中泰矿冶:打造智慧孪生工厂一体化管控平台,推动人才与业务数字化转型

科技   2025-01-02 18:31   山西  




智慧孪生工厂一体化管控平台项目紧密结合企业业务发展需求,针对电石行业面临的问题,创新性地开发了三维视频与VR培训相结合的企业培训模式,显著提升了员工的专业技能掌握程度。项目以“智慧孪生,全真互联,孪生先行”为核心理念,深度融合了数字支撑、孪生构建、人机交互三大前沿技术,显著提升了数字孪生的实时性、精准性、灵活性和交互性,有效解决了“看不清、控不住、判不准”的难题,为电石行业的智能化转型树立了标杆。


注册资本20.51亿元,主营电石生产销售、石灰生产、自备发电。按照“创新、协调、绿色、开放、共享”新发展理念,以占领行业规模、技术和效益制高点为目标,取得240余项国家技术专利。依托自治区首批“5G+工业互联网”示范园区,助力企业打造创新型、安全型、节能型、生态型、智慧型 “五型园区”。率先在行业应用智慧园区概念、智能出炉机器人、智能行车、气力输灰、净化灰焚烧等行业首创技术创新项目,解决了多项行业安全环保技术难题,引领和推动电石行业可持续健康发展。


公司被国家工信部和电石协会授予唯一一家“全国密闭式电石炉生产示范基地”;荣获国家“高新技术企业”“绿色工厂”;“全国安全管理标准化班组优秀组织单位”;连续9年被石油石化协会评选为“全国电石生产能效领跑单位”;电石行业“十三五”节能减排先进单位、“技术进步先进单位”;“开发建设新疆奖状”等荣誉称号。



背景及简介


新疆中泰矿冶有限公司致力于通过技术创新提升企业核心竞争力,开展创新人才团队引进培育项目。面对传统电石行业存在的装置运行看不清、操作运行控不住、数据分析判不准等问题,公司决定投资实施智慧孪生工厂一体化管控平台项目提高员工的专业知识和技能培训,以实现对生产过程的全面数字化管理和实时远程监控。



新疆中泰矿冶有限公司智慧孪生工厂是一种整合了先进数控设备、物联网技术、人工智能等现代技术的创新型工厂模式,专为电石行业设计。通过统一、开放且灵活的平台架构,该工厂实现了信息技术(IT)到操作技术(OT)的纵向打通,优化了从生产线到企业决策层的信息流和控制流。通过实时监控生产信息和生产过程,项目不仅提高了生产效率和产品质量,还有效降低了能耗和成本。


公司始终秉承着“以人为本”的发展理念,对外通过交流学习的方式引进人才,对内通过自荐的方式进行人才培养,不断优化人才引进与培养机制,致力于引进高端人才和建设高效团队,设置专业的研发小组,持续探索学习,建立了一支以三维建模、视频制作、程序研发、VR培训为载体的综合性数字创新团队。





三维建模

通过三维模型与3D打印机结合,完成了全厂三维图全景的毫米级1:1还原绘制,涵盖了100余台主关键设备的绘制,附属设备500余台的运行装置和设备内部结构。截至目前完成工艺改造56项,建筑设计10项,装修设计22项。


打印电石炉模型,可以让内部员工真实地看到电石炉从一楼至五楼的整体结构,精确了解工厂布局、关键设备及附属设备的运行装置,实际操作前就能对设备有深入理解,极大地提升员工对工厂整体运作的掌握程度,提高培训效率和实操准确性。同时还可以作为外部人员参观时的参观模型,现已完成电石炉整体打印。截至6月完成立式烘干窑整套装置、沙盘电石炉厂房。





视频培训项目

基于数字孪生工厂衍生出的在线三维实训平台、项目中的三维动画培训视频作为标准化培训课件,可供全行业参考使用;为提升员工的专业技能,专业化改造技改水平,用于提升电石行业的专业化能力。制作三维培训视频92部、协助制作中国电石工业协会视频3部,主要应用于员工培训。





VR安全培训空间项目

使用UE5开发VR安全培训空间,将生产大数据植入VR安全培训空间中,与安培空间中的设备进行各属性、通信接口和连接脚本的链接和映射,根据生产数据而达到VR三维工厂仿真,实现VR安全培训空间和生产现场的动态映射,新员工不进入生产现场就可以直观学习生产现场操作流程,缩短员工培训的周期,降低学习成本。


目前场景三维还原现场环境,提供VR眼镜接口,可实现在VR眼镜中观看,在各个展厅中1:1还原现场,让员工身临其境的感受现场场景。通过展厅中的安全文化认知区、设备安全认知区、消防安全认知区、事故分析区区域划分,让员工亲临其境的感受不同设备的详细信息,根据不同区域的警示视频讲解分析提高安全生产意识。人员通过佩戴VR眼睛,手持VR手柄进行展厅区域内的详细了解,并实现了左右柄的行走和转头功能。





全流程一体化管控平台

将3D模型现场与程序相融合,使用Unity3D+MySQL数据库+c#实现全套电石炉装置工艺包,包含图纸资料、安装视频、工艺动画模拟、材料费用清单、操作手册、程序自控等相关资料,实现操作标准化,制作和安装流程标准化,为后续生产装置改造提供标准化依据,让企业生产更加高效便捷,助力安全管理。






计划日志管理平台

中泰矿冶智慧计划管理平台是一个通过网页开发的综合平台,旨在有效管理每日工作计划、工作日志以及经验分享,为用户提供自动化的可视化分析功能,通过直观的图表和数据了解工作进展和重点,从而更好地调整工作策略和提升团队协作效率。






阿米巴经营管理平台

研发了阿米巴经营管理平台,可以实现培训、考试和存储分享文件资料。截至目前平台阿米巴学习4600余次,平台考试人次6000余次,上传阿米巴外部学习资料206个,内部活动共享179个,上传阿米巴资料223个。






智慧孪生工厂一体化管控平台

智慧孪生工厂一体化管控平台旨在通过自建基础设施(如x86服务器、存储、网络等)、全厂毫米级三维模型、VR、摄像头识别技术等对物理厂区进行改造,为电石行业实现实时状态感知、智能运行控制和多方高效互动赋能。


过程及成效


自2022年1月起到2023年12月,经过两年的建设实施中泰矿冶完成了主要内部装置覆盖。利用自建基础设施、全厂毫米级三维模型、生物法新装置三维模型、VR、摄像头识别技术等对物理厂区进行改造,为传统电石行业数字化低碳转型注入流程驱动、数据驱动、智能驱动。此后一年,中泰矿冶赋能性的工业互联网平台——构建云边端一体化的设备接入与管理中心,提供全栈式的工业物联网开发平台,赋能行业解决方案快速,做到低代码开发数字孪生。2025年1月到2025年12月,中泰矿冶将合作共赢协同演进的工业生态——开放包容、自由自驱。在项目成熟后进行全行业推广运用和新技术研发的推广运用,助力全行业数字化,智能化转型。

该项目在公司内部成功构建了智慧孪生系统示范工程,应用成效显著:





创新高效的培训体系

创新地将传统的PPT培训模式转变为三维视频与VR培训空间的结合,不仅显著提升了员工的学习效率,还极大地激发了工作热情和兴趣。对于管理层,量身定制了领导驾驶舱,助力其高效进行生产管理和战略规划;技术人员则受益于电石行业自然语言模型,专业知识素养得以提升;而数字孪生技术的应用使一线员工能够在虚拟环境中进行实操演练,提升操作技能,减少生产事故的发生。





装置操作与运行的可视化

选取电石一车间四台装置为试点,通过智能化的判断方式,极大提升了装置运行故障判断的准确度,进而显著降低了设备故障率,确保了装置的高效稳定运行。





装置自动化运行与图像识别报警

通过先进的图像识别技术,我们实现了红线区域和部分设备运行的高效管理,显著提高了故障发现的及时性,确保了人员的零风险操作。此外,自动化运行改造使得装置能够全年高效平稳运行。





数据分析寻优与高效预判

对长期积累的异常数据进行了深入的统计分析,并在智慧孪生系统中设定了精确的指标值。当装置生产运行指标接近设定值时,系统将提前发出预警提示,从而实现了从被动故障检修到计划性检修的转变,极大地节约了检修时间。





智慧孪生的智慧工厂建设

智慧孪生系统的应用不仅辅助了一线人员进行更科学的操作决策,实现了生产过程的智能化。同时,厂区内部署的传感器、机器人、摄像头等工业设备通过云端传输,使员工能够通过高级算法解析监控生产状态。企业还能根据实时可视化数据和模拟成像提升分析能力,实现了从人工抄写报表到自动化分析、寻优、统计的转型。


文章来源: 博奥数字化学习联盟
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