智 慧 工 厂 数 字 孪 生 构建数字孪生时代 , 共创智慧科技未 来 Building the Digital Twin Era and Creating the Future of Smart Technology 汇报人：陈超 日期： 2021.12 02 数字孪生工厂系统 / Digital twin factory system 03 技术中心 康景辉科技有限公司 青岛康景辉数字科技有限公司隶属于青岛康景辉环境科技集团 ，位于 青岛高新区 ，致力于为用户提供数据“ 3D 可视化 ”技术服务 ，为工 厂和企业提供数字孪生三维可视化应用 ，利用物联网技术对人、设备、 环境全面感知 ，通过数据挖掘、人工智能等帮助工厂企业提高安全环 保管理 ，降低生产损耗 ，为企业的科学决策提供支持。 人不同程度受伤 ，直接经济损失超百亿。化工厂安全事故直接造成国家重大经济损失 ，并 且对周边环境造成巨大污染。众多事故暴露出了我国在化工园区安全管理上存在很大不足 ，推动物联网、大数据、云计算、数字孪生等新技术于化工园区安全风险 管控深度融合 ，建设化工园区安全风险智能化管控平台 ，推进化工园区安全风险管控信息化、数字化、智能化具有重要意义。 背景介绍 / Background

智慧港口数字孪生 解决方案 2 行业洞察 01 全球供应链总视图 3 口岸货站 口岸货站 目的机场 始发机场 发货方 1 收货方 1 仓库 收货方 2 发货方 2 仓库 启运港 到货港 集装箱货站 集装箱货站 ◼ 货代 ◼ 多式联运 ◼ 订单管理 ◼ 计划路由 ◼ 仓储 ◼ 仓储 ◼ 终端运输 ◼ 计费 ◼ 结算 ◼ 集货 ◼ 运能计划 ◼ / 数据交互发布 / 报表上 报 执行层 具体的视角 关注核心：流程有效性 全国 数字孪生智慧港口发展现状总结和建议 7 港机远控业务与数字孪生结合度高，最契合港口生产作业需要，海港场景下已充分验证可商用，建议河港、化工码头可规模 复制 场景说明 集装箱码头 散货码头 场景特点 数字孪生 toB 应用场景及当前进展 1 、龙门吊远控：多个港口已投入常态化生产，如厦门港、宁波港、天津港等… 润水泥装船码头； 2 、无线视频监控：场景复制阶段，属于成熟解决方案，根据港口 需求、按需部署； 3 、车辆定位：外部及内部运输车辆数字孪生设备定位。 石化码头 1 、设备远程监控：数字孪生设备不具备相关化工品园区应用资质，多数化工码头仍未使 用数字孪生远 程控制； 2 、无线视频监控：成熟解决方案，根据港口需求、按需部署； 但设备成本高是阻碍大 范围使用的障碍； 3 、危化品环境监测：通过物联网方式监控罐

数字孪生工厂解决方案 02 数字孪生 目 录 CO N T E N T S 01 工厂简介 03 数字孪生应用 时间轴 18 世纪末 20 世纪初 蒸汽机 1970 年代初 当前 电力广泛应用 自动化、信息化 信息物联系统 工业 1.0 创造机器工厂的“蒸 汽时代” 工业 2.0 将人类带入分工明确、 大批量生产的流水线模 式和“电气时代” 工业 3.0 应用电子信息技术进一 革命 体能 智能 工厂 数字孪生应用 智能化生产 智慧化管理 协同化制造 绿色化制造 安全化管控和 社会经济效益 “ 未来工厂”：广泛应用数字孪生、物联网、大数据、人工智能、工业互联网等技术，实现数字化设计、智 能化生产、智慧化管理、协同化制造、绿色化制造、安全化管控和社会经济效益大幅提升的现代化工厂。 未来工厂七大核心要素： 02 数字孪生简介 目 录 CO N T E E N T S 01 工厂简介 03 数字孪生应用 数字孪生简介  数字孪生简单说就是在虚拟空间中完成物理对象、系统、数据的映射，以反映相对应的实体的全生命周期 过程，挖掘历史规律，监控实时状态，预测未来趋势。将数字孪生技术应用于物理工厂中，将大幅推动产 品在设计、生产、管理及维护等环节的变革。  数字孪生是综合运用感知、计算、建模等信息技术，通过软件定义，对物理空间进行描述、诊断、预测、决策，

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 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 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

数字孪生 + 智慧楼 宇 解决方案 1 行业发 展 2 需求分 析 3 规划思 想 4 解决方 案 目 录 5 1 行业发展 相关案例 目 录 利用物理建筑模型，使用各种传感器全方位获取数据的仿真过 程，在虚拟空间中完成映射，以反映相对应的实体建筑的全生 命周期过程。 数字孪生建筑 依托物联网技术，使建筑实现在更高层次上的信息化、服务 化、智慧化，它不仅是功能的拓展，更是服务的延伸。 智慧建筑 是信息技术与传统建筑的完美结合，将设备、设施、通信、 安保、消防等管理系统的动态数据接入并管理。 署物联网的企业和组织中，已有 13% 应用数字孪生， 62% 的组织正在准备使用数字孪生。 在智慧城市和智慧楼宇中，数字孪生平台将基础设施 ( 水、电、气、交通等 ) 的运行状态，市政资源 ( 警力、 医疗、消防等 ) 的调配情况，都会通过传感器、摄像头、 数字化子系统采集出来，并通过包括 5G 在内的物联网技 术传递到云端。 数字孪生的发展史 智慧城市和智慧楼宇 The

© Pera 数字孪生是基于模型的体系工程 • 仿真生态 • 知识生态 • 增材生态 打造虚实共智的数字化业态 安世亚太协助企业数字化转型，赋能数字经济发展 2 © Pera Corporation Ltd. reserved. • 工业仿真 • 设计创新 • 精益研发 • 孪生工业 • 孪生城市 • 孪生战场 • 正向设计 • 高端装备 • 新工业品 面向服务经济的数字化赋能 基于正向设计的数字化制造 支撑正向设计的数字化研发 工业软件 数字 孪生 系统集成 系统设计 系统模拟 多体仿真 需求开发 涉众需求 部件验证 © Pera Corporation Ltd. All rights reserved. • 发起成立全球首个数字孪生体联 盟 • 创建国内首个数字孪生体实验室 • 发布国内首部数字孪生体白皮书 安世亚太积极推动数字孪生发展

数字孪生技术与数字工厂案例 什么是数字孪生技术（双胞胎技术） 企业为什么要数字孪生技术 数字孪生常用软件平台 数字孪生技术案例 目 录 1 4 2 3 数字孪生，英文名叫 Digital Twin （数字双胞胎） ，也被称为数字映射、数 字 镜像。 数字孪生，是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多 学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从 而反映相对应的实体装备的全生命周期过程 而且，数字孪生体不是随便乱“动” 。它 “动” 的依据，来自本体的物理设 计模型， 还有本体上面传感器反馈的数据，以及本体运行的历史数据 1. 什么是数字孪生技术（双胞胎技术） 数字孪生案例 - 祝融号火星车项 目 状态监控 故障监控 1. 什么是数字孪生技术（双胞胎技术） 视频监控： 监控形 态 虚实同步可实现： 信号实时性  NASA ： 数字孪生是指充分利用物理模型、传感器、运行历史等数据，集 成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射 , 从而反映相对应实作产品的全生命周期过程。 三、智能制造技术—数字孪生 生产实施 生产工程 生产规划 三、智能制造技术—数字孪生 3 2 产品设计 4 5 1 服务 现 实 世 界 数

工业数字孪生平台解决方案 -- 数字孪生技术为工业高效赋能 01 总体架构 02 解决方案 03 实施保障 目 录 总体架构 1 总体架构 孪生与数字底座工具链 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 完成的数据支持订阅和 API 网关的统一调用， 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 送到 IOT 平台。 IOT 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

数字孪生解决方案 - 工厂数字孪生项目 目录 解决方案 项目案例 1 部分 第 解决方案 数字孪生背景介绍 国家部委密集“发声”，政策导向明确 数字孪生的技术发展与工程应用起源于工业制造领域，在工业 产品的概念设计、详细设计、加工设计、运维服务和报废回收 等全生命周期都发挥着重要作用。工业数字化、智能化已经解 决了传统生产车间的各种数据信息主要依靠人工记录、统计、 查询、 查询、使用和分析，导致的数据质量差、使用效率低等难题。 数字孪生技术通过整合物理真实空间与虚拟空间各流程、各业 务的有效数据，可实现工厂全生产要素在物理工厂、虚拟工厂、 工厂服务系统间的迭代运行，最终使物理工厂不断迭代优化， 使工厂生产和管控达到最优的一种工厂运行新模式。目前，数 字孪生已经被广泛应用于航空航天、电力、船舶、离散制造等 行业领域。 数字孪生在工业领域的应用 2021 年以来，发改委、 部委持续加大对数字孪生产业、人才、技术、应用等政策 支持力度。《“十四五”数字经济发展规划》提出“因地制宜构建数字孪生城市”；工信部联合五部门提出强化虚拟现实与数字孪生等技术相结 合；住建部联合工信部推进“双智协同发展”试点城市建设，持续推进“新城建”试点工作；水利部开展数字孪生流域试点工作建设；国家能源 局、铁路局也提出要加快数字孪生等前沿技术的应用。在国家政策指引下，数字孪生项目在全国范围铺开建设。