3D可視化虛擬孿生技術助力河鋼新產線
今日，北京科技大學工程技術研究院（北科工研）與河鋼股份有限公司簽訂《冷軋3D可視化系統(tǒng)》合同，標志著3D可視化虛擬孿生系統(tǒng)正式落地河鋼集團承鋼分公司。
隨著自動化水平的提升，以及企業(yè)對人均鋼產量的追求，傳統(tǒng)的被動式生產監(jiān)控方式已經無法滿足生產者、管理者對生產的感知效率，亟需一種集中化、智能化的生產管控方式。針對企業(yè)在該方面的需求，北科工研提出3D虛擬孿生系統(tǒng)解決方案，集成生產報表、質量管控、設備維檢、視頻監(jiān)控、安全防護等系統(tǒng)，自動監(jiān)控各系統(tǒng)運行信息，并對潛在的或已發(fā)生的生產狀況進行實時預警。在該項目中，以河鋼承鋼新建的釩鈦高強冷軋板項目為對象，使用3D仿真技術建立連續(xù)式酸洗機組和熱基鍍鋅機組虛擬生產線，并通過實時生產數據驅動3D虛擬生產線與實際生產線同步，實現(xiàn)對生產過程的全方位實時、智能監(jiān)控，建立物料跟蹤、產品質量、設備狀態(tài)和生產決策的集中管控中心，大大提高生產管控效率。
此次為河鋼股份提供的冷軋3D可視化系統(tǒng)包含以下功能：
(1) 數據采集與融合
從ERP、MES、過程自動化控制（L2）、基礎自動化控制（L1）、儀表等系統(tǒng)采集數據，采用數據分析算法，對實時數據進行集成與融合，獲得反映生產計劃、物料跟蹤、設備狀態(tài)、產品質量等結構化數據，供可視化系統(tǒng)使用。
(2) 3D虛擬孿生模型
對承鋼正在建設的連續(xù)式酸洗機組和熱基鍍鋅機組進行3D數字映射，以1:1比例尺寸建立3D虛擬孿生模型，包含車間布局、產線布置、設備結構、裝配關系等三維空間信息。
(3) 生產可視化
針對連續(xù)酸洗與熱基鍍鋅生產中的關鍵工藝，使用實時數據驅動3D虛擬產線與實際生產線同步，實現(xiàn)對關鍵生產工藝的監(jiān)控與分析，促進工藝研究與產品質量提升，包含工藝可視化、設備可視化、物料可視化三個方面。工藝可視化中，根據生產工藝原理，設計可視化工藝。以鋅層厚度控制過程為例，將鋅層厚度的影響因素（如鋅鍋、氣刀各項參數）與鋅層厚度結果進行可視化，用于鋅層質量的監(jiān)控與分析。在鋅層厚度控制工藝中，前期生產數據較少的情況下，基于模型驅動；隨著生產數據的不斷積累，以及智能數據感知模型的應用，采用基于模型驅動與數據驅動的雙驅動模式，提高模型預測精度。
在上述三個功能外，3D虛擬孿生系統(tǒng)還可以作為生產信息的集中管控平臺，將產品質量、設備維檢、生產報表、人員實時定位、安全管理與預警等進行集中化、智能化監(jiān)控，對各項信息進行融合分析，為生產者、管理者提供決策支持，并跟進執(zhí)行效果，形成良性循環(huán)管理體系。
