数字孪生赋能中国“智”造，51WORLD五大要素助力工业数字化转型

数字经济发展浪潮下，如何实现企业数字化、智慧化转型已成为关键命题。在十四五规划中，数字经济单独成篇，与之相关的各种数字技术也成为了争相关注的方向。

两会期间，有关“数字孪生”的讨论热度也不断攀升，相关搜索同比增长104%。

▲图片来源：新华社客户端

数字孪生技术能在各行各业的生产实践中，起到快速响应、降本增效的作用。作为制造业第一大国，加速推动制造业数字化转型对国家发展至关重要。

在工业领域，数字孪生技术不仅带来了管理者综合监管可视化角度的转变，更重要的是为研发人员和一线工人带来了作业方式的科技变革。

51WORLD以数字孪生技术为依托，打造了生产、运营、维护全方位把控的工业数字孪生解决方案。

目前，51WORLD已与招商局、长沙轨交、航科院、航天科技、中船重工、国家电网、北控水务、上汽集团、中铁工程等工业领域代表合作伙伴建立了友好的合作关系，在港口、轨道、航空、航天、船舶、能源、水利、汽车、制造等多个细分领域已有数字孪生港口、工厂、轨道、机场、水利、制造等案例落地……

▲51WORLD部分合作伙伴

51WORLD工业数字孪生解决方案通过映射和并联现实中环境、设备、生产物料、人员等关键信息，实现虚拟空间实时映射、感知、分析、预测和监控能力，极大提升了工业制造数字孪生解决方案观察、定位、决策、行动等实际应用价值。

下面我们从五大要素、三大功能角度，一起看看工业数字孪生解决方案如何助力工业制造实现数字化、智能化转型。

数字孪生解决方案

全方位把控工业制造流程

51WORLD工业制造数字孪生解决方案，实现了制造工厂的全景化管理和智能制造的精细化生产管理。

方案基于数字孪生的可视化能力和数据融合的特点，将生产作业环境下两个维度的信息进行整合从而实现孪生智控。

业务维度

可呈现订单、排产、物料、制造、售出等环节以及生产流程中的能耗监控等应用。

空间维度

从空间维度出发，可呈现厂区、工厂、车间、产线、设备等区域以及作业场景下的人员监控等应用。

数字孪生工业制造解决方案针对生产、管理、运营各个环境进行全方位把控，有效从原有的工作流程中提升效率，优化产品及服务。

• 针对管理者：提供工业厂区结合工业互联网的信息宏观的对生产进行监管，对产能、效能现状进行业务感知，帮助决策者完成业务方向的把控、指导；

• 针对生产单元团队：在具体细分业务中融合数据中台与业务中台的管理数据，在数据孪生场景中完成业务数据融合，能够及时将设备生产变化进行结果预测，服务细分业务单元的生产效率提升；

• 针对工厂运营保障团队：在整体宏观生产中保障园区的安全、通行、调度、资产、能源、环境等其他辅助业务的产生建设，与业务部门形成良好配合，安全生产、高效生产。

  
  

五大要素赋能工业数字孪生

51WORLD工业数字孪生解决方案从以下五大方面赋能工业制造各个环节，实现工业制造流程优化。

01

综合态势监管

人员管理

数字孪生工厂场景中，可以根据人员的定位数据，呈现工厂中工人的布局情况，并根据人的有效管理半径或业务中对工人管理范围的约束，融合呈现人员与工厂车间设备的运行管理关系。

工人、管理人员、参观人员、保洁人员等多种类型，都可以根据标签设定，在数字孪生场景中全面呈现人员分布态势，做到人员综合监管。

车辆管理

车辆孪生与工厂人员分布不同，以车辆参与业务类型为区分标准，利用车辆的定位或摄像头定位的数据，可以在数字孪生场景中综合呈现不同作业车辆的情况，例如各种搬运类车辆、牵引车、堆顶车，或职工私家车等。

02

设备无人化运转

如果说工业制造的未来愿景是无人化，那么以机器人、机床为代表的生产设备则是实现愿景的最佳途径。设备的运转模式、参数变化以及工作节拍，均对产品的品质与生产效率有着最为直接的影响。

优化生产流程

数字孪生通过对数字场景中设备的虚拟作业，可以实现在不干涉实际生产条件下的作业仿真与优化，辅助工厂进行生产调节或生产流程优化。

高效排查故障

数据驱动的数字设备，在运行异常时，能够通过可视化方式高效排查故障，解决肉眼不可见问题。随着数字技术不断在实操中优化，工厂设备的无人化运转能力将不断升级。

03

最少的原料生产最多优质产品

从物料到成品的演变是工业制造重点关注的问题之一，如何用尽量少的原料，生产出尽量多的合格产品。

高效生产过程管控

数字化场景可以清晰呈现物料储备、生产流程等主要信息变化，辅助决策者了解产品生产流程回溯或定向工艺回溯，从而分析生产过程中损耗，为工艺优化提供决策支持。

成品质量反馈

对于已生产出的产品，孪生场景不仅能规划堆存空间，结合产品出库信息提升发运效率，还能通过在线监测快速、精准反馈产品质量问题，提升产品品控。

04

优化流程精益求精

提升制造水平的关键在于，做到作业流程与生产工艺能效平衡。

制造流程调优

数字孪生可以打破传统工厂作业流程和工艺提升所受的资金、占地规模等物理限制，帮助工厂自由设计、调优产业布局，在不断测试、验证自身工艺和仿真结果的同时验证新模式。

05

安全生产是底线

安全生产包括人身安全、过程安全、场所安全、资产安全等方方面面。因此，数字孪生将安全生产视为对工厂对全范围、全时段管理。

人身安全

工业制造数字孪生解决方案可以通过人员定位锁定其信息与操作资质，以电子围栏进行误入告警。此外，对于场景的孪生还原，还能让工人对工厂内紧急避险的方式和道路更熟悉，从而最大限度保障作业人员处于安全作业条件下。

环境安全

孪生场景中，可将IoT数据与信息化系统数据化无形为有形，进行清晰的可视化呈现，更好地把控生产环境维度、湿度或空气成分等。

设备与能源安全

结合设备重点参数、能源使用情况，以及同比、环比信息数据，安全隐患能够清晰的在孪生场景中暴露，做到及时防范、即时处置。

资产安全

对重点资产设立安全区域，监控重点资产状态与定位能够有效防止资产外流，在保障生产资料安全的同时降低无用开支。

平台技术助力三大服务升级

51WORLD致力于打造平台型的数字孪生服务，基于自研的AES全要素场景与智慧互联，对工业制造提供全要素的数字孪生技术支持，助力制造业可持续数字升级，实现绿色“智”造。

在此基础上，基于AES前端应用框架，数字孪生技术可助力工厂实现生产、运营、维护平台的开发，以及场景要素数据的绑定开发。

在不同的产品使用场景中，数字孪生解决方案都可以提供信息集中监控和线上管理模式，协同物料采购、生产制造、产品配送，形成产学研用一体化的产品平台；在研发、制造、管理、商务、物流等各个环节，数字孪生都能进行信息共建，形成个性化定制与产研信息共享的运营平台；全生命周期的产品维护，产品的交付和售后进行跟踪，形成安全可信的产品运维管理平台。

依托51WORLD平台技术研发的工业制造数字孪生解决方案，可以提供基础、业务、仿真三大数字环境下的功能服务。

基础组件

为用户提供厂区综合概览、车辆设备监控、生产环境监控、人员管理监控、区域运行和职能状态监控，以及门禁周界摄像头等综合安防监控。

业务组件

为用户提供车间工位的生产作业流程监控、物流流转与仓储管理、设备运行与运维管理、产品状态与个性化定制、生产能耗双碳监控，以及生产范围内人机物安全运行管理监控。

仿真组件

为用户提供虚拟车间产线的生产流程模拟，虚拟设备车床的运行作业仿真，并进行火灾、断电、气体泄露等异常事件应急处置的仿真与推演，厂区基站信号覆盖及感应器范围仿真、工厂生产区域巡检模拟等。

加速中国工业智能化发展

工业制造正在全力迈入数字化、智能化阶段。数字孪生生产模式下的工业发展，是制造业转型的必经之路。

51WORLD工业制造数字孪生解决方案可以帮助和完善现有业务团队对于厂区的生产管理、生活服务、安全运营，从原有的工作流程中提升效率，优化运营服务。

数字经济时代背景下，51WORLD将持续探索创新技术，为工业制造数字化转型提供更完善、更高效的技术和产品，加速中国工业发展早日实现全面智能化。

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https://www.51aes.com/technology/smart-factory?cont=132