水泥工廠 3D 可視化大屏，全流程數(shù)字孿生破局產(chǎn)線低效運(yùn)轉(zhuǎn)！

近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，我國(guó)對(duì)于水泥行業(yè)的關(guān)注程度也越來越高，為了保證水泥行業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展，許多地方都在大力推動(dòng)水泥生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新工作。當(dāng)前水泥行業(yè)的發(fā)展正處于新舊動(dòng)能更迭的關(guān)鍵階段，自動(dòng)化、智能化和信息化水平參差不齊，急需采用融合工藝機(jī)理的智能化和信息化技術(shù)，推動(dòng)全流程、精細(xì)化和綠色低碳發(fā)展方向變革，降耗增效，提高管理效能，實(shí)現(xiàn)水泥行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

圖撲軟件應(yīng)用自主研發(fā)的 HT for Web 產(chǎn)品，搭建了水泥廠區(qū)建筑及生產(chǎn)設(shè)備的三維場(chǎng)景，將生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控與生產(chǎn)時(shí)空有機(jī)結(jié)合，構(gòu)建了集漫游巡檢、設(shè)備資產(chǎn)監(jiān)測(cè)、能效管理、預(yù)警功能、人員定位于一體的三維可視化管理系統(tǒng)。結(jié)合 BIM 模型、立場(chǎng)粒子、三維粒子物理效果、仿真數(shù)據(jù)算法技術(shù)，全方位推動(dòng)水泥廠精細(xì)化管理工作，實(shí)現(xiàn)減人增效的目的。

場(chǎng)景通過 Hightopo 構(gòu)建 Web 水泥廠數(shù)字孿生管理平臺(tái)。整體現(xiàn)場(chǎng)取景照片、衛(wèi)星圖、CAD 圖等資料，利用數(shù)字孿生技術(shù)對(duì)廠區(qū)進(jìn)行 1：1 三維實(shí)景展示，真實(shí)還原廠區(qū)建筑及分布。同時(shí)還原廠區(qū)周邊環(huán)境，如道路、路燈、綠化等基礎(chǔ)設(shè)施，融入環(huán)境模擬效果加以點(diǎn)綴，營(yíng)造出高還原的仿真環(huán)境，提升廠區(qū)整體對(duì)外形象。管理平臺(tái)以三維場(chǎng)景為基礎(chǔ)，2D 數(shù)據(jù)面板為輔，全面的展示水泥廠各區(qū)域的建設(shè)、運(yùn)行情況、安全配備及動(dòng)態(tài)環(huán)境等。

HT 和 GIS 的集成方案中可提供根據(jù)經(jīng)緯度和海拔數(shù)據(jù)構(gòu)建漫游線路，讓用戶以第一人稱的視角按照指定線路對(duì)廠區(qū)進(jìn)行巡檢漫游，在制定線路的時(shí)候可以參考重點(diǎn)區(qū)域或智能化水平較高的區(qū)域進(jìn)行制定，給用戶呈現(xiàn)水泥廠重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域以及智能化發(fā)展成效，幫助管理者實(shí)時(shí)掌握廠區(qū)內(nèi)外的安全狀況，達(dá)到及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，及時(shí)處理隱患目的。

工藝總覽

圖撲軟件基于水泥廠區(qū)整體工藝流程，將破碎、預(yù)均化、生料制備、生料均化、預(yù)熱分解、水泥熟料燒成、水泥粉磨等工藝流程，通過圖撲三維場(chǎng)景一次性展示，并依次展示各個(gè)工藝流程運(yùn)作動(dòng)畫，可直觀的掌握整個(gè)水泥園區(qū)的運(yùn)作概況及流程。

設(shè)備監(jiān)測(cè)

智能化驗(yàn)室

化驗(yàn)室是水泥企業(yè)進(jìn)行質(zhì)量管理的專業(yè)機(jī)構(gòu)，對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行組織和全方位的監(jiān)督，正確地指導(dǎo)生產(chǎn)，確保水泥產(chǎn)出質(zhì)量。

圖撲水泥廠數(shù)字孿生管理平臺(tái)結(jié)合化驗(yàn)室設(shè)備實(shí)時(shí)回傳的數(shù)據(jù)，在場(chǎng)景空間內(nèi)快速?gòu)?fù)現(xiàn)整個(gè)監(jiān)測(cè)流程，實(shí)時(shí)反饋樣品檢測(cè)結(jié)果。結(jié)合人員定位系統(tǒng)，可清楚的看出各部門人員在中控樓的對(duì)應(yīng)位置，有效避免越界或者違規(guī)行為。

原料粉磨

運(yùn)用圖撲研發(fā)的力場(chǎng)粒子效果，結(jié)合不同工況及環(huán)境，仿真模擬出物料在原料粉磨中的流動(dòng)效果，結(jié)合不同流速區(qū)間對(duì)應(yīng)的不同粒子顏色，對(duì)工藝流程進(jìn)行渲染，實(shí)時(shí)展示當(dāng)前物料加工情況。

水泥粉磨

結(jié)合圖撲 BIM 平臺(tái)處理能力，快速的將水泥粉磨 BIM 模型完美的融入到水泥廠數(shù)字孿生管理平臺(tái)，圖撲軟件運(yùn)用自身 3D 可視化能力，結(jié)合 BIM 模型將設(shè)備運(yùn)行動(dòng)畫、拆解流程進(jìn)行展示，各組件運(yùn)行信息通過左右側(cè)面板實(shí)時(shí)刷新，做到實(shí)時(shí)運(yùn)維監(jiān)測(cè)，防微杜漸的作用。

通過圖撲 HT 粒子系統(tǒng)與力場(chǎng)結(jié)合，基于數(shù)據(jù)仿真算法作為基礎(chǔ)，可以呈現(xiàn)出水泥粉磨內(nèi)部的運(yùn)作情況，協(xié)助管理者實(shí)時(shí)了解各設(shè)備內(nèi)部運(yùn)行工況，及時(shí)對(duì)不良狀況進(jìn)行修復(fù)。

水泥庫(kù)

儲(chǔ)存水泥的圓筒狀構(gòu)筑物。水泥必須經(jīng)過一定齡期的物理檢驗(yàn)，合格后方能出廠，因此水泥廠必須設(shè)置一定容量的水泥庫(kù)，至少應(yīng)能儲(chǔ)存 7 天的產(chǎn)量。一般為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，小庫(kù)也可為鋼板或磚石結(jié)構(gòu)。在庫(kù)底或庫(kù)側(cè)卸料，用充氣或機(jī)械方法使水泥卸出。

圖撲軟件結(jié)合物聯(lián)技術(shù)，可實(shí)時(shí)呈現(xiàn)水泥庫(kù)內(nèi)部容量情況及卸料情況，及時(shí)反映異常狀態(tài)，助力管理者實(shí)時(shí)查看水泥庫(kù)動(dòng)態(tài)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)減人增效的管理目的。

熟料輸送

鏈斗輸送機(jī)不僅可以用于水平輸送熟料，還可用于傾斜輸送熟料，由于熟料與料斗之間無相對(duì)錯(cuò)動(dòng)，磨損較小，從冷卻機(jī)底部經(jīng)一段輸送到熟料庫(kù)頂，幾乎不產(chǎn)生粉塵，單機(jī)輸送能力可達(dá)400t/h 以上。

圖撲軟件 3D 可視化展示熟料運(yùn)輸帶的運(yùn)作情況，結(jié)合數(shù)據(jù)采集和分析能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)輸送鏈路出現(xiàn)異常時(shí)，可及時(shí)進(jìn)行定位閃爍預(yù)警，告知管理人員具體位置及應(yīng)急措施。

燒成帶監(jiān)測(cè)

燒成帶溫度是影響水泥熟料質(zhì)量產(chǎn)量的關(guān)鍵因素，在圖撲軟件粒子效果的加持下，燒成工藝流程進(jìn)行了全面的展示：生料進(jìn)入預(yù)熱器后，在自上向下逐級(jí)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，逐步預(yù)熱、分解。通過回轉(zhuǎn)窯自身的旋轉(zhuǎn)以及內(nèi)部的高溫，將從窯尾進(jìn)入的小塊兒物料轉(zhuǎn)化為液體，經(jīng)過提純加工才會(huì)形成熟料可以清楚的看出原料的流動(dòng)方向，并實(shí)時(shí)監(jiān)控窯尾溫度、喂煤量、煤的熱值、窯頭溫度、一次風(fēng)量、三次風(fēng)溫、筒體表面散熱、出窯熟料溫度、生料喂料量、入窯物料溫度等關(guān)鍵因素。

設(shè)備工況仿真

圖撲軟件結(jié)合設(shè)備歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)和模擬數(shù)據(jù)，通過算法計(jì)算，獲取不同工況下物料速度變化趨勢(shì)，結(jié)合圖撲可視化效果加以呈現(xiàn)。有助于判斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)是否出現(xiàn)異常，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)減少損失。

圖撲軟件支持跨平臺(tái)，移動(dòng)終端均可輕松打開場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)觸屏設(shè)備的單指旋轉(zhuǎn)、雙指縮放、三指平移等操作，用戶不必再為跨平臺(tái)交互模式而煩惱。

安全管控

水泥廠建筑結(jié)構(gòu)多樣、單體多加之基礎(chǔ)基坑深，在施工過程中，容易引發(fā)安全事故。水泥廠建筑施工作為建筑施工的一個(gè)組成部分, 應(yīng)貫徹和落實(shí)安全管理原則,強(qiáng)化安全管理。施工安全管理過程中，要嚴(yán)格檢查施工過程中的每個(gè)環(huán)節(jié)。實(shí)行安全管理過程中，兼顧施工進(jìn)度與質(zhì)量，切實(shí)搞好安全工作。

圖撲軟件結(jié)合視頻監(jiān)控系統(tǒng)、電子巡更系統(tǒng)，卡口系統(tǒng)等安全防范管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)，支持對(duì)廠區(qū)重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)電子圍欄區(qū)域劃分，避免非法闖入或進(jìn)入非法受控區(qū)域，全方位的保障廠區(qū)的生產(chǎn)安全。

圖撲軟件 HT 還提供視頻融合解決方案，將 2D 圖像融合到場(chǎng)景的 3D 模型中，為操作人員提供直觀的視頻圖像和簡(jiǎn)單的視圖控制。HT 視頻融合技術(shù)采用 WebGL 技術(shù)，利用 GPU 高性能計(jì)算能力對(duì)視頻圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，圖像處理不占用 CPU 資源，整個(gè)方案畫面流暢。

人員定位

平臺(tái)支持依托智能便攜設(shè)備實(shí)時(shí)掌握廠區(qū)內(nèi)生產(chǎn)人員實(shí)時(shí)位置、歷史軌跡、健康狀態(tài)、聯(lián)動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域劃分，避免人員進(jìn)入非法受控區(qū)域。對(duì)于臨時(shí)外來人員，建立人員管理，監(jiān)測(cè)生產(chǎn)區(qū)域活動(dòng)人員的數(shù)量和位置，結(jié)合電子圍欄實(shí)時(shí)預(yù)警非法人員位置，保障廠區(qū)安全生產(chǎn)和人員安全。

生產(chǎn)管控

圖撲水泥廠數(shù)字孿生管理平臺(tái)實(shí)時(shí)對(duì)接生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過對(duì)比分析實(shí)時(shí)呈現(xiàn)不同維度的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，幫助管理者第一時(shí)間了解廠區(qū)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)。

生產(chǎn)及能耗情況

水泥廠產(chǎn)品質(zhì)量及能耗量與生產(chǎn)質(zhì)量息息相關(guān)，應(yīng)用圖撲 HT 強(qiáng)大的渲染引擎，將熟料、水泥的綜合電耗、標(biāo)煤耗、噸熟料發(fā)電量以及生料、熟料、水泥合格率以圖表的形式實(shí)時(shí)展示，管理者可直觀的把控當(dāng)前廠區(qū)總體生產(chǎn)情況。

同時(shí)通過圖撲軟件豐富的 2D 面板組件，展示近階段水泥熟料生產(chǎn)計(jì)劃，通過產(chǎn)量、完成率的展示，可直觀的查看各生產(chǎn)設(shè)備近一段時(shí)間的生產(chǎn)效率，及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比，查缺補(bǔ)漏，高效把握各生產(chǎn)進(jìn)度的完成情況。

質(zhì)量管控

水泥生產(chǎn)質(zhì)量管理和控制是保證水泥廠正常生產(chǎn)、穩(wěn)定和提高水泥質(zhì)量的關(guān)鍵，主要做以下兩個(gè)方面工作：

①對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行全面監(jiān)督：結(jié)合圖撲 2D 面板展示關(guān)于不同維度的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，幫助質(zhì)量管理者實(shí)時(shí)監(jiān)督各流程下的產(chǎn)品質(zhì)量。如生料質(zhì)量、熟料質(zhì)量、熟料分解率、中子分析儀控制績(jī)效、水泥強(qiáng)度、熟料礦物組成，包括原料配比、進(jìn)廠原煤品質(zhì)、水泥強(qiáng)度，熟料三率值等，做到一張圖了解水泥廠生產(chǎn)質(zhì)量動(dòng)態(tài)。

②保證窯磨在控制范圍內(nèi)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)：圖撲軟件大屏組態(tài)、UI 組態(tài)、工業(yè)組態(tài)、三維組態(tài)為打造精細(xì)化監(jiān)控策略提供了技術(shù)支持。圖撲 HT 融合數(shù)字建模、數(shù)字孿生、仿真模擬、智能物流等技術(shù)，輕松構(gòu)建了生料、熟料、煤粉的質(zhì)量控制組態(tài)監(jiān)控，輔助傳統(tǒng)工廠向智能工廠轉(zhuǎn)型。

通過圖撲軟件工業(yè)組態(tài)打造水泥廠多個(gè)智能化車間和可視化產(chǎn)線，Low-Code 實(shí)現(xiàn)“設(shè)施互聯(lián)、系統(tǒng)互通、數(shù)據(jù)互享、業(yè)態(tài)互融”，建設(shè)水泥生產(chǎn)領(lǐng)域線性化、自動(dòng)化、數(shù)字化工廠。

相較于 InTouch/IFix/WinCC 這些傳統(tǒng)組態(tài)軟件，圖撲基于 Web 的平臺(tái)更適合 C/S 向 B/S 轉(zhuǎn)型的大趨勢(shì)，多元素豐富的可視化組件和支持快捷的數(shù)據(jù)綁定方式，可用于快速創(chuàng)建和部署。為各類工業(yè)場(chǎng)景提供 2D、2.5D、3D 多種清晰美觀的可視化服務(wù)。

圖撲軟件（Hightopo）運(yùn)用自主研發(fā)的 HT for Web 產(chǎn)品，結(jié)合 BIM、數(shù)據(jù)仿真等技術(shù)，通過聯(lián)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng) IOT 平臺(tái)，物聯(lián)設(shè)備等將水泥廠生產(chǎn)管控、能源管控、質(zhì)量管控、設(shè)備運(yùn)維、安環(huán)管控等各子系統(tǒng)高度整合。利用圖撲二三維可視化引擎，合力打造數(shù)字孿生管理平臺(tái)，構(gòu)建及管理、監(jiān)控、安全為一體的管理平臺(tái)，加速企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程，強(qiáng)化水泥廠管理效率，構(gòu)建虛實(shí)結(jié)合、知識(shí)驅(qū)動(dòng)、動(dòng)態(tài)優(yōu)化、安全高效的智能制造體系。

審核編輯黃宇