2026智慧厂区数字孪生总体规划方案（48页 PPT）

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智慧厂区数字孪生 总体规划方案 目录 The Contents 01 系统概述 02 技术架构 03 功能介绍 04 技术优势 05 相关案例 06 拓展应用 01 系统概述 1.1 建设目标 统一的智慧指挥调度中心 集约化管理、快速响应调度， 品 质监控，兼顾品牌形象展示。 数字孪生驱动 智慧厂区数字化转型 构建一个数字平台，持续迭代升级 集团构建一个融合了云计算、大数据、物联网、人 工 智能、视频云等技术的数字平台，积累业务资产， 可 持续迭代升级。 集团各级业务平台互通互联 统一建设标准、一个平台接入 开放系统，资 源复用避免重复建设。 企业数据接入预留 为厂区系统接入、数据接入保持开发接口，实现数 据 融合，长远发展。 物联网 +AI 实现科技赋能 AI+ 平台，助力智慧物管，节能减耗， 提升安全、减岗增效。 创新应用带来智慧体验 构建高带宽、低时延、海量连接的智慧 厂区智慧应用，打造厂区亮点、构建数 字化转型标杆。 01 系统概述 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 展：厂区展示中心 • 参观接待 • 领导驾驶舱 • 数字化转型样板 管：厂区安消中心 • 实时监控 • 视频回放 • 安全巡检 • 告警预判 • 告警分析 • 安消联动 营：厂区运营管理中心 • 产线监管 • 能耗控制 • 仓储物流 • 设备监测 • 环境监测 • 安全生产 1.2 主要任务 02 技术架构 2.1 技术架构 基 础 设 施 层 感知 设备 云网 云计算 云网络 云存储 云安全 摄像 道闸 对讲 烟感 门禁 视频分析 水表 电表 气费 能耗 视频安防 支 撑 层 数据采集 基 础 维 开 发 数据处理 数据共享 应用集成 监控管理 接口管理 GIS CIM BIM 支 撑 平 台 数 据 安 全 接 口 统 一 管 理 服 务 底 座 平 台 统一数据平台 视频互联平台 统一网关平台 用户数据库 视频数据库 公共服务平台 业务数据库 资产模型库 物联数据库 对外接口系统 安全系统建设 智 慧 厂 区 运 营 体 系 应 用 层 数字孪生厂区运营中心 基 础 设 施 建 设 平 台 及 应 用 建 设 能力支撑 数据汇聚 大屏驾驶舱 业务应用端 使用端 智慧物流 智慧通行 能源双碳 智慧仓储 生产管理 应急处置 智慧安防 统一接口 应用赋能 云计算技术 n 云端化本地设备： 门禁、停车、安防、智能家 居等 n 弹性、高效计算 ： 连接并发、负载均衡 n 便捷服务模式： 总部署、维护、升级 人工智能技术 n 人脸识别算法： 门禁对讲、智能锁、通道闸 n 指纹识别算法： 门禁对讲、智能锁、梯控 n 基础算法： 车位数预测、动态定价 n 丰富的厂区产品线 n 成熟对接第三方智能设备：停车场、 视频监控、消防、智能家居等； n 标准、个性化接口对接：对接转换 不同系统接口。 智能感知技术 7 2.1 主要技术 物业服务 智能家居 厂区 O2O 服务 基于智能设备的物业服务 门禁管理 安防管理 安防管理 电梯管理 人工智能 应用管理技术 云计算 厂区广播系统 通道系统 楼宇对讲系统 视频监控系统 电子围栏系统 智能停车系统 梯控系统 智慧家居系统 第三方系统 （政务 / 警务等） 友邻服务 （闲置分享、 医疗） 厂区 O2O 服务 厂区 智慧场景管理 智能设备管理 信息服务 （公告通知） 便民服务 （缴费维修） 智慧场景管理 8 微信 支付宝 APP 智 慧 应 用 智 能 硬 件 传统线上物业服务 物 联 平 务 场 景 网页管理平台 可穿戴设备 室内机 办公室 更多 … 企业 台 服 2.1 硬 件 设备 02 技术架构 2.2 数字孪生技术 上海漂视网络股份有限公司 产品设计数据、实时数据采集、管理数据 的融合， 帮助工厂构建数据应用平台、制定数据规 范和标准。 . 机器端至云端的数据连接，基于规则 引擎和产品打通， 实现海量设备数据的存储、计算及分 析 . 边缘计算与云计算的无边界服务 实现机器端与管理端的深度融合 工业互联网平台 〉》 数据 连接 计算 管理 02 03 》 〉 〉 01 04 02 技术架构 2.2 数字孪生模型底座标准 满足工信部、住建部建设标准 不同时空尺度的 应用 上海漂视网络股份有限公司 02 技术架构 2.2 数字孪生模型底座 主要数据源达到 LOD400 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。 7 级 零 件 级 模 型 CIM 6 CIM 5 CIM 4 CIM 7 CIM 2 CIM 3 功能模型级别，主要数据 源是基于 BIM 的 LOD200 ，适用于厂区物 管理，及其内部结构呈现。 5 级 功 能 级 模 型 精细模型级别，主要数据源 精度 1 ： 200~1 ： 500 或 LOD100 ，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。 4 级 精 细 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。 3 级 标 准 级 模 型 CIM 7 CIM5 CIM4 CIM2 02 技术架构 2.2 数字孪生模型底座 周边 3km 以内的主要道路和环境。 根据影像地图的数据和无人机航 拍的参考图片进行建模。 工厂周边 CIM3 级建模 根据仓库的 CAD 图纸和建成后的 效果进行准确还原 仓库内景 CIM7 级建模 据厂区 CAD 图纸和效果图进行建模，进 一步可以使用无人机航拍参考图片对模型 进行优化调整，精确还原实际厂区场景。 外景建筑 CIM5 级建模 如生产线上的生产设备、仓储部分的罐体、 立体库等，根据实际产品进行外观 1:1 还 原 设备设施 CIM5 级建模 加入星球获取更多更全的数智化解决方案 03 功能介绍 3.1 功能结构 智慧物流 智慧通行 能源双碳 智慧仓储 应急处置 生产管理 智慧环境 智慧安防 数字孪生厂区运营中心： 1+X 板块 03 功能介绍 3.2 生产管理 真实生产厂房 生产原材料 生产加工设备 过程产品 最终产品 数字孪生厂房 原材料模型 加工处理模型 影响模型 产品模型 数据、信息交互 材料参数 选材优化 加工处理能力 状态评估 虚拟测试 虚拟测试 实际加工 模拟加工 实际产出 模拟产出 实际装配 模拟装配 指导修正 结构设计、成本优化 影响关系 在数字孪生生产车间中，一方面通过各类传感、测量装置建立材 料、装置、生产流程的实时数据库，作为构建镜像虚拟车间模型 的基础。另一方面则接收由镜像虚拟车间发送的指导信息。 虚拟车间则对物理车间从材料至成品的生产加工全流程进行数字 化，进一步得到孪生过程模型。基于这些与真实车间高度近似的 模型，对生产的全流程进行模拟，可以对原材料选取、结构设计、 加工过程进行全面评估，对可能存在的问题进行调整和优化。 真实 - 数字孪生生产全过程虚实映射： 03 功能介绍 3.2 生产管理 以真实厂房生产线的仿真场景为基础， 对各个工段、重要设备、运转流程等进 行复原，实时反映产品生产流程、运行 状态、生产进度等；支持集成各质量检 测系统数据，对进料、在制、成品、发 货等不同环节进行层层监测把控，辅助 进行生产质量纠正和追溯；支持对产品 交付作业流程进行可视化监测，针对订 单漏排、交期临近等情况进行预警告警， 辅助管理者降低交付风险，实现厂区工 序流转的全方面监控管理。 工 序 流 转 监 测 集成工厂各类产品生产数据，对产品计 划生产量、实际生产量、成品数量、残 次品数量、产品库存量等进行可视化监 测，并对交付延期、残次品数量超标、 库存告急等各类情况进行可视化预警告 警；支持具体车间点选查看，可详细查 看当前车间的在岗工人和订单数据等， 辅助管理者实时掌握生产数据，把握生 产进度，降低运营成本、提高生产效率。 生 产 数 据 监 测 对厂区各类设备、设施进行三维建模，真实 复现设备设施外观、结构、运转详情；集成 视频监控、设备运行监测以及其他工业物联 网具有感知、监控能力的各类采集、控制传 感器或控制器实时上传的监测数据，对各类 设施具体位置、类型、运行环境、运行状态 进行监控，可实时查看设施的详细资料、修 缮记录、视频监控画面等信息，支持设备运 行异常（故障、短路冲击、过载、过温等） 实时告警、辅助管理者直观掌握设备运行状 态，及时发现设备故障问题。 设 备 运 维 监 测 03 功能介绍 3.2 生产管理  基于 AI 视频分析，在工厂周界设置周界监控 相机，或在工厂至高点设置高像素全景相机， 对周界设定虚拟围栏，为生产安防提供技防 手段，当发生人员翻越围栏或进入重要场所 时，自动发出报警并在数字孪生平台上自动 弹窗报警信息。 虚拟围栏越界报警：  在作业期间，如果出现未授权人员或车辆，即刻产生告警。  基于 AI 摄像头影像识别技术，对入场人员是否穿戴安全防护（如安全帽、防 护服）等进行识别，如果存在违规情况，即刻产生告警。  识别厂区内可能存在安全隐患的堆积物、气体排放、设备故障等，一旦出现异 常，即刻产生告警。 区域安全监测预警： 03 功能介绍 3.3 智慧通行 • 车辆进出信息 • 实时车辆监控画面 • 停车标识信息诱导 • 停车场剩余车位统计 • 站台信息 • 车流量统计 • 历史对比分析 • 人流量热力分布 • 访客识别 • 人流量流统计 • 黑名单 • 白名单 • 区域热度 • 人员闯入识别 • 监控场景人脸识别 • 危险区域越界识别 • 人员徘徊识别 • 管理人员定位 • 管理人员调度 • 人员异常识别 智慧通行管理从多个角度展示工厂厂区，通过集成系统平台实时监测“人 / 车 / 货的留影、留特征、留轨迹”。 平台对进入厂区车辆进行引导管理，以及对进出化工厂的有证和无证车辆管理、停靠站台等情况进行统计、查询。 03 功能介绍 3.3 智慧通行 蓝牙定位 +GPS 定位 +NB- IOT 回传 +SOS 呼救 多功能胸牌 iBeacon 蓝牙定位信标 室内办公或 生产区域 厂区周界 管理厂区内作业人员定时、定人、定岗履职，亦可定位来访人员， 通过蓝牙信标和多功能胸卡或手环的 GPS 实时定位，能够有效识别、 跟踪作业人员或者来访人员及车辆的位置。 03 功能介绍 3.4 智慧安防 入侵报警 利用用探测器对重点区域进行布防，可以及时探测到非 法入侵。系统通过接入入侵传感器数据，对工厂厂区的安全 状态进行实时监测。一旦发现有非法侵入防范区时，系统立 即发出报警。并在系统中定位报警区域，为管理人员提供更 方便快捷的辅助作用。 消防系统 消防系统提供对厂区内每栋建筑楼层的消防设备进行精细 化管理，支持用户批量录入消防设备的详细信息，包括厂家和 使用期限等，并与消防模型关联。用户可以查看每个区域的消 防设备分布，及每层消防设备的数量汇总。系统根据已维护好 的消防设备数据，对即将到期的消防设备进行告警提示和定位 高亮显示，并关联其他系统进行报警信息查看。 03 功能介绍 3.5 能源双碳 整合化工厂内供水、供电、供暖、供气等能耗数据，进行能耗趋 势分析、能耗指标综合考评、区域能源在线动态监测等分析，可按照 能耗的分类、区域、楼层、部门等维度来统计和分析能耗状况，并通 过饼图、对比图等形式进行直观展示，帮助管理者找出关键耗能点和 异常耗能点，制定成熟可靠、行之有效的节能减排方案，同时还支持 能耗警报线，超过设定额将发送警报，助力厂区优化能源管控。 分类型能耗 总能耗 分区能耗 分设备能耗 统计报表及 异常处理  当日实时数据，总数值以及按小时统计的折线图  按日，周，月，年的历史数据对比情况  碳排放数据，主要对比节能减排情况  超负荷状态进行报警，对电路隐患进行分析  后台生成能耗诊断报告 03 功能介绍 3.5 能源双碳 碳管理中心 生产设备 碳管理中心 碳排放监测 ① 减排计 划 生产过程 物料消耗 产品信息 碳资产管理 ② 目标考 核 碳排放量 碳减排量 化工厂降碳策略管理 碳中和率 ω=86.7% 化工厂碳中和率测算 基于化工厂能耗活动水平数据采集，实时监测厂区碳排放趋势，碳排放源分析服务。 工业生产过程 电力 化石燃料 废水厌氧处理 热力 03 功能介绍 3.6 智慧仓储 收发货作业状态监控 对各个收发货订单的出入库数据进行实时跟踪采集，对各 个装卸区域作业状态进行实时发布，便于管理人员和供需方的 工作人员实时掌握各自关注的数据，对各个库区的站台区域， 各类作业数据进行可视化监控，提高站台的利用率。 各个物流作业状态监控 对入库上架任务、出库下架任务、拣选、复核打包、路向 分拣等各个物流作业环节的数据进行实时跟踪采集，对各个库 的作业状态进行实时发布，便于管理人员和供需方的工作人员 实时掌握各自关注的数据，对库区各类作业数据进行可视化监 控，提高仓储作业的管理效率。 智慧仓储通过获取各类物流作业任务信息，根据物流作业信息在三维仿真模型上实时展示各个物流作业进程，帮助管理者对 物流作业进程进行协调、控制和监督，使物流作业实现最佳的协调与配合，从而达到提高物流作业效率和降低物流成本。 业务信息状态监测 存储信息状态监测 03 功能介绍 针对化工厂重点关注的化工产品储罐，建立储罐有限元模型，进行应力分析与结构变形分析，实现仿真数据和试验数 据的交互，对有限元模型进行更新，以建立能够反映现实储罐实际状态的储罐数字孪生体。 3.6 智慧仓储 储罐有限元模型 储罐结构应力分析 储罐结构变形分析 储罐数字孪生模型 现场传感器实测应力变形数据 参数更新 交互策略 仿真 数据 试验 数据 交 互 03 功能介绍 3.7 智慧物流 以地区场景地图的角度，将车辆在途的状态监控信息信息 在 3D 地图上进行追踪展示。对各路车辆的信息进行轮巡展示或 定点跟踪展示。 例如通过库内和在途的温湿度监控，实现化工产品的全过 程追溯，达到 GSP 要求的质量控制，一旦发现存在质量风险和 质量问题，可以迅速地通知各相关方采取措施，并在系统中标 记出货物状态，来控制货物的质量，防止不良品产生及不良品 流向下一个流通环节。 车辆位置 车辆在途状态信息 异常状态告警 车辆基本信息统计 厂内 + 厂外物流车辆管理 03 功能介绍 3.7 智慧物流 驾驶员疲劳状态监控与干预 支持基于先进的人工智能机器视觉分析技术及 PERCLOS 方法，采用深度卷积神经网络 , 识别驾驶员的疲劳瞌睡状态、 注意力分散状态以及危险驾驶行为，完成对疲劳驾驶的预警 及干预。 车辆行驶轨迹回溯 除物流车辆信息之外，同时支持车辆轨迹路线记录与回溯。 系统实时统计分析全国各地营运车辆进出相应区域的数据，可 按分区分别进行统计。 尤其在疫情防控常态化的背景下，支持自动筛选外地中高 风险区籍车辆入厂时间、入厂后的车辆运行状态、停车轨迹、 停留时长等，实现运行轨迹的全部回放。 03 功能介绍 用水监测 （液压、液位） 电路监测 （过载、过压、过流） 燃气探测 视频火点监测 热成像温度监测 图像烟感探测 报警主机 危 险 源 环 境 感知 无线烟感 NB 烟感 用水监控 AI 视频监控 智能消火栓 智慧用电 图像型火灾 探测器 热成像 传统消防联网 图像型烟感 统一大屏展示 统一响应处理 重大危险源感知数据接出监测预警 3.8 应急处置 03 功能介绍 3.8 应急处置 应急物资中转站 应急队伍进入路线 应急物资进入路线 人员撤离路线 个人风险等值线 初始疏散距离 卫生防护间距 防火间距 事故后果模拟伤亡半径 应急处置：事故应急响应支撑 1. 建设应急预案备案、应急响应支撑、应急物资调配、应急演练培训等系统 2. 对接消防系统、单兵系统，实现统一调度、指挥。 04 技术优势 4.1 海量数据承载 自研数字孪生开发平台渲染引擎，利用拓扑结构可变的网格简化方法，为场景创建连续的分层次，不同精度的孪生模 型。在不影响模型渲染效率的同时，可达到近乎无限上的模型承载力。 20G+ BIM 模型 支持 OSGB 、 WMS 、 BIM 、 FBX 、 OBJ 、 CAD 等各行业数据 格式 快速加载 2 个南京体量的城市 300G+ OSGB 倾斜摄影 1000 万 + 构件数 40 亿 + 三角面片数 上海漂视网络股份有限公司 上海漂视网络股份有限公司 04 技术优势 4.2 拖拉拽式场景编辑 数字孪生开发平台的海量资产库，涵盖城市全要素数字孪生项目资产，提供数百种模块化资源。用户只需将资产 从数字资产库中拖拽至场景中，即可完成场景中的资产部署，达到精准映射厂区、周边道路和城市细节、模拟 还原运行状态的建设目的。用户还可根据个人偏好对数字资产进行分类。 平台资产库类型 建筑 配楼 人物 植被 道路 车辆 水域 桥梁 …… 04 技术优势 4.3 程序化建模 在构建城市基础设施和创建城市环境时，用户可通过“画刷”或者“路径”工具，犹如绘画般在场景中快速完成交通 路线或者植被的程序化建模。 用户只需在场景中绘制一条路线，模型变回沿着 路径轨迹自动生成。通过间距、起点便宜、朝向 角度等参数设置可设置模型的数密度等状态。 路径 工具 通过此功能，用户可以像画画般“绘制”模型，结 合画刷尺寸、密度、随机尺寸等参数设置，使模 型具有物理世界的随机性和真实感。 画刷 工具 笔刷工具绘制植被 04 技术优势 4.4 材质编辑 基于海量物理材质库，用户可一键对物体进行材质设置 可调节参数 法线 UV 高光 反射 以此对材质的凹凸感、光滑度、反射效果、通透感及贴 图的样式进行设置，增加材质表面的纹理细节质感。 材质调节界面 部分 PBR 材质球示意 02 技术架构 4.5 高拟真日照光影系统 通过拖动时间区域的日期，时间及时间速度，用户可对真实世界的光照、时间变换进行模拟，实现物理世界和虚 拟世界同步的数字镜像。 04 技术优势 4.6