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基于数字孪生的石化工业互联网基于数字孪生的石化工业互联网 综合应用案例 ——石油和化工工业互联网平台ProMACE创新应用，石化盈科信息技术有限责任公司（以下简称石化盈科）成立于2002年，是能源化工行业唯一一家全产业链解决方案和产品提供商，为国家规划布局内重点软件企业，连续多年跻身中国软件收入百强企业前50名。依托中国石化信息化建设实践，石化盈科已经构建起从咨询、设计研发到交付和运维的完整IT服务价值链，形成了经营管理、智能制造、智能物流、新一代电子商务、云计算和大数据五大核心业务。

石化盈科打造的面向石油和化工行业的工业互联网平台ProMACE，是新一代信息通信技术与实体经济深度融合的基础设施，是支撑流程型智慧企业研发设计、生产制造、供应链管理、营销服务各业务环节的核心载体；是信息物理系统（CPS）在石油和化工行业的具体实现；是流程制造数字化、网络化、智能化的关键引擎。

基于数字孪生的创新应用

基于数字孪生的工业互联网应用，融合了十多年石化行业经验与认知，将数字孪生技术沉淀于工业互联网平台，通过构建以资产模型、工厂模型、机理模型、工业大数据模型、工业专家知识库为核心的数字孪生体，支撑典型智能应用，为石油和化工行业的数字化转型发展提供新动能。

1. 石化行业新形势新要求

石化工业作为国民经济的重要基础和支柱产业，为国民经济的快速发展做出了重要贡献。经过多年发展，我国的炼油加工能力、化学品生产能力已居世界第一。但同时也面临结构产能过剩、环保要求、安全要求、成本上升、人才流失、核心技术亟需国产化等压力或挑战。

在这样的发展趋势下，企业仅靠传统的控制和管理方法已经适应不了新形势下生产的需要，必须依靠信息化建设的引领作用，两化深度融合，走新型工业化道路。基于数字孪生的石化工业互联网创新应用，正是石化盈科在提升用户竞争力、顺应时代发展、响应国家战略行动中形成的重要成果。

2. 数字孪生的三个要素

石化盈科通过信息技术与石化业务深度融合，依托石化行业的工业互联网平台“赋能、赋值、赋智”，实现工业知识、模型和经验的承载和推广，提供智能化转型“核心驱动引擎”。其中，数字孪生体是核心，对石化工业进行可视化模型化描述。运行支撑环境是基础，通过工业物联接入、工业数据湖和工业实时优化计算为数字孪生提供泛在感知、数据分类存储和实时计算的环境。典型智能应用是关键，服务于最终用户，实现企业的节能降耗、降本增效。

3. 创新应用价值实现

建立基于数字孪生的石化工厂多维度、全方位模型，提供数字孪生核心组件和应用，打造以资产、物流为核心的业务新模式，实现企业数字化、网络化、智能化转型。通过优化生产过程，降本增效；通过转变管控模式，提升管理效率；通过监控优化设备性能，保障安稳长满优；全面提升客户价值，帮助客户取胜新形势下的市场竞争。

从构架到落地的实现路径

1. 基于数字孪生的应用架构

基于数字孪生的石化工业互联网综合应用案例依托石油和化工工业互联网平台ProMACE，由石化工业数字孪生体、运行环境和典型智能应用三部分组成。

（1）石化工业数字孪生体

全厂数字孪生模型是立足于ProMACE工业互联网平台，利用数字孪生建模工具集构建。

1)资产模型描述炼化企业的物理资产

描述石化工厂中物理资产的功能位置、机械特性、工艺特性、物理组成等本体数据和活动记录。对企业重点装置进行工程级和仿真级三维建模，对重点设备建立可拆解的工程级模型。

2) 工厂模型描述石化工业的业务管理实体

将资产模型进行组态，形成适应多业务场景的工厂信息化模型。将工厂按层次划分为组织层、区域层和节点层。

3) 机理模型描述生产反应及运行过程

根据严格的“三传一反”工艺机理模型，使用流程模拟工具，对设备以及生产过程，包括反应、精馏、吸收、萃取、换热、结晶等，根据所给过程的条件，对相应过程进行物料平衡、能量平衡、相平衡及化学平衡的计算，发掘生产潜能，从而指导科研、设计、生产等工作。

4) 工业大数据模型描述生产企业数据统计规律

构建大数据分析模型，支撑装置收率预测、质量预测、操作工艺点预警预测等。数据统计模型通常有底层的通用算法和业务规则构成比较复杂的分析模型。

5) 工业知识库沉淀行业规则、经验和案例

将设备、物料、工艺、操作、质量、能源、环保、安全、应急等石化行业各业务域的行业知识、案例通过平台进行沉淀，形成石化行业知识库，形成知识即服务体系，为工业应用提供知识和算法支撑。