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浙江中控技術股份有限公司
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閱讀：71發布時間：2024-2-7
電影《鋼鐵俠》中經典一幕：托尼·斯塔克通過全息影像技術輔助戰衣升級，新穎的數字化設計方式，令人大開眼界。科技的進步使人擺脫圖紙和實物的束縛，在一個高度仿真的虛擬化環境中進行創作和實驗，雖然這只是科幻電影，但這代表了人類對未來數字孿生技術應用的美好憧憬。
數字孿生（Digital Twin）概念由NASA提出，并應用于航天飛機的健康維護與保障。
| 數字孿生，指充分利用物理模型、傳感器、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。它作為虛擬空間中對實物的鏡像，反映了對應物理實體的全生命周期過程。 |
簡單來說，數字孿生就是創造一個物理實體的數字化雙胞胎，它的載體是信息化平臺。
其的特點在于它是“活"的，通過各種傳感器采集數據，輸入預設的模型和算法，產生與真實系統表現一致的動態效果。這種數據流動是實時和雙向的，仿真運算的分析結果可反饋到真實系統，進一步指導決策和行動。
在工業領域，數字孿生應用范圍涵蓋企業的全生命周期，從規劃設計到運營維護，能切實幫助企業優化設計、提升工作績效、改善產品質量、降低成本。例如，利用模型加減速，預測風險或趨勢，及時調整生產計劃。
結合AR/VR技術，還可以讓員工沉浸式體驗3D數字化工廠，提升知識與技能；模擬事故演練，增強企業的應急管控能力。
2020年4月，國家和聯合發布《推進上云用數賦智行動 培育新經濟發展實施方案》，將數字孿生提到與大數據、人工智能、5G等并列的高度，倡議開展數字孿生創新計劃。
根據市場調查，70%以上的受訪企業對數字孿生及其相關專業知識缺乏認知。但多數企業對此充滿期待，迫切希望了解數字技術如何幫助其取得成功。
作為中國自動化和信息化領域的，中控在流程工業的數字孿生技術方面沉淀了多年的專業經驗，能實現對工藝流程、生產裝置以及控制系統的虛擬仿真，真實完整地呈現企業的數字化雙胞胎。
中控的數字孿生解決方案，以多維度模型驅動為基礎，虛實互動為特點，通過工藝機理建模、控制系統仿真、三維可視化等技術，再現全流程數字化工廠；融合自我感知、機器學習、實時交互等技術，可實現虛擬與真實環境的互動，達到兩者的高效迭代和閉環優化。
在企業全生命周期中的應用場景
規劃設計階段：數字化交付、設計參數校驗、工藝可行性分析、工業裝置安全完整性分析
建設投運階段：控制方案設計與測試驗證、操作仿真培訓、FAT虛擬調試、裝置開停車預演
生產運營階段：工況實時預測、事故重演與分析、工藝優化、APC控制方案研究
技術特點
01嚴格的機理算法
基于嚴格的熱力學和動力學機理，由狀態方程求解化學平衡和相平衡，適應于多組分、多相變、復雜物理化學反應的體系，具備靈活的外延性與P-F傳遞方程算法，能確保物理性質，傳遞特性和相位行為的準確計算。
02動態及穩態仿真
提供圖形化、低誤差、交互性的動態和穩態全過程模擬仿真。
03豐富的物性庫與設備模型庫
具有數千個組分的物性數據庫、數千對二元交互作用參數，多種狀態方程可供選擇，支持外部組份物性數據庫，如DIPPR，DDBST等。通過精細的設備尺寸、規格和性能來搭建準確的虛擬工廠及數字化車間，提供高精度的仿真模型。
04控制系統仿真與控制算法庫
采用的虛擬控制器技術，無需昂貴的硬件，在軟件環境下，模擬所有數據采集、控制及執行過程，是測試、驗證、優化控制算法和邏輯的工具。
05培訓與考核
提供包括工藝、裝置及儀器、控制系統、監控操作、半實物仿真、遠程云培訓等多種培訓和考核方式。
06沉浸式3D數字工廠
采用3D可視化技術，可實現操作結果與三維數字工廠的數據聯動。在AR設備的輔助下，使操作更加身臨其境。3D仿真還可拓展設備認知、拆解、檢修和故障應急處置等技能。
典型行業應用
的工業企業都在加速利用數字孿生、數字主線、虛擬現實、機器學習、工業物聯網等新技術進行數字化轉型，以提升自身的能力和競爭優勢。中控也將不斷升級和優化數字孿生解決方案，助力企業“安全、環保、節能、提質、增效"核心訴求的提升，為企業的數字化轉型帶來實踐。
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