数字孪生技术打造智慧电厂3d三维可视化系统

Posted 2023-04-08 minidididi

数字孪生技术应用场景有很多，电厂三维可视化系统就是其中之一。建设智慧电厂可视化系统，以数字孪生为理念，借助3D虚拟仿真技术，以可视化、智能化、集成化理念为目标，整体管控电厂内综合态势，通过信息交换和共享，将电厂内各类具有完整功能的独立子系统组合成一个有机的整体，实现厂区三维可视化；整合电厂安防摄像头、门禁系统数据的综合管理。提高系统可视化水平、维护水平、管理自动化水平、协调运行能力及详细的管理功能。

1、电厂实景建设与仿真
第一步：采用无人机进行厂区倾斜摄影航拍。结合项目需要生成高清正射影像图和厂区倾斜摄影三维实景模型。为厂区GIS系统提供基础地图数据，实景模型效果如图：

第二步：在3Dmax软件里对倾斜摄影模型基础上进行拓扑和重构，制作等比例的3Dmax模型。通过贴图制作、材质调整、灯光烘焙等工序，最后得出色彩效果精美、文件体积小的模型文件，力求在电脑浏览器上都能流畅运行。3Dmax模型效果如下图：

2、安防可视化
孪生地图集成安防摄像头、门禁系统、巡检等子系统，实现各子系统数据双向互通、地图与设备对象联动定位的一体化管理，解决各子系统信息孤岛问题。

3、巡检机器人
系统与巡检机器人实现联动对接，具体与机器人实现功能如下：

1、能够根据xy坐标显示机器人实时位置，机器人图标上能显示当前巡检信息；
2、能够根据xy坐标实时显示所有巡检点位置；
3、巡检点之间能够显示巡检轨迹线；
4、支持一键控制机器人到达电子地图上指定位置；
5、支持在地图上选择采集点，可使机器人一键行走到该采集点位置；
6、支持一个巡检任务或不同的巡检任务不同的电子地图，监控客户端根据机器人巡检位置切换对应的电子地图。（地图可分多层，根据楼层信息，可切换到对应楼层的地图）此功能有程序控制，选择对应的地图；
7、地图上可以区分显示已经完成的巡检点和未完成的巡检点，已完成的巡检点支持点击查看巡检结果；
8、实时目标动态显示：空间位置、运动方向、运动轨迹；
4、访客导航系统
以GIS为底图，可根据需要装备高清影像地图或者三维实景模型，也可直接在现有公开卫星地图的基础上，根据需要自定义规划路网，自定义录入POI点，用户可自主搜索目标位置后进行GPS实时定位导航，导航过程中用户可开启AR导航。

3D可视化打造智慧工厂数字化管理

随着5G技术的应用和物联网技术兴起，3D可视化工厂厂房在数字化的今天，已经被越来越多的公司和企业应用。

智慧工厂3D可视化管理平台基于数字孪生的理念，集成工厂生产、经营、安全、监控、设备等业务系统的数据，结合三维仿真技术，创建虚拟数字孪生工厂，实现对现实世界的全域感知、镜像再现，在数字孪生世界里构建智慧工厂各类智能应用。主要建设内容有：地理位置可视化、工厂环境可视化、设备资产可视化、管线可视化、监控可视化、演示可视化、虚拟巡检、培训考核、智能运营中心等。构建工厂的三维展示、监控、告警、定位、分析一体化的3D可视化平台。

智慧工厂的功能：

功能一：工厂运维可视化

通过三维数字化虚拟现实技术，对数字化智慧工厂进行更加直观、真实的展示，从智慧工厂的外部环境到工厂内部的构造和独立设备全方位进行三维可视化展示，并且可以进行任意角度的旋转缩放和场景的跳转。配合工厂的各种监控可视化模块，可以与仓库管理、集装箱管理、车位管理等系统集成，为系统提供可视化管理手段，实现工厂园区环境的跨系统集中管理，提高工厂园区掌控能力和管理效率。

集成设备资产、生产运行、安全监控等业务系统数据，围绕设备可进行资产全寿期的管理、状态和性能的监测，以及生产运营数据的可视化展示应用。

功能二：设备监测可视化

工厂内的设备及资产数量庞大，种类众多，传统的表格式管理方式效率低、实用性差，设备资产可视化管理功能采用创新的三维互动技术手段来实现对工厂的设备可视化管理，与各种设备管理系统集成实现对重点设备重点管理。让呆板的设备资产配置数据变得鲜活易用，大大提升了设备资产数据的可用性、实用性和使用效率。

功能三：巡检可视化

能模拟工作顺序和工作人员在巡检每个设备时所需要的工作内容和注意事项。使新员工能快速熟悉巡、点检的工作状态和工作流程。保证设施安全和系统稳定，达到设备长期高效运行的目的，为工厂专业人员提供良好的辅助工具。

功能四：告警信息可视化

将分散在各管理系统的监控数据进行整合，形成统一的告警事件台，基于告警台查看园区所有告警，并支持基于三维化设备进行监控数据的实时呈现，包括设备工况信息、性能信息及告警信息。

对不同来源的告警事件进行集中管理，根据园区管理需求制定合理的处理规则及通知策略，根据告警设备、告警位置、告警事件等进行告警的智能化分析，辅助快速故障定位和排查。

伴随着互联网+、云计算、物联网和大数据等技术的应用，企业将持续打造“智慧工厂”。基于3D可视化平台ThingJS开发的“智慧工厂3D可视化系统”，使工厂生产更为流畅，减少不必要的错误和开支，节约成本。避免失误导致意外产生，并能提高操作者的熟练度，使工作效率大幅度提高。