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產品與解決方案 通用產品-工業4.0 智慧制造 基于數字孿生技術的智慧制造監控系統
基于數字孿生技術的智慧制造監控系統
概述

Digital Twin數字孿生是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數據,集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程,在虛擬空間中完成映射,從而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程。 數字孿生實現了現實物理系統向虛擬空間數字化模型的反饋,這樣,就可以真正在工廠制造的全生命周期范圍內,保證數字與物理世界的協調一致。各種基于數字化模型進行的各類仿真、分析、數據積累、挖掘,甚至人工智能的應用,都能確保它與現實物理系統的適用性。這就是數字孿生?對智慧制造的意義所在。 由于生產制造設備大多都是獨立運行,無法直觀形象的從整體對生產過程進行監控和管理,東華基于數字孿生技術的智慧制造監控系統恰好彌補了這一不足。通過在系統平臺中采用數字孿生技術對車間生產制造設備3D建模,并且應用物聯網技術集成GIS展現、3D廠區仿真、智能制造、環境監控、門禁監控、視頻聯動、報警分析、人員定位等多個系統信息模塊,實現了多個系統的關聯分析,提高了生產制造的整體管理水平,并極大的提升了企業的生產質量和運營效率。 通過Web瀏覽器的方式,在三維場景中可以全方位的了解各個車間的實時生產狀況,極大的方便了生產過程的實時監控、故障診斷和排查。由于東華智慧制造監控系統采用許多高新技術,集中體現在系統集成能力和人機交互模式的創新,帶來了管理制度和管理模式的創新,實現了多部門的協同管理,大大提升了生產制造各個環節的管理效率。

產品功能

本系統集成了GIS展現、3D廠區仿真、智能制造、環境監控、門禁監控、視頻聯動、報警分析、人員定位等多個系統功能模塊,結合了平臺的SCADA、3D、GIS等功能,所有的集成系統完全通過VR虛擬實現三維情景中的實體對象進行交互,所有集成的信息完全與三維情景融合,點擊三維場景中的某個對象,可以實現對設備的生產狀況查看,歷史數據查詢,生產指令下達等操作,同時結合報警聯動,視頻追蹤,可以及時發現生產中的異常運行情況,實現信息的全面實時監控和故障的快速應對。

1、GIS展現

采用GIS技術,在真實的遙感地圖上展現生產企業在全國各個分公司的整體布局,實現了基于集團公司的生產狀況全景展現和各個生產企業主要KPI生產數據的實時監控和查看。

 


2、3D廠區仿真

工業環境中高危場合的狀態監控通常采用遠程自動化或無人值守方式實現,傳統監控軟件由組態軟件及虛擬儀表等平面式監控系統構成,非但不直觀而且學習和掌握時具有一定的難度,如果監控點數量大且在空間分布上存在嵌套或交疊,傳統監控系統界面上的交互信息會過度密集、復雜,存在檢測點很難迅速準確地進行空間定位的問題。

東華智慧制造監控系統通過全景3D方式進行生產數據展現:完全在虛擬空間真實的再現了生產布局、車間分布和設備狀態;系統提供給用戶多個觀察視角來實現空間多角度方位的觀測和漫游。3D 視景模型管理模塊可導入并渲染廠區環境、室內環境以及機器和儀表等物體的三維模型,并且還可渲染三維物體的光照和紋理等細節,特別適合高危場合的生產狀態監控。

 


3、智能制造

智能制造模塊通過工業以太網、現場總線和通訊協議等物聯網技術采集廠區設備和儀表的狀態數據,操作員在三維廠區視景內直接對設備和儀表進行交互操作,實時監控設備和儀表的生產過程數據及其故障狀況。

智能制造模塊能與整個車間的中央控制系統結合,能自動將每個操作數據上傳至歸檔數據庫。這些數據將形成每個設備運行操作的“電子檔案”,并保存15年以上以供查詢,最大程度的保證未來出現的任何質量問題和事故都可追溯。

產品品質最終要經過質量保證體系的考驗,因此對于車間而言,數字化質保也是其生產流程的核心控制環節。制造監控模塊可以按工段布置多個質量控制節點,對生產過程中的質量數據進行采集和分析,發現問題就地解決,避免一個階段的問題流入到下一個階段。

由于對操作人員所有生產操作包括:操作時間、操作者、操作碼及描述、節點名、過程數據等都有記錄,起到了監督作用,可大大提高工作效率和產品質量。

 


4、環境監控

生產制造企業應著重管理原料倉庫、生產車間、成品倉庫和運輸過程的環境監控,為安全生產以及產品品質的穩定性提供決策依據。我們見過很多傳統的管理辦法就是:由管理人員不定時查看、記錄倉庫和車間的環境參數,發現異常情況后再采取補救措施。這樣的管理辦法有很多弊端,比較費時間和人力,而且記錄的數據因為有人為的因素,數據不是很客觀,不太符合現代化企業管理的要求。 

東華智慧制造系統環境監控模塊采用實時智能環境監控方案,在三維場景下實時監測相對濕度、溫度和環境污染等參數,當數據變化或達到預警值時實時報警,避免生產人員中毒隱患及氣體爆炸隱患。

 


5、門禁監控

門禁監控模塊能夠在3D場景下集成門禁、考勤、巡更于一體,滿足工廠數字化管理的需求。門禁監控模塊以全新的界面、直觀的感覺、簡易的操作、完善的功能實現員工、權限、考勤等管理。同時平臺數據庫記錄所有系統事件,并且能夠實現與環境監控、生產監控等功能的聯動。



6、視頻聯動

智慧制造監控平臺視頻監控模塊能夠集成廠區數字視頻監控系統,實現對監控錄像文件的快速檢索、定位、比對及備份;實現統一的身份認證和權限管理,保證信息和數據的安全;實現實時視頻監控、歷史視頻調閱、視頻行為分析等功能。

通過數據相關性分析,實現了設備與視頻,門禁與視頻,報警與視頻,電力與設備等多種形式的系統聯動。不僅能夠全面了解攝像頭的分布范圍和視頻監控的掃描范圍,還能結合實時視頻監控圖像,對監控管理者有一種身臨其境的感覺,對生產操作工有一種領導時時在身邊的感覺,可以極大提高工人的工作積極性及生產管理效率。


 

7、報警分析

報警分析功能為用戶提供各類監測系統的實時報警信息包括超限報警、開關報警、系統在線設備的故障記錄。系統自動統計出昨日、當日、當前的報警故障個數,并可點擊查看相應詳細信息,可以按子系統、類別、等級、日期段等條件查詢和統計歷史報警或故障信息。系統可以查詢任何系統中設備的開停情況,如開時間、次數等,可查看累計量信息及統計圖表,還可查看整個系統的網絡故障信息可方便用戶管理。系統選擇日期查看某測點歷史數據的曲線,在曲線的值坐標上可以自定義刻度。

當系統出現故障和報警的時候會自動彈出窗口或彈出報警條,根據用戶自定義的等級嚴重性排序,并提供聲光報警。依據其影響程度進行分類、分級。類別包括:影響安全、影響生產、普通報警或故障;等級包括:一級、二級、三級。以歷史趨勢,報表等形式,實現歷史數據的匯總,查詢,查看,分析。提供曲線繪制、報表生成及打印等必備的后置處理手段,便于用戶對系統做全面、及時的分析與決策。

 


8、人員定位

當前大型工廠制造企業,人員管理主要依靠監管人員進行現場管理的方式,這種方式不但需要監管人員親臨現場,而且并不能從根本上解決人員管理問題。比如車間分布較分散,監管人員需要不斷巡視各車間;人員較多時,并不能對每個人員起到監管作用。隨著企業規模擴大,人員的增多,隨之而來的是如何提高監管人員的工作效率,管理好每個人員,對企業管理來說至關重要。  

針對工廠人員管理的難題,東華智慧制造監控系統人員定位管理模塊可以集成工廠人員定位系統,可以從根本上解決工廠人員管理的問題。系統不但解決了監管人員要到現場進行巡查的麻煩,并且能夠解決對每個人的實時監管。監管人員只要坐在電腦旁,在三維場景中即可實現實時監控。系統不僅節省大量人力,而且極大的提高了工作效率。實現人員從上班打卡考勤到下班打卡考勤整個過程中的實時監控、歷史信息查看,從而讓管理者能夠對人員在工作期間的活動情況一幕了然,當出現緊急情況時可立刻定位到人員,進行及時處理。


優勢特點

1、3D實時監控

1為操作人員在遠程監控時提供身臨其境的3D感受,實現遠端的無人或少人值守,達減員增效的目的。

2當發生重大報警時自動彈出現場攝像頭,使調度人員根據報警數據、3D環境和實時圖像,快速準確做出判斷并采取措施,避免停產所造成的損失。

3當有領導來視察工作時,在大屏上3D實時顯示所有設備的生產狀況,提升公司龍頭品牌形象,有力推動市場宣傳和營銷工作。

2、實時故障診斷

1通過設備故障診斷系統實時、智能、提前報警設備異常狀況,及時通知維修,避免設備事故,減少設備維修費用。

2通過設備故障周期分析系統,智能分析易損配件的計劃購買時間和數量,減少由于大量購買配件所造成的資金積壓。

3通過矩陣知識庫故障診斷系統,智能分析事故發生原因,提高處理事故的速度和準確性,減少設備故障所造成的損失。

3、實時能耗分析

1實時顯示所有設備的能耗曲線,當超出正常能耗范圍時,自動報警通知維修,避免設備發熱所造成的損失

2根據一天中不同時段的電價情況,實時顯示所有設備當天的電費曲線,促使客戶改變用電習慣,避峰填谷節約電費。

3通過對比所有設備的歷史能耗情況,及時發現能耗不正常的設備,發現異常設備并節約電費。

4、移動互聯訪問

1將領導手機升級為大屏高性能設備,與時俱進,以便更快更全面的了解生產情況。

2當領導不在辦公室時或者出差時,通過手機實時了解生產狀況和設備狀況,如同領導就在現場指揮工作。

3當出現重大報警時通過手機通知領導,讓領導及時調遣和處理,避免重大事故。

 


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