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三维数字孪生与仿真技术在钢铁生产工序的应用技术钢厂原料场设备多，环境恶劣，且占地面积大，信息通讯及人员调度较为困难。针对这些问题我们研发了料场数字孪生仿真平台，结合人工智能与5G实时通讯技术，降低原料场运维需要的人员数量和运维成本，减少工作人员接触恶劣环境的必要性，对排产计划提出智能化建议，从宏观上提高整个原料场的生产效率。

技术要点和优势

本系统利用三维可视化技术对占地面积巨大的原料场进行数字化建模，通过GIS技术，将原料场的空间数据导入到系统中，精确的重建全要素场景，并利用数字资产对关键设备拟真。利用各种传感器将原料场的实时状态加载到数字模型中，系统使用者可以通过人机界面及时掌握整个原料场的各种运行状态。相较于传统界面，三维可视化技术对状态的表示更为直观高效，对各种隐蔽工程的显示效果更优于其他方式，在此之上，我们将各生产环节的数据信息进行收集，利用大数据分析和人工智能进行分析统计之后，反馈给系统使用者，使系统使用者能够更高效的对生产活动进行调整和规划。数字驱动的设备模型保证了对原料场生产过程的无死角孪生监控,5G技术保证了设备到虚拟现实的数据传输具有极低的延迟，能够让系统使用者及时有效的应对原料场内的各种突发状况,应急事件快速定位，快速反应，有效助力安全生产。数字孪生技术是对旧的信息化系统的全面升级，它使用更加便捷，对效率和生产力的提高更加明显。同时数字孪生技术能够对庞大的生产数据进行不同维度的分析和预测，在将来更有可能通过VR和AR等虚拟现实技术帮助原料场员工进行技术培训和更加直观的远程设备操作。

应用案例介绍

本技术于2021年6月应用于安钢集团周口钢铁公司原料场。系统涵盖了两个料场料棚，两个生产厂料仓，一个汽车受卸系统和一个火车翻车机室。料棚中的所有料堆都通过扫描仪等传感设备采集了长度，高度等空间数据，并在三维空间中进行了仿真。通过仿真可以了解料场中每一个料堆的实时数据和收发存历史数据，还可以依据历史作业数据分析料堆的消费情况，使用率等生产数据。系统对料场堆取料机的仿真可以实现实时反应堆取料机的位置，偏摆角，俯仰角，斗轮及皮带的运行状态，还可以连接机上的各个视频摄像头，远程查看监控画面。系统还可以根据历史作业数据、生产厂的需求状态和卸料系统的来料计划合理规划场内堆取料机的作业，最大化的优化利用料场内的各个输送设备。对于料厂内的传送带系统，系统进行了形象和抽象两种模式的拟真，用户可以直观的了解整个料厂内输送系统的使用情况，包括皮带运行，带上物料情况等。系统对生产厂配矿室的料仓进行了监控，针对各料仓的存料情况发起预警和建议，保证生产的平滑进行。通过使用本智能化系统，周口原料场有效的提高了生产效率，降低了生产成本，同时使得整个生产周期的安全系数大幅上升。