智慧化工园区数字孪生应用方案（40页 PPT）

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智慧化工园区数字孪生应用方案 01 化工园区政策及资金背景 加入星球获取更多更全的数智化解决方案 2017 工 业 和 信 息 化 部 发 布 的 《国 家 新型工业化产业示范基地 2017 年 工作要点》 。 提 出 “ 要 推 动 互 联网 + 示 范 基 地 发 展 ， 加大对 智 慧化工园区 ( 示范基地 ) 的 经 验 总 结 和 宣 传 推 广 2022 2020 年 1 月 29 日，应急管理 部 《化工园区安全风险智能化管 控平台建设指南（试行） 》。 • 2022 年 8 月， 《安全生产 预 防和应急救援能力建设补助 资金管理办法》 2023 2023 年 3 月，应急管理部发 布 《 2023 年度化工园区安全整 治提升工作方案》 2023 年 11 月，应急管理部 《化工园区安全风险排查治理 导则》 2021 《智慧化工园区建设指南》于 2021 年 5 月 1 日开始实施。 主 要包括八方面的内容， 即 安全 生产、环境管理、应急管 理、 封闭管理、运输管理、 能源管 理、办公管理以及公 共服务 2019 标 准 制 定 工 作 组 正 式 面 向 行 业 进 行 《 智 慧 化 工 园 区 建 设 指 南 》 国 家 标 准 草 案 的 意 见 征 询 。 该 标 准 对 智 慧 化 工 园 区 的 建 设 内 容 提 出 了明确的要求。 2016 工 业 和 信 息 化 部 制 定 出 台 《化工行业“十三五”规划》， 把 “ 两 化 融 合 目 标 ” 列 为 “ 十 三 五 ” 石 化 化 工 行 业的 五 个 发 展 目 标 之 一 。 智慧化工园区发展历程 2018 中 国 石 油 和 化 学 工 业 联 合 会 化 工 园 区 工 作 委 员 会 邀 请 相 关 技 术 单 位 启 动 了 《智慧化 工 园区建设指南》 国 家 标 准 的 申 报工作。 2015 工 业 和 信 息 化 部 印 发 《关于 促 进化工园区规范发展的指导意 见》，将智慧园区建设作为化工 园区规范发展的重要方面。 2020 2020 年 10 月 11 日，《智慧 化 工园区建设指南》 国家标准正 式发布。 智慧化工园区概念由来已久 继续 起源 P3 《智慧化工园区建设指南》 （ GB/T 39218-2020 ） • 全国范围内经过认定公布的化工园区智能化 管控平台的设计、建设 与应用； • 系统功能基于二 / 三维地理引擎等技术构建园区地理信息场景构建； • 平台建设基本内容包括 GIS 地理信息平台等；提升内容中包括数字 孪 生平台等。 • 要求已经认定公布的化工园区要参照文件，全面开展平台建设。 • 化工园区认定工作由省级人民政府或其授权机构负责； • 园区认定流程：化工园区管理机构提交申请 -> 所在地人民政府或 授 权机构初审 -> 逐级审核报送省级人民政府或其授权机构终审。 《化工园区安全风险智能化管 控平台建设指南（试行） 》 《化工园区建设标准和认定管 理办法（试行） 》 • 8 方面建设内容：安全生产、环境管理、应急管理、封闭化管理、 运 输管理、能源管理、办公管理以及公共服务； 顶层规划政策指导 化工园区每年开展一次安全风险等级自评，省级层面按照每年不低于 30% 的比例抽查复核安全风险等级， 每三年完成一轮全覆盖省级复核。 重大安全风险防控项目启动流程 化工园区建设、验收 《重点化工产业聚集区重大安全风险 防控项目实施管理办法》 化工园区复核 《化工园区安全风险排查治理导则》 化工园区认定 化工园区认定 P5 化工园区建设、验收 化工园区复核 《化工园区建设标准和认定管理方法》 《重大安全风险防控项目技术 评分验收表》用于指导项目的 建设、验收，总分值 1000 分。 其中安全风险智能化管控平 台 分值 750 ，满足条件后方 可按 流程申请对应专项资金。 《化工园区安全风险排查治理 检查表》中安全风险智能化管 控平台分值占 8 分（ 170 分）， 要求是必建项。 转换百分制约 5 分（ 100 分） 。 总分值低于 70 分（ B 级）则 限 期整改，否则取消化工园 区认 定资格。 《化工园区建设标准和认定 管理办法》分为国家级和地 方级，对化工园区的规划布 局、公用基础设施、安全生 产、消防救援、环境保护、 经济发展等方面进行细化赋 分，认定化工园区总评分应 在 65 分（ 100 分）及以上。 化工园区每年开展一次安全风险等级自评，省级层面按照每年不低于 30% 的比例抽查复核安全风险等级， 每三年完成一轮全覆盖省级复核。 重大安全风险防控项目启动流程 化工园区建设、验收 《重点化工产业聚集区重大安全风险 防控项目实施管理办法》 化工园区复核 《化工园区安全风险排查治理导则》 化工园区认定 P6 《化工园区建设标准和认定管理方法》 ① 基础设施 120 分 16% ② 平台整体情况 65 分 9% ③ 功能建设与应用 530 分 71% ④ 运维保障体系 35 分 4% ① 气体泄漏探测 30 分 20% ② 区域安全风险隔离 31 分 21% ③ 公共管廊监测预警 42 分 28% ④ 公用工程风险感知 47 分 31% ①“ 工业互联网 + 危化安全生产” 10 分 10% ② 安全监管能力提升 10 分 10% ③ 大型油储基地安全防控 10 分 10% ④ 安全培训网络 10 分 10% ⑤ 本质安全提升 60 分 n 安全监管能力提升示范工程 n 安全培训网络示范工程 n “ 工业互联网 + 危化安全生产” 示范工程 n 本质安全提升示范工程 n 大型油气储存基地安全防控 示范工程 《重点化工产业集聚区重大安全风险防控项目技术验收标准》 《重点化工产业集聚区重大安全风险防控工作总体方案》 建设内容与验收标准 750 分 150 分 100 分 （二）配置易燃易爆有毒有害气体泄漏监测管控设备（必建） （一）化工园区安全风险智能化管控平台建设（必建） （三）危险化学品安全预防控制体系建设（鼓励） n 易燃易爆有毒有害气体泄漏探测 n 公共管廊安全风险监测预警 n 公用工程安全风险感知 n 实现区域安全风险隔离管控 n 安全基础管理 n 重大危险源安全管理 n 双重预防机制 n 特殊作业管理 n 封闭化管理 n 敏捷应急 02 重大安全风险智能化管控解决方案 人防为主 关键业务监测实时性 待提高 科学决策缺少抓手 重大危险源管理手段传统 现场工况复杂，封闭管理难 以实现全封闭，多为半封闭 状态 周界安全隐患难以根除 应急预防措施 应急处置手段传统 应急演练缺乏三维数字孪生 仿真模拟能力，不够直观、 高效 安全性要求高 专业性强 巡检设施庞大，结构复杂 科学决策缺少 抓手 安全生产保障 能力待提高 应急响应能力 待提升 设备设施管理 难度大 缺乏有效的设计协同、 成果质量把控、数据安 全与共享机制 缺乏三维可视化效果， 无法直观表达设计成果 效果 业务痛点 规划设计缺乏 数字化平台 GI 空间智能 数字孪生 综合决策 • 全局统览透视园区全量、关键业务实时状态 • 从人防到技防，将安全风险降到最低，提升决策效率 安全生产保障 • 基于数字孪生精准监管生产安全相关各类因素，替代 传 统管理模式，为业务数据接入提供虚实映射载体； 如基 于孪生场景可查看企业厂界图、风险热力图、设 施设备 线上监管等 • 结合生产算法模型，对生产安全事件进行模拟仿真 （泄 露分析三维模拟） 敏捷应急管理 • 数字孪生（二三维一体化 GIS 平台能力 - 可视化 + 分析、 IoT-VMS 视频管理系统） • 应急模拟演练（泄漏、爆炸、气体扩散等） • 事前评估、事中处置、事后复盘、灾害后果模拟分析 设备设施管理 • 数字孪生空间级数据资产管理能力 • 重大危险源管理 • 设备日常维护工作 规划设计数字化平台 • 方案比选； • 规划设计辅助分析（红线分析、缓冲区分析 ... ） 科学决策缺少抓手 安全生产保障能力 待提高 应急响应能力待提升 设备设施管理难度大 规划设计缺乏数字化 平台 P10 建设目标 空间智能 数字孪生 主要任务 系统目标通过数字孪生技术 ，搭建展示、指挥、运营一站式综合管理中 心 • 实时监控 • 告警预判 • 视频回放 • 告警分析 • 安全巡检 • 安消联动 • 产线监管 • 设备监测 • 能耗控制 • 环境监测 • 仓储物流 • 安全生产 • 参观接待 • 领导驾驶舱 • 数字化转型样 板 管：厂区安消中心 营：厂区运营管理中心 展：厂区展示中心 “ 十有” 1. 有规划体系 2. 有管理机构、人员、管理制 度 3. 有“ 四至”范围 4. 有周边土地规划安全控制线 5. 有公用设施和配套功能设施 6. 有封闭化管理 7. 有危险化学品专用车辆停车 场 8. 有信息化平台 9. 有化工安全技能实训基地 10. 有消防设施（特勤站） “ 两禁” 依托 GIS 地理信息系统、空间智能和数字孪生技术，以“十有两禁”和建设指南为依据，以重大安 全风险防控治理为目标，建设智慧化工园区平台和安全风险智能化管控平台。 智慧化工园区 基础信息管理 安全生产管理 智慧环保管理 智慧应急管理 园区封闭化管理 智慧能源管理 园区运输管理 公共服务 指挥中心建设 实训基地建设 园区运营服务 《化工园区安全风险智能化管控 平台建设指南（试行）》 1. 安全基础管理 2. 重大危险源安全管理 3. 双预防体系建设 4. 特殊作业管理 5. 封闭化管理 6. 敏捷应急 7. 其他 “ 十 有 两 禁 ” 1.“ 禁限控” 目录和项目安全准入条件 2. 禁止有居民居住和劳动密集型企业 建设思路 通过平台 对相关信 息进行管 理 呈 现 对接 联动 定制化园 大屏区幕、 动 端， 、手 专 设备融、 P合 C 、 P展 AD示 安全生产以 智环慧境管化理 工 园应 管理建 设封 化 理 输据管理展 办公管理 公共服务 安 全 生 产 监 管 风 险 分 级 管 控 隐 患 排 查 治 理 环 境 质 量 监 测 污 染 源 监 测 环 境 溯 源 应 急 准 备 应 急 处 置 救 援 应 急 模 拟 演 练 安全 防护 卡口 出入 管理 运输 公司 与车 辆基 础信 息 运输 车辆 动态 监控 运 单 信息 查询 与推 送 交 易 服 务 在 线 培 训 舆 情 监 控 基础设 施层 园区云平台： GPU 计算、 CPU 弹性计算、分布式云存储等 智能支 撑平台 SuperMap 数字孪生底座 SuperMap 数据治理中台 SuperMap IOT 物联网中台 工业互联网平台 园区各类前端感知终端 建设具有大数据治理、物 Su 联 perM 感 ap 三维与体数化 G 字 IS 平台孪生能力的智 能平台 园区网络： 5G 、 Wifi 、 NB-IoT 、 LoRa 、 AON 等 打造多源数据融合的数据中心 能源管理 总体架构 园区运 营管理 中心 （ IOC ) 开业务应用设计 危险品 画像 特种设 备画像 基础设 施画像 企业画 像 综合分 析 态势感 知 动态展 示 指挥调 度 研判决 策 事件回 溯 交互展 示 共享 与交 流管 理 能效 分析 与优 化 公 文 管 理 事 务 管 理 监 测 预 警 统 计 分 析 业务应 用 为 P12 化工产品体系 - 安全生产监管平台 安全生产模块 移动 版权所有 风险分区管理 系统按照安全评估方法和风险指标体系对风险进行评估 和分级，通过 “ 红橙黄蓝 ” 四色图划分风险等级并以此智能匹配管理 资源、职责、防控措施等，自动生成报表文件跟踪管理。 生 产 维 保 管 理 系统包含对设备的基 本 信 息 管 理 、 巡 检 信 息 管 理 和 工 单管理功能，可按计划、分部门、分权限对各类职能工作 进 行 管 理 和运维。 系统配置与管理 系统包含用户基础信息的管理，包含用户角色和权限， 文档、供应商管理、信号链路管理以及设备型号管理等。 危险源管理 系统实现对重大危险源的辨识，危险化学品信息的配置， 高危工艺管理等，系统提供实时数据管理和自定义报警功能，可通过 多种方式下发报警至终端设备以及自动保存历史。 安全生产模块 危险源监测预警模块 主要用于监测企业 构成重大危险源的储存及生产装置实时 数据和预警、可燃有毒气体数据及预警、 危险工艺安全参数监测预警、监控视频 等信息 能源管理模块 能源监控中心对管理区域内的主要电站运行概况、电力设 备实时运行数据、电力设备主接线图、电能质量运行分析、 预警监测数据、自动服务报表、台账管理等进行管理和显 示。 用能分析功能实现对企业 / 电站周期时间内的峰平谷用电 信息统计信息，可便于企业自身查询用电高峰并找出相应 原因。 能源运行监控系统 对企业 / 电站生产用电情况、配电设备运行工况及缺陷故障履历，按照指定的业务规范、 设定时间维度，出具各类图表、用电结构分析、用电数据分析报告并提供用电优化建议。 应急管理模块 应急组织架构 展示应急组织架构，进行 职能展示。提高联系效 率 ， 避免联系不对口的人员发 生。 处置流程 展示应急事故处 置 流 程 ， 根 据指导逐步处理 ， 避 免 因 处 理不当发生的二次事故。 应急值守 应急值守包含值班管理、 值班制度、值班统计、信 息查询几个模块。 应急预案 发生事故需要查询资料或 者平时进行学习时，可以 在线查看应急预案。 应急物资 应急物资的补充及消耗及 时 填报，以便下次精确实施 救 援。 物资预警 对低于安全库存的物 资 或 者 超过保质期需要更换 的 进 行 预警。保证救援物资充足 救援队伍 救援队伍中人数数量、 联 系 方式、队伍中可参加救 援 人 数等信息在救援时都是 重 要 的调度因素 专家库 通过对专家库的维护，方便 查询专家信息。 应 急 管 理 系 统 ，包括 应 急 事 件 管 理 、 应 急 预 案 管 理 、 应 急 人 员 管 理 、 应 急 物 资 管 理 、 应 急 演 练 管 理 等功能，当突发应急事件发生时，可以通过快速的预案查询及时掌握应对的处置方面、处置流程， 便于突发事件的快速应对，将突发事件的危害降低到最小。对 MSDS 危险化学品说明书进行相应的查询，及时 掌握工厂危险化学品的属性，迅速了解掌握危险化学品处置的方法，应对突发情况。 环境管理模块 排放监控 根据被监测废水、废气、有毒 气体、可燃气体、重大危险源 的各项指标，如果不符合排放 标准的状态栏则显示为红色。 特殊作业管理 凡进行现场特殊作业的，必须 制定由企业负责人批准的安全 措施，作业前落实好各项措施， 每一项特殊作业都需记录存档。 气象站信息 系统引入气象信息，在气象数 据管理中提供气象实况监测、 历史气象追溯两个功能模块。 地理信息 通过 GIS 地图引擎、建立工厂 地理信息，实现废水、废气监 控的区域展示、重大危险源信 息展示、视频监控点位地图信 息展示等。 对企业的 废水、废气、有毒气体、可燃气体、重大危险源 进行实时的数据监控、及时掌握工厂生产装置的废水、 废气装置运行的在线监控、排放指标是否正常，对于工厂的有毒、可燃气体的在线运行状态进行实时的监控，对 于具备数据采集的重大危险源进行库存液位的在线监控，防止安全上的突发情况发生，通过数据异常报警、数据 的可视化，及时的掌握运行动态，加强管理，将突发事件的危害降低到最小。 数字孪生底座 数字孪生底座 3 级 标 准 级 模 型 标准模型级别 ， 主要数据 源精度 1 ： 500~1 ： 2000 ， 适用于厂区周边区 域基础 地形地貌要素 、 概要性道 路建筑空间分布特征等 。 4 级 精 细 级 模 型 精细模型级别 ， 主要数据 源 精度 1 ： 200~1 ： 500 或 LOD10 0 ， 适 用 于 厂 区 地 质 模型 、 区域管网模 、 重 点区 域规划建设服务等场景 。 CIM 7 CIM 6 CIM 5 o C IM 4 CIM 3 CIM 2 7 级 零 件 级 模 型 主 要 数 据 源 达 到 LOD4 0 0 及 以 上 ， 适用于人机互操作 、 厂区 局部精细化场景还原 、 高精度 仿真 、 单体设施设备 管理等 。 5 级 功 能 级 模 型 功能模型级别 ， 主要数据 源 是 基 于 BIM 的 LOD2 0 0 ， 适用于厂区物管理 ， 及其 内部结构呈现 。 CIM 7 CIM 5 CIM 4 CIM 2 数字孪生模型底座标准 满足工信部、住建部建设标准