現代化工廠的自動化、信息化程度都相對較高,各種系統的部署,軟硬件的聯合應用,都使得工廠管理的重要性更為突出,同時也增加了管理的工作量。究其根本原因,還是因為龐大體系下的工廠信息不透明導致的。工廠集中監控可視化管理平臺的缺失,導致管理人員無法實時、全面、準確的得知各生產及相關環節的實際狀況,更無法及時的進行排查及做好及時處理,這也造成了工廠管理的窘境。
基于這一背景,在通過三維可視化技術、快速建模技術,集成工廠實時監控設備傳感器技術(MES系統)、攝像頭、傳感器實時數據以及運營管理數據等,比較終滿足三維數字孿生工廠的管理需求。通過三維數字孿生工廠的建設,管理人員能夠實時掌握生產現場的生產進度,計劃、目標達成情況,以及生產的人員、設備、物料、質量的相關信息等,使整個生產現場完全透明。本項目主要建設內容包括:數據采集網絡、生產調度系統、三維可視化系統,項目的主體為三維可視化系統,在項目的建設過程中,需要從多個維度顧全整個工廠的方方面面,才能確保建成數字化孿生工,達到透明化管理的比較終效果。基于以上項目建設方向的提出,就是需要因地制宜的進行數據網絡的建設,采用軟硬件配合的方式將企業中大量分散的控制設備、系統進行連接,采用工業采集網關集中采集數據傳輸至生產調度系統數據中心,實現數據集中監控管理。生產調度系統數據中心也為三維可視化平臺 Forcecon-FCVP提供基礎的工廠數據,平臺將車間的三維高精度模型、工藝流程、生產運營等進行融合,做更深層次的數據挖掘,實現管理人員能夠實時直觀地查看各車間的生產流程,實現車間生產的遠程化管理,進一步提高數字工廠建設的智能化,提高車間的運營管理效率。方案亮點
可在虛擬空間中完成物理映射,形成物理維度上的實體世界和信息維度上的數字世界同生共存、虛實交融的格局。
三維可視化平臺可實現實轉虛,虛控實的過程,將數據、算法和決策分析結合在一起,建立模擬,即物理對象的虛擬映射的過程實現生產監控的一體化、精細化管理。
與力控Forcontrol、pspace系列產品的無縫對接,數據采集依靠可靠的工業通訊設計,保證采集任務的穩定運行,為平臺提供一個完整的數字化表現奠定了基礎。
方案價值
能夠對工廠進行設備運行數據分析,設備故障預警與遠程解決設備故障,生產過程線平衡損失工時統計分析,設備產能負荷預測,實現故障預判和及時維修。
覆蓋了“設備可視化、生產聯動、設備監控、遠程操控”等應用環節,提高生產過程的可控性、減少生產線上人工的干預、即時正確地采集生產線數據極大降低運營成本,提高工廠運轉的效率與安全性。
能夠將數據做一個邏輯性的關聯和管理,把各系統之間的壁壘打破,取消信息孤島,實現互聯互通和業務的整合,將工業化和信息化深度融合,提高工廠自動化和信息化水平。
功能特點
基本操作功能
平臺基本功能包括構建三維數字孿生工廠三維場景,并基于三維場景實景視點操作、指定路線瀏覽、對象定位和三維交互瀏覽、設備定位功能。
工藝流程模擬功能
工藝流程表現,虛擬孿生工廠車間真實還原現實物理生產車間,并模擬生產過程。通過對各個生產工藝的工藝流程、設備生產關鍵動作進行模擬,以動畫的形式進行展示,能夠快速展示各個生產工序的流程,同時針對不同的工序進行深度開發,將生產數據與三維模型設備進行融合,可實現三維模型設備與現實物理生產設備的聯動和控制,展示現場設備實時運行數據。
實時數據顯示功能
將SCADA、MES等系統系統的傳感器數據與三維場景相關聯,在三維傳感器模型上進行實時數據展示,實現動態數據的三維可視化展示,為系統的業務管理功能提供支撐。將傳感器時時回傳的檢測數據從數據庫中讀取,時時繪制在三維場景的設備工位、傳感器上方,時時監控設備運行狀態等,遇到超出預設值時進行警告提醒。用戶通過此功能可以調閱整個數字孿生工廠的生產情況,設備安裝變更情況等在三維場景中真實反映和表現。
設備屬性查詢
在系統場景中通過點擊各種對象查詢其屬性,包括建筑信息查詢、附屬設施查詢、設備信息查詢。能夠對數字孿生工廠系統的重要設備的運行狀態以及相關歷史屬性進行查詢,了解數字孿生工廠的運行狀態。
監控報警數據查詢
通過關聯數據庫,系統可以實時調閱、查詢所關注區域的監控和報警數據,系統支持按照時間、區域、設備類型、及高級條件匹配組合等多種查詢方式,全面貼合各階層用戶的查詢需求,利于保存、更新、維護,避免了數據信息孤島及更新維護不及時的現象,真正提升了企業信息化辦公的水平,方便企業快速分析海量數據及判定走向趨勢,提高了辦公效率。
設備告警管理功能
系統能及時對設備發生故障報警,采集報警信息,列出報警設備信息,點擊報警信息能自動定位到設備處,快速查看設備的報警情況,并且在報警設備處顯示醒目報警標簽。
設備信息可視化管理
系統提供三維數字孿生工廠的運維管理模式,實現所有獨立設備與架式設備的三維建模,可以快速搜索、定位目標設備,便捷的查詢設備信息、設備安裝應用信息、設備歸屬信息、設備運維信息以及相關運行手冊,運維人員無需頻繁進出便可清晰掌握生產產區的資產狀況。
監控可視化管理
系統可以讀取原有監控設備的數據,并存儲和顯示,可以對接環境節能系統的環境傳感器,在設備監控畫面上查看數據監控、記錄、查詢、曲線、歷史數據等功能。
設備實時聯動可視化管理
數據采集設備實時采集對應設備運行參數,將采集到的設備運行參數推送至平臺,將物理對象與虛擬對象進行映射,實現仿真軟件中模型狀態實時更新數據同真實設備運動一致,真正監控到智能工廠的真實運行情況。
虛擬仿真反向控制設備運行參數
運維人員通過數據采集設備實時運行數據分析后,根據實際需求對現場設備進行遠程參數控制,將參數指令傳輸到設備控制器中,真正做到數字孿生中的以虛控實目標。