基于数字孪生的核电主设备智能制造 探索与实践 1/24 目 录 01 核电智能制造技术示范项目 02 数字孪生赋能核电智能制造 2/24 Part 01 核电智能制造技术示范项目 3/24 上海电气是全球领先的工业级绿色智能系统解决方案提供商 ，作为中国动力工业的摇篮 ，创造了众多中国 和世界第一 ，业务遍及全球。 太阳能发电 储能 风电 燃气发电 燃煤发电 数智集成 上海电气设备的全生命周 期服务 1.1 企业概 述 自动化工程与服务 大中型电机 工业基础件 4/24 核电 电梯 上海电气具有国内最完整的核电产品成套供货能力 ，包括核岛、 常规岛主设备、核二、三级设备、辅机以 及大型铸锻件、仪控仪表等 ，是国内核电装备制造的领导品牌。 汽轮发电机组 核岛主设备 综合市场占有率 NO.1 核电 主设备 核电厂 用泵 核化 核化 容器 1.2 产业概 况 燃料输 送设备 5/24 制造过程协同 2023 年 ，上海电气牵头申报的“核电主设备全要素多态协同智能制造与集成交付”项目入选国家能源局核 电数字化转型技术示范项目（智能化制造领域唯一 一家）。 采购态 设计态 设计制造协同 供应链一体化协同 交付态 数字化交付协同 1.3 技术示范项 目 生产态 6/24 设计制造三维化协同平台

C V 智慧能源设备运维管理系统建设方案 CONTENTS 目 录 价值呈现 实施方案 建设方案 政策背景 需求分析 1 5 2 4 3 加入星球获取更多更全的数智化解决方案 W W W . T H I N K E R . V C 01 政策背 景 国内 平日对漏电、漏水问题掌握不及时，往往事后发现 异 常的耗能。夜间和节假日期间，设备空转浪费 用电指标超限支出 • 对峰谷用电、最大需量、有功无功用量不掌握，导 致 不能有效决策调配用电，从而产生高价电费或罚 款 设备能效低 • 对于老旧或工作异常的设备问题发现的不及时，设 备 能效低于正常水平，导致设备损坏率和能耗居高 不下 2.2 无法与巡检、维修人员有效互动，设 备故障时，不能通知到具体的责任人， 其他更为直观的监测报警系统显示 由于无法掌握设备故障的根本原因， 只能不断地被动式维修，人员疲于 奔命，又存在过修漏修 无法实施掌握设备状态，对设备的 各种异常状态不清不楚、后知后觉， 设备存在大量的低效运行 过修 漏修 设备黑 盒状态 网络化水 平低 可视化不 足 人员互动 性差 2.3 设备管理 难题 信息共享发布，无法远程监测及维护

与报工信息化系统能实现集成； 操作层 更高起点 更高质量 更低费用 更高效率 • 无纸化生产，自动生成统计分析所需要的数据； • 可监控生产过程中的计划执行、产品品质、设备运行、 物料使用等情况，在出现异常时，及时预警； • 作业人员、生产设备的绩效管理； • 生产品质能够追溯，可追溯出质量问题产生的原因； 管理层 • 系统运行稳定，在大数据下实现高可用； • 保证数据安全，完整； • 系统出现故障时，可快速恢复； 数据采集与监视控制系统 工业 网络 控制器和显示终端 PLC/CNC/MC/ HMI 识别和设备驱动系统 TIA 全集成 自动化 产品生命周期管理 (PLM) 企业资源管理 (ERP) 工厂层 现场层 控制层 操作层 执行层 服务 研发 物流 制造 数据采集 设备监控 自动化控制 人机交互 销售 供应 装备 产线 智能制造的整体规划 规划阶段 2019 年末 BI+ 云 + 决策分析 能源 \排放管理 BI （企业现有数据有效整 合，快速提供决策分析 报表） 智能云平台 信息化设 计 自动化设备 设备远程控制 / 运维 柔性化生产 + 智能诊断 + 智能决策 设备数据采集 智能 AGV& 智能料架 智能化物流 SAP ERP 推广 智能工厂信息化规划 信息系统间数据流设计信可执行路线图息化规划 MES 多工厂推广

度框架，对发电资源的广泛优化配置起到积极的促进作用。 虚拟电厂具有协调控制、交易运营、智能计量、信息通信等关键技术，应用前景十分广阔 早期所谓“虚拟电厂”实际上应称为“能效电厂”。它主要通过在用电需求方安装一些提 高用电效能的设备，来产生与建设实际电厂一样的效果，因为需求的减少等于电网对于其他部 分供应的增加。 总的来说，虚拟电厂的关键技术包括协调控制技术、交易运营技术、智能计量技术、信息 通信技术。 5 近几年来， 度框架，对发电资源的广泛优化配置起到积极的促进作用。 虚拟电厂具有协调控制、交易运营、智能计量、信息通信等关键技术，应用前景十分广阔 早期所谓“虚拟电厂”实际上应称为“能效电厂”。它主要通过在用电需求方安装一些提 高用电效能的设备，来产生与建设实际电厂一样的效果，因为需求的减少等于电网对于其他部 分供应的增加。 总的来说，虚拟电厂的关键技术包括协调控制技术、交易运营技术、智能计量技术、信息 通信技术。 2 建设现状 6 考负荷 曲线，光伏发电曲线、储能运行曲线。 输入业务对象及 属性 企业数量、设备数量、企业设备负载情况、企业信息 业务逻辑 展示企业数量、设备数量、企业设备负载情况、企业信息 输出业务对象及 属性 展示企业数量、设备数量、企业设备负载情况、企业信息 功能需求描述 展示企业数量、设备数量、企业设备负载情况、企业信息 界面要求 根据省公司统一框架界面要求布局，数据过滤条件要求有名称、企业

....................................................................................56 3.2.2.5.1. 设备模板管理............................................................................................... ........................59 3.2.2.5.1.2.2. 自定义设备模板按关键字查询.................................................................................60 3.2.2.5.2. 设备查询............................................ ..........................................................................60 3.2.2.5.2.1. 真实设备查询与分类统计分析....................................................................................60 2 监控平台..

水、气管网实时监测 • 电梯监视、视频监控 经济用能：能源资源利用高效可控 • 能耗对比分析 • 能耗指标及对标 • 能源平衡和损耗分析 • 计费管理和成本分析 • …… 智慧运维：设备的运维巡检管理方便可用 • 设备管理 • 工单管理 • 巡检管理 • …… 智慧能源 与运维云 平台 1 2 3 设计 目标 智慧能源与运维云平台建设目标 建设目标 总体要求 监测范围 系统结构 共 担。 系统应采用开放式设计原则，具有强大的设备接入和功能模块的追加扩容而不 影响现有系统运行。不同厂家、规约仪表能实现快速接入，接入规模满足现有 要求并为未来系统的扩容或集成预留标准化接口 系统支持 B/S 和 C/S 两种数据展示模式，方便系统运维人员、管理人员、高层 领导方便、快捷地访问和掌握园区能源状况，通过 APP 实现信息化的设备运维 和巡检管理。系统提供严格的用户管理以及访问授权管理机制。 权管理机制。 支持多级的数据冗余机制，确保数据采集、传输、存储过程中连续性和完整 性。 系统提供严格的用户管理以及访问授权管理机制，保证用户仅在授权范围内使 用设备和信息。 具有实施东莞市能耗监测上传项目的经验和业绩。 监测范 围 1. 低压配 电房 2.10KV 高 压配 3. 水系统 泵房 4. 视频监 视 5. 空压机 组 6. 暖通空 调 7. 柴发机 组

全面，缺乏对整个生产过程、品质、设备、异常等数据的采 集、控制、分析、预警和追溯。  高层意识迫切需要推进企业生产信息化的建设，在统一平台 上集成生产调度、产品跟踪、质量控制、设备联网监控与故 障分析、报表与可视化电子看板等管理功能及数字化工厂。 现状分析 1 、企业—现状分析 节拍生产 单件流 防呆防错 少人化应用 设备灵活性 设备功能设计 线体灵活性 线体混合生产程度 线体混合生产程度 自动化率 快速切换 设备管理 配送方式 触发方式 设备 仓储 工位器具 配送程度 安灯 生产状态及时性 大规模定制 企业层信息化 车间层信息化 0.0 2.0 4.0 工业能力 ¹¤ÒµÄÜÁ¦ÆÀ¹À±í 鼠标双击打开 2 、企业 -- 工业能力评估 工业能力 =2.27 工业能力 2.27 处于中等水平， 其中车间层信息 化方面需要提 化方面需要提 高。 3 、企业—数字化工厂愿景 质量管控前置 化 设备管理实时 化 该生产什么？ 物流管理精益 化 生产防呆、防 错 生产管理可视 化 工艺管控自 动、预警、处 理 产品及时发运 生产自动化 质量管控 前置化 设备管理 实时化 该生产什么？ 任务自动推送 物流管理 精益化 生产防呆、防 错 生产管理 可视化 异常及时反馈 产品及时发运

生产调 度管理 生产运 行监控 过程质 量管控 厂内智 能物流 设备运 行管理 能源 管理 健康安 全环保 DCS/PLC CNC/DNC 传感器 机器人 操作系统 数字化 仪器仪表 WMS RFID 芯片 及读卡器 条码 二维码 串行 /USB 无线 wifi 生产分析 质量分析 生产看板 质量追溯 成本分析 设备监控 质量看板 监 控 与 分 析 层 运 营 管 理 层 执 信用、调拨、发运 生产管理 计划、生产订单、 物料、条码 采购管理 采购、供 应 商 货源、价格 智能 工厂 立体库 产品生命周期管理 WMS 生产线 计量系统 可视 排程 质量 管理 设备 管理 能源 管理 工序 管理 接口 管理 物料 管理 产供 销研管控闭环 大制造领域产品开发、订单交付过程整体概览 产品开发（ IPD ） 中长期规划 项目策划 概念开发 量产开发 单一产品工艺策划 冲压、涂装、焊装、总 装 材料开发 工艺平台规划 工艺新技术开发 中长期产品工艺策划 BOM 开发 工艺执 行 工艺变更 工艺文件管理 工艺技术、预批量技术验证 可制造性评审 设备、夹具、模具开发 新产品项目质量 产品审核、过程审核 外协件质量 检测计量 质量法规 工艺开发 项目采购 生产材料采购 一般材料采购 预批量生产计划、预批量物料计划 EOP 计划 项目物流规划

工具链：孪生工厂遵循 DevOps 进行微服务开发， 调用 AI 求解器进行运筹计算， 同时调用统一门户进行用户、组织等管理。 孪生与数字底座中台 ▌ 业务中台：所有公共和共享业务场景汇集到中台包括设备中心、订单中心、计划中心等，并将业务数据给数据中台进行治理，同时孪 生仿真结果反馈业务系统的优化建议。 ▌ 数据中台： 汇聚入湖的业务数据范围包括 AS 、立库、物流、质量、 MOM 、 形成业务数据模型供孪生工厂使用。 孪生与数字底座模型 利用数据模型建立各模型的关联关系网， 通过统一模型的统一编码识别到虚拟设备， 将物模型 / 业务模型贯通到虚拟设备 中，形成数据驱动虚拟设备的仿真可视。将算法模型 / 成本模型引入到虚拟设备， 用作孪生的仿真分析及优化。 数据模型关系图谱 孪生与数字底座 IOT ▌ 数据采集：软网关采集完数据后会将实时数据统一推送到 平台会进行数据物模型构建，把实时性要求高的数据 通过数字底座 IOT kafka 推送 /mqtt 订阅到孪生工厂进行调用 ， 同时数据中台进行存储供孪生工厂进行历史回溯分析。 ▌ 反向控制：针对部分设备的控制，孪生应用先通过 IOT 传输控制信号到 kepware 网关进行试点处理。试点验证后所有上下行都 通过物联网平台 - 软网关链路。 入