三維數字孿生與仿真技術在鋼鐵生產工序的應用技術檢視原始碼討論檢視歷史

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三維數字孿生與仿真技術在鋼鐵生產工序的應用技術鋼廠原料場設備多，環境惡劣，且占地面積大，信息通訊及人員調度較為困難。針對這些問題我們研發了料場數字孿生仿真平台，結合人工智能與5G實時通訊技術，降低原料場運維需要的人員數量和運維成本，減少工作人員接觸惡劣環境的必要性，對排產計劃提出智能化建議，從宏觀上提高整個原料場的生產效率。

技術要點和優勢

本系統利用三維可視化技術對占地面積巨大的原料場進行數字化建模，通過GIS技術，將原料場的空間數據導入到系統中，精確的重建全要素場景，並利用數字資產對關鍵設備擬真。利用各種傳感器將原料場的實時狀態加載到數字模型中，系統使用者可以通過人機界面及時掌握整個原料場的各種運行狀態。相較於傳統界面，三維可視化技術對狀態的表示更為直觀高效，對各種隱蔽工程的顯示效果更優於其他方式，在此之上，我們將各生產環節的數據信息進行收集，利用大數據分析和人工智能進行分析統計之後，反饋給系統使用者，使系統使用者能夠更高效的對生產活動進行調整和規劃。數字驅動的設備模型保證了對原料場生產過程的無死角孿生監控,5G技術保證了設備到虛擬現實的數據傳輸具有極低的延遲，能夠讓系統使用者及時有效的應對原料場內的各種突發狀況,應急事件快速定位，快速反應，有效助力安全生產。數字孿生技術是對舊的信息化系統的全面升級，它使用更加便捷，對效率和生產力的提高更加明顯。同時數字孿生技術能夠對龐大的生產數據進行不同維度的分析和預測，在將來更有可能通過VR和AR等虛擬現實技術幫助原料場員工進行技術培訓和更加直觀的遠程設備操作。

應用案例介紹

本技術於2021年6月應用於安鋼集團周口鋼鐵公司原料場。系統涵蓋了兩個料場料棚，兩個生產廠料倉，一個汽車受卸系統和一個火車翻車機室。料棚中的所有料堆都通過掃描儀等傳感設備採集了長度，高度等空間數據，並在三維空間中進行了仿真。通過仿真可以了解料場中每一個料堆的實時數據和收發存歷史數據，還可以依據歷史作業數據分析料堆的消費情況，使用率等生產數據。系統對料場堆取料機的仿真可以實現實時反應堆取料機的位置，偏擺角，俯仰角，斗輪及皮帶的運行狀態，還可以連接機上的各個視頻攝像頭，遠程查看監控畫面。系統還可以根據歷史作業數據、生產廠的需求狀態和卸料系統的來料計劃合理規劃場內堆取料機的作業，最大化的優化利用料場內的各個輸送設備。對於料廠內的傳送帶系統，系統進行了形象和抽象兩種模式的擬真，用戶可以直觀的了解整個料廠內輸送系統的使用情況，包括皮帶運行，帶上物料情況等。系統對生產廠配礦室的料倉進行了監控，針對各料倉的存料情況發起預警和建議，保證生產的平滑進行。通過使用本智能化系統，周口原料場有效的提高了生產效率，降低了生產成本，同時使得整個生產周期的安全係數大幅上升。