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浙江中控技術股份有限公司
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閱讀：70發(fā)布時間：2024-2-7
電影《鋼鐵俠》中經(jīng)典一幕：托尼·斯塔克通過全息影像技術輔助戰(zhàn)衣升級，新穎的數(shù)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(huán)境中進行創(chuàng)作和實驗，雖然這只是科幻電影，但這代表了人類對未來數(shù)字孿生技術應用的美好憧憬。
數(shù)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(shù)字孿生，指充分利用物理模型、傳感器、運行歷史等數(shù)據(jù)，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(shù)字孿生就是創(chuàng)造一個物理實體的數(shù)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(shù)據(jù)，輸入預設的模型和算法，產(chǎn)生與真實系統(tǒng)表現(xiàn)一致的動態(tài)效果。這種數(shù)據(jù)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(tǒng)，進一步指導決策和行動。
在工業(yè)領域，數(shù)字孿生應用范圍涵蓋企業(yè)的全生命周期，從規(guī)劃設計到運營維護，能切實幫助企業(yè)優(yōu)化設計、提升工作績效、改善產(chǎn)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(chǎn)計劃。
結合AR/VR技術，還可以讓員工沉浸式體驗3D數(shù)字化工廠，提升知識與技能；模擬事故演練，增強企業(yè)的應急管控能力。
2020年4月，國家和聯(lián)合發(fā)布《推進上云用數(shù)賦智行動 培育新經(jīng)濟發(fā)展實施方案》，將數(shù)字孿生提到與大數(shù)據(jù)、人工智能、5G等并列的高度，倡議開展數(shù)字孿生創(chuàng)新計劃。
根據(jù)市場調查，70%以上的受訪企業(yè)對數(shù)字孿生及其相關專業(yè)知識缺乏認知。但多數(shù)企業(yè)對此充滿期待，迫切希望了解數(shù)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(yè)的數(shù)字孿生技術方面沉淀了多年的專業(yè)經(jīng)驗，能實現(xiàn)對工藝流程、生產(chǎn)裝置以及控制系統(tǒng)的虛擬仿真，真實完整地呈現(xiàn)企業(yè)的數(shù)字化雙胞胎。
中控的數(shù)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(tǒng)仿真、三維可視化等技術，再現(xiàn)全流程數(shù)字化工廠；融合自我感知、機器學習、實時交互等技術，可實現(xiàn)虛擬與真實環(huán)境的互動，達到兩者的高效迭代和閉環(huán)優(yōu)化。
在企業(yè)全生命周期中的應用場景
規(guī)劃設計階段：數(shù)字化交付、設計參數(shù)校驗、工藝可行性分析、工業(yè)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(chǎn)運營階段：工況實時預測、事故重演與分析、工藝優(yōu)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(tài)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(tài)及穩(wěn)態(tài)仿真
提供圖形化、低誤差、交互性的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)全過程模擬仿真。
03豐富的物性庫與設備模型庫
具有數(shù)千個組分的物性數(shù)據(jù)庫、數(shù)千對二元交互作用參數(shù)，多種狀態(tài)方程可供選擇，支持外部組份物性數(shù)據(jù)庫，如DIPPR，DDBST等。通過精細的設備尺寸、規(guī)格和性能來搭建準確的虛擬工廠及數(shù)字化車間，提供高精度的仿真模型。
04控制系統(tǒng)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(huán)境下，模擬所有數(shù)據(jù)采集、控制及執(zhí)行過程，是測試、驗證、優(yōu)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(tǒng)、監(jiān)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(shù)字工廠
采用3D可視化技術，可實現(xiàn)操作結果與三維數(shù)字工廠的數(shù)據(jù)聯(lián)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(yè)應用
的工業(yè)企業(yè)都在加速利用數(shù)字孿生、數(shù)字主線、虛擬現(xiàn)實、機器學習、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等新技術進行數(shù)字化轉型，以提升自身的能力和競爭優(yōu)勢。中控也將不斷升級和優(yōu)化數(shù)字孿生解決方案，助力企業(yè)“安全、環(huán)保、節(jié)能、提質、增效"核心訴求的提升，為企業(yè)的數(shù)字化轉型帶來實踐。
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