智慧工廠數(shù)字孿生解決方案

基于3D數(shù)字孿生的智慧工廠解決方案目錄1.

背景介紹2.

構(gòu)建邏輯3.

工廠數(shù)據(jù)湖4.

3D服務(wù)引擎5.

3D生產(chǎn)導(dǎo)航6.

優(yōu)勢與價值01背景介紹程度高自動化、信息化工廠現(xiàn)代化的“骨骼與血肉”難度大旨在搭建可編輯3D模型庫，根據(jù)生產(chǎn)工藝流程，快速組態(tài)為3D生產(chǎn)工藝的“虛擬世界”，形成生產(chǎn)過程中的“骨骼”。集成工廠實(shí)時監(jiān)控設(shè)備、監(jiān)測設(shè)備、MES系統(tǒng)數(shù)據(jù)、DCS/PLC實(shí)時數(shù)據(jù)，獲取生產(chǎn)過程“真實(shí)世界”，滿足三維數(shù)字孿生工廠的數(shù)據(jù)需求，為“骨骼”提供“血與肉”。最終通過三維數(shù)字孿生工廠的建設(shè)，管理人員能夠?qū)崟r掌握生產(chǎn)現(xiàn)場的生產(chǎn)進(jìn)度、計(jì)劃、目標(biāo)達(dá)成情況，以及生產(chǎn)的人員、設(shè)備、物料、質(zhì)量等相關(guān)信息，使整個生產(chǎn)現(xiàn)場完全透明。軟硬結(jié)合應(yīng)用多管理數(shù)據(jù)冗雜各系統(tǒng)之間缺失可視化監(jiān)管建設(shè)困境3D模型缺失3D設(shè)備、串聯(lián)模塊、生產(chǎn)裝置等設(shè)備，導(dǎo)致3D可視化的生產(chǎn)工藝流程無法閉環(huán)。應(yīng)用數(shù)據(jù)雜亂孤立，無法便捷性讀取映射數(shù)據(jù)源過多，分布在硬件設(shè)備、采集終端、應(yīng)用系統(tǒng)等各個緯度，與3D模型建立映射關(guān)系難度大。成為擺設(shè)，可用性低工廠設(shè)備隨著工藝的改進(jìn)，會不斷升級。如果組態(tài)配置無法通過手工調(diào)配，會導(dǎo)致3D模型和現(xiàn)實(shí)環(huán)境的不一致，失去3D模型的意義。模型數(shù)據(jù)02構(gòu)建邏輯圖譜關(guān)系數(shù)字中臺3D生產(chǎn)車間/工廠導(dǎo)航大屏應(yīng)用采集全車間/全廠數(shù)據(jù)源產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、分析、推送，構(gòu)建工業(yè)數(shù)據(jù)湖。時空數(shù)據(jù)分析動態(tài)仿真預(yù)測虛實(shí)結(jié)合可視化實(shí)時生產(chǎn)過程仿真3D模型引擎接口交互對全車間/全廠3D模型進(jìn)行管理，對涉及生產(chǎn)工藝進(jìn)行管理和利用3D引擎進(jìn)行構(gòu)建組態(tài)。數(shù)據(jù)中臺3D模型庫組態(tài)工藝庫資源匯聚資源質(zhì)檢3D模型編輯生產(chǎn)工藝配置映射關(guān)系全數(shù)據(jù)融合生產(chǎn)步驟、時間節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)源配置模型配置3D生產(chǎn)車間/工廠導(dǎo)航根據(jù)業(yè)務(wù)需求，實(shí)現(xiàn)全車間/全廠的3D模擬仿真和實(shí)時運(yùn)行，支持時空數(shù)據(jù)分析和虛實(shí)結(jié)合的可視化。仿真場景、工藝流程、生產(chǎn)數(shù)據(jù)匯集03工廠數(shù)據(jù)湖構(gòu)建數(shù)據(jù)湖方案角色關(guān)系體現(xiàn)數(shù)據(jù)中臺數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)集成數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)接入數(shù)據(jù)存儲權(quán)限認(rèn)證/管控?cái)?shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)湖泊數(shù)據(jù)匯聚數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)清洗報表展示數(shù)據(jù)計(jì)算前端可視3D工廠3D數(shù)字孿生3D應(yīng)用數(shù)據(jù)方案架構(gòu)采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)外部系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集/集成數(shù)據(jù)采集采集OPC數(shù)據(jù)采集DCS數(shù)據(jù)采集PLC數(shù)據(jù)移動終端采集ERPMESWMS......ModbusHTTPTCP......處理協(xié)議處理MQTT日志管理模型管理應(yīng)用管理設(shè)備管理權(quán)限管理用戶管理數(shù)據(jù)整理數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議適配數(shù)據(jù)庫管理平臺安全校驗(yàn)?zāi)Ｐ托ｒ?yàn)數(shù)據(jù)校驗(yàn)事件監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)路由數(shù)據(jù)中間件數(shù)據(jù)湖泊（計(jì)算）數(shù)據(jù)湖泊（存儲）數(shù)據(jù)湖泊數(shù)據(jù)應(yīng)用數(shù)據(jù)存儲分析數(shù)據(jù)查詢數(shù)據(jù)緩存科學(xué)計(jì)算OLAP引擎原始數(shù)據(jù)多備份存儲計(jì)算數(shù)據(jù)模型多維度存儲數(shù)據(jù)應(yīng)用WEBAPP小程序電子大屏云組態(tài)應(yīng)用數(shù)據(jù)流向數(shù)據(jù)源數(shù)控機(jī)床加工機(jī)臺MQTT質(zhì)檢量儀CoAP

HTTP智能電表TCP三方系統(tǒng)NB其它類型數(shù)據(jù)…多協(xié)議網(wǎng)關(guān)Modbus數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)監(jiān)控安全校驗(yàn)?zāi)Ｐ托ｒ?yàn)業(yè)務(wù)實(shí)時計(jì)算事件實(shí)時監(jiān)控接入層管道邏輯JSON/XML/二自定義數(shù)據(jù)路由進(jìn)制

…數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)實(shí)時處理數(shù)據(jù)路由系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)控大數(shù)據(jù)資源監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)字典建模數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)治理驅(qū)動數(shù)倉管理計(jì)算層業(yè)務(wù)層ETLOLAP引擎大數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)服務(wù)中間件標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)API接口數(shù)據(jù)報表Dashboard決策支持3D可視化可視化監(jiān)管運(yùn)維數(shù)據(jù)湖形成DataLake數(shù)據(jù)分發(fā)創(chuàng)建管理操作集成API未定義的數(shù)據(jù)模型管理生命周期管理解密加密數(shù)據(jù)池管理JMSJMS按路線發(fā)送驗(yàn)證授權(quán)規(guī)則DDSDDS實(shí)時分析提醒信息跟蹤審計(jì)數(shù)據(jù)湖應(yīng)用ERPMESWMS在“01”設(shè)備人機(jī)料法人員數(shù)據(jù)物料數(shù)據(jù)工時數(shù)據(jù)設(shè)備數(shù)據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)訂單數(shù)據(jù)生產(chǎn)“02”訂單用“03號”物料總共耗時“4h”共計(jì)產(chǎn)出“5個”良品率為“60%”設(shè)備綜合狀“7分”張三車間:A班次:白班班組:A工齡:5年績效:A設(shè)備物聯(lián)數(shù)據(jù)年齡:25身高:

….DataLake第三方系統(tǒng)…數(shù)據(jù)湖應(yīng)用通過對設(shè)備數(shù)據(jù)的實(shí)時采集，實(shí)現(xiàn)對工藝質(zhì)量參數(shù)的持續(xù)追蹤。通過對工藝參數(shù)波動的跟蹤，尋找正常波動和異常波動。通過大數(shù)據(jù)分析，消除異常波動對工藝質(zhì)量穩(wěn)定性的影響，提升產(chǎn)品良品率。質(zhì)量改善涉及數(shù)據(jù)類型生產(chǎn)條件數(shù)據(jù)關(guān)鍵工序數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)043D服務(wù)引擎構(gòu)建3D服務(wù)構(gòu)建3D服務(wù)3DGIS可視化3D綜合業(yè)務(wù)輸出時空數(shù)據(jù)分析虛實(shí)結(jié)合可視化生產(chǎn)過程仿真動態(tài)仿真預(yù)測接口交互虛擬樣機(jī)數(shù)據(jù)湖接入時間節(jié)點(diǎn)動作節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)真實(shí)世界規(guī)則配置3D建模3D模型庫組態(tài)工藝庫3D模型編輯生產(chǎn)工藝配置資源匯聚資源質(zhì)檢掌握3D引擎核心技術(shù)設(shè)備-3D模型-組態(tài)-3D仿真3D智慧車間/工廠

NO.2構(gòu)建3D服務(wù)資源上傳虛擬設(shè)備樣機(jī)策略庫配置運(yùn)行設(shè)備樣機(jī)資源維護(hù)策略業(yè)務(wù)需求輸出數(shù)據(jù)湖模型上傳3D工藝組配置工藝3D模型資源維策略態(tài)建模護(hù)可視化鏈接“人、事、物”圍繞“人、事、

物”構(gòu)建數(shù)據(jù)與

3D模型庫，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與模型交換。即數(shù)據(jù)世界和模型世界建立映射關(guān)系，形成數(shù)字孿生。實(shí)現(xiàn)真實(shí)場景、業(yè)務(wù)流程的遠(yuǎn)程監(jiān)控，從而通過數(shù)據(jù)分析，節(jié)點(diǎn)狀態(tài)分析，優(yōu)化生產(chǎn)流程、業(yè)務(wù)流程，提高效率。掌握3D核心底層技術(shù)3D模型支持編輯生產(chǎn)工藝組態(tài)化搭建物理映射閉環(huán)提供3D模型底層編輯功能，企業(yè)可自主調(diào)整模型的比例、尺寸、材質(zhì)等屬性。支持根據(jù)生產(chǎn)工藝流程，組建3D工藝組態(tài)，企業(yè)自主拖拽式設(shè)計(jì)，一鍵部署，靈活地適用于現(xiàn)實(shí)工藝的變更。快速對接工業(yè)數(shù)據(jù)、搭載模型驅(qū)動，完成虛擬空間的物理映射，形成物理維度上的實(shí)體世界和信息維度上的數(shù)字世界同生共存、虛實(shí)交融的格局。053D生產(chǎn)導(dǎo)航3D可視化打破生產(chǎn)過程界限構(gòu)建生產(chǎn)過程虛實(shí)交融體系可在虛擬空間中完成物理映射，形成物理維度上的實(shí)體世界和信息維度上的數(shù)字世界同生共存、虛實(shí)交融的格局。打破生產(chǎn)過程界限生產(chǎn)過程時空分析數(shù)據(jù)壁壘可實(shí)現(xiàn)實(shí)轉(zhuǎn)虛，虛控實(shí)的過程，將數(shù)據(jù)、算法和決策分析結(jié)合在一起，建立數(shù)字孿生模型。即物理對象到虛擬對象的映射，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)監(jiān)控的一體化、管理過程的精細(xì)化。驅(qū)動策略虛實(shí)結(jié)合設(shè)備運(yùn)行結(jié)構(gòu)化時空分析設(shè)備故障預(yù)警能夠?qū)S進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析，設(shè)備故障預(yù)警，生產(chǎn)過程平衡，損失工時統(tǒng)計(jì)分析，設(shè)備產(chǎn)能負(fù)荷預(yù)測，實(shí)現(xiàn)故障預(yù)判。遠(yuǎn)程診斷設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)可視化故障預(yù)警能夠?qū)收项A(yù)警，通過3D精細(xì)化設(shè)備模型，進(jìn)行可視化數(shù)據(jù)分析，作出遠(yuǎn)程診斷，處理設(shè)備故障，保證產(chǎn)線的運(yùn)轉(zhuǎn)。運(yùn)行負(fù)荷遠(yuǎn)程診斷生產(chǎn)工藝3D組態(tài)實(shí)時運(yùn)轉(zhuǎn)3D工藝組態(tài)漫游工藝流程表現(xiàn)：虛擬孿生工廠車間真實(shí)還原現(xiàn)實(shí)物理生產(chǎn)車間，并模擬生產(chǎn)過程。通過對各個生產(chǎn)工藝的工藝流程、設(shè)備生產(chǎn)關(guān)鍵動作進(jìn)行模擬，以動畫的形式進(jìn)行展示，能夠快速展示各個生產(chǎn)工序的流程。生產(chǎn)過程實(shí)時仿真針對不同的工序進(jìn)行實(shí)時仿真，將生產(chǎn)數(shù)據(jù)與三維模型設(shè)備進(jìn)行融合，可實(shí)現(xiàn)三維模型設(shè)備與現(xiàn)實(shí)物理生產(chǎn)設(shè)備的聯(lián)動和控制，展示現(xiàn)場設(shè)備實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)、生產(chǎn)過程，形成與現(xiàn)實(shí)世界生產(chǎn)工藝同步的仿真生產(chǎn)過程。3D智慧車間生產(chǎn)導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)化場景3D智慧車間生產(chǎn)導(dǎo)航總廠概覽智能車間3D設(shè)備管理生產(chǎn)線GIS位置生產(chǎn)數(shù)據(jù)概覽預(yù)警數(shù)據(jù)概覽3D產(chǎn)線流程模擬3D實(shí)時生產(chǎn)監(jiān)管3D設(shè)備運(yùn)行管理設(shè)備遠(yuǎn)程診斷設(shè)備遠(yuǎn)程操作基本操作數(shù)據(jù)可視化模型精細(xì)化操作易用化自動漫游設(shè)備定位路線瀏覽視點(diǎn)操作06價值與優(yōu)勢高效：3-1效率（3周1車間）設(shè)備數(shù)據(jù)接入整合能力豐富的項(xiàng)目實(shí)施經(jīng)驗(yàn)適用于工業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)、生產(chǎn)過程采集數(shù)據(jù)與處理的中間站，快速整合全廠應(yīng)用系統(tǒng)，形成工業(yè)數(shù)據(jù)湖。豐富的項(xiàng)目實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，掌握核心建模技術(shù)通用的業(yè)務(wù)架構(gòu)方案標(biāo)準(zhǔn)化的項(xiàng)目管理流程，確保項(xiàng)目質(zhì)量。自主研發(fā)的3D服務(wù)引擎，輕量化的設(shè)計(jì)理念，可移植性高。組態(tài)化的3D生產(chǎn)導(dǎo)航架構(gòu)，適用于80%的連續(xù)性生產(chǎn)企業(yè)，操作簡單，部署快捷。強(qiáng)大：業(yè)主可自主輸出3D智慧工廠以3D能力授權(quán)的方式，為企業(yè)提供模型編輯能力和復(fù)制能力，生產(chǎn)工藝升級或者新增車間，企業(yè)可自主基于3D引擎服