三车间:A班次:白班班组:A工龄:5年绩效:A设备物联数据年龄:25身高:

….DataLake第三方系统…数据湖应用通过对设备数据的实时采集，实现对工艺质量参数的持续追踪。通过对工艺参数波动的跟踪，寻找正常波动和异常波动。通过大数据分析，消除异常波动对工艺质量稳定性的影响，提升产品良品率。质量改善涉及数据类型生产条件数据关键工序数据质量检测数据043D服务引擎构建3D服务构建3D服务3DGIS可视化3D综合业务输出时空数据分析虚实结合可视化生产过程仿真动态仿真预测接口交互虚拟样机数据湖接入时间节点动作节点业务节点真实世界规则配置3D建模3D模型库组态工艺库3D模型编辑生产工艺配置资源汇聚资源质检掌握3D引擎核心技术设备-3D模型-组态-3D仿真3D智慧车间/工厂

NO.2构建3D服务资源上传虚拟设备样机策略库配置运行设备样机资源维护策略业务需求输出数据湖模型上传3D工艺组配置工艺3D模型资源维策略态建模护可视化链接“人、事、物”围绕“人、事、

物”构建数据与

3D模型库，实现数据与模型交换。即数据世界和模型世界建立映射关系，形成数字孪生。实现真实场景、业务流程的远程监控，从而通过数据分析，节点状态分析，优化生产流程、业务流程，提高效率。掌握3D核心底层技术3D模型支持编辑生产工艺组态化搭建物理映射闭环提供3D模型底层编辑功能，企业可自主调整模型的比例、尺寸、材质等属性。支持根据生产工艺流程，组建3D工艺组态，企业自主拖拽式设计，一键部署，灵活地适用于现实工艺的变更。快速对接工业数据、搭载模型驱动，完成虚拟空间的物理映射，形成物理维度上的实体世界和信息维度上的数字世界同生共存、虚实交融的格局。053D生产导航3D可视化打破生产过程界限构建生产过程虚实交融体系可在虚拟空间中完成物理映射，形成物理维度上的实体世界和信息维度上的数字世界同生共存、虚实交融的格局。打破生产过程界限生产过程时空分析数据壁垒可实现实转虚，虚控实的过程，将数据、算法和决策分析结合在一起，建立数字孪生模型。即物理对象到虚拟对象的映射，实现生产监控的一体化、管理过程的精细化。驱动策略虚实结合设备运行结构化时空分析设备故障预警能够对工厂进行设备运行数据的分析，设备故障预警，生产过程平衡，损失工时统计分析，设备产能负荷预测，实现故障预判。远程诊断设备运行数据可视化故障预警能够对故障预警，通过3D精细化设备模型，进行可视化数据分析，作出远程诊断，处理设备故障，保证产线的运转。运行负荷远程诊断生产工艺3D组态实时运转3D工艺组态漫游工艺流程表现：虚拟孪生工厂车间真实还原现实物理生产车间，并模拟生产过程。通过对各个生产工艺的工艺流程、设备生产关键动作进行模拟，以动画的形式进行展示，能够快速展示各个生产工序的流程。生产过程实时仿真针对不同的工序进行实时仿真，将生产数据与三维模型设备进行融合，可实现三维模型设备与现实物理生产设备的联动和控制，展示现场设备实时运行数据、生产过程，形成与现实世界生产工艺同步的仿真生产过程。3D智慧车间生产导航标准化场景3D智慧车间生产导航总厂概览智能车间3D设备管理生产线GIS位置生产数据概览预警数据概览3D产线流程模拟3D实时生产监管3D设备运行管理设备远程诊断设备远程操作基本操作数据可视化模型精细化操作易用化自动漫游设备定位路线浏览视点操作06价值与优势高效：3-1效率（3周1车间）设备数据接入整合能力丰富的项目实施经验适用于工业设备数据、生产过程采集数据与处理的中间站，快速整合全厂应用系统，形成工业数据湖。丰富的项目实施经验，掌握核心建模技术通用的业务架构方案标准化的项目管理流程，确保项目质量。自主研发的3D服务引擎，轻量化的设计理念，可移植性高。组态化的3D生产导航架构，适用于80%的连续性生产企业，操作简单，部署快捷。强大：业主可自主输出3D智慧工厂以3D能力授权的方式，为企业提供模型编辑能力和复制能力，生产工