智能設(shè)備數(shù)字孿生應(yīng)用 課件 7、數(shù)字孿生的相關(guān)領(lǐng)域-工業(yè)邊界

智能設(shè)備的數(shù)字孿生授課教師：卞化梅數(shù)字孿生與產(chǎn)品全生命周期管理數(shù)字孿生與云計(jì)算數(shù)字孿生與大數(shù)據(jù)2.12.22.3第二章

數(shù)字孿生的相關(guān)領(lǐng)域2.4數(shù)字孿生與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字孿生與車間生產(chǎn)數(shù)字孿生與智能制造數(shù)字孿生與工業(yè)邊界2.52.62.7知識(shí)目標(biāo)：本章學(xué)習(xí)目標(biāo)

掌握產(chǎn)品全生命周期管理概念；

理解數(shù)字孿生與產(chǎn)品全生命周期管理；

理解大數(shù)據(jù)與數(shù)字孿生的關(guān)系；

掌握工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念；

掌握工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的關(guān)鍵名詞；理解車間生產(chǎn)智能化管理和車間生產(chǎn)與數(shù)字孿生；了解智能制造標(biāo)準(zhǔn)先行；

了解我國(guó)智能制造標(biāo)準(zhǔn)化工作推進(jìn)情況；

了解數(shù)字孿生與工業(yè)邊界。本章學(xué)習(xí)目標(biāo)能力目標(biāo)：

能正確的闡述產(chǎn)品全生命周期管理概念；

能清晰描述數(shù)字孿生與全生命周期之間的關(guān)系；

能正確的闡述產(chǎn)品全生命周期管理概念；

能清晰描述數(shù)字孿生與全生命周期之間的關(guān)系；

能舉例說(shuō)明生活中大數(shù)據(jù)應(yīng)用的3-4個(gè)案例;

能辨別工業(yè)互聯(lián)的關(guān)鍵名詞;

能描述哪些屬于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)；

能正確描述車間生產(chǎn)智能化哪些場(chǎng)景可以使用數(shù)字孿生技術(shù)；

能說(shuō)出1-2個(gè)智能制造標(biāo)準(zhǔn)；

能正確描述自動(dòng)駕駛系統(tǒng)與數(shù)字孿生關(guān)系；

能描述智能城市數(shù)字孿生的特征。本章學(xué)習(xí)目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)的方法與途徑。培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的聯(lián)想能力與舉一反三的能力。

數(shù)字孿生賦能全生命周期管理。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為國(guó)家的重要基礎(chǔ)設(shè)施，我國(guó)出臺(tái)了很多關(guān)于促進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的舉措，對(duì)我國(guó)重要的幾個(gè)城市進(jìn)行工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的布局。我國(guó)智能制造的標(biāo)準(zhǔn)化工作發(fā)展及其推進(jìn)情況，強(qiáng)調(diào)了智能制造是我國(guó)制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)的主攻方向。通過(guò)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、城市數(shù)字孿生、智慧園區(qū)管理等與數(shù)字孿生的關(guān)系，進(jìn)一步說(shuō)明數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢(shì)。通過(guò)智慧園區(qū)管理等與數(shù)字孿生的關(guān)系，進(jìn)一步說(shuō)明數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢(shì)。數(shù)字孿生與工業(yè)邊界2.7復(fù)習(xí)與鞏固自動(dòng)駕駛系統(tǒng)特征發(fā)展階段城市數(shù)字孿生2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界工業(yè)重工業(yè)采掘(伐)工業(yè)原材料工業(yè)加工工業(yè)輕工業(yè)以農(nóng)產(chǎn)品為原料的輕工業(yè)以非農(nóng)產(chǎn)品為原料的輕工業(yè)2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界3.智慧園區(qū)管理（1）智慧園區(qū)發(fā)展趨勢(shì)2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)社會(huì)新需求的驅(qū)動(dòng)下，智慧園區(qū)也一直在發(fā)展和演進(jìn)著，從智慧化程度的視角，把智慧園區(qū)的發(fā)展總結(jié)為“三階四級(jí)”

（1）智慧園區(qū)發(fā)展趨勢(shì)2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界智慧零碳園區(qū)是建立在數(shù)字化全面賦能的智慧園區(qū)基礎(chǔ)上，在園區(qū)規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)全生命周期中系統(tǒng)性融入碳中和的理念，以數(shù)字化技術(shù)賦能節(jié)能、減排、碳監(jiān)測(cè)、碳交易、碳核算等碳中和措施，促進(jìn)園區(qū)低碳化發(fā)展、能源綠色化轉(zhuǎn)型、資源循環(huán)化利用、設(shè)施集聚化共享。（2）智慧零碳園區(qū)2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界（3）全場(chǎng)景智慧園區(qū)智慧園區(qū)的全場(chǎng)景智慧是智慧園區(qū)發(fā)展新階段，全場(chǎng)景智慧園區(qū)體現(xiàn)在數(shù)據(jù)融合、場(chǎng)景聯(lián)動(dòng)、敏捷創(chuàng)新等方方面面，讓智慧可以呈現(xiàn)在園區(qū)的每個(gè)角落，實(shí)現(xiàn)對(duì)園區(qū)全域的精準(zhǔn)分析、系統(tǒng)預(yù)測(cè)、協(xié)同指揮、科學(xué)治理和場(chǎng)景化服務(wù)。2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界（4）全生命周期生態(tài)共建園區(qū)全生命周期智慧園區(qū)的管理是指將全生命周期管理的理念和方法應(yīng)該貫穿到智慧園區(qū)投資、規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)全過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)園區(qū)投資、規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)主體、運(yùn)營(yíng)管理手段、生態(tài)合作資源、運(yùn)營(yíng)模式等要素的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，避免各個(gè)要素本身及要素間的沖突矛盾，實(shí)現(xiàn)園區(qū)全生命周期內(nèi)整體社會(huì)價(jià)值最大化。智慧園區(qū)全生命周期管理比較關(guān)注全過(guò)程中的價(jià)值產(chǎn)生與服務(wù)體驗(yàn)，通過(guò)數(shù)據(jù)等要素的流動(dòng)構(gòu)建園區(qū)管理與運(yùn)營(yíng)的閉環(huán)鏈條。2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界4.數(shù)字孿生賦能石油化工（1）數(shù)字孿生在油田勘探的應(yīng)用利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，深入挖掘現(xiàn)有的油田勘探數(shù)據(jù)資源，尋找油氣勘探開(kāi)發(fā)數(shù)字孿生實(shí)現(xiàn)方法，將油氣勘探開(kāi)發(fā)的物理空間映射到虛擬數(shù)字空間，并與數(shù)字孿生系統(tǒng)進(jìn)行融合。利用這種方式將改進(jìn)現(xiàn)有汽油勘探模式與技術(shù)，數(shù)字孿生技術(shù)降低石油勘探開(kāi)發(fā)成本2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界（2）數(shù)字孿生石油工程裝備全生命周期數(shù)字化

數(shù)字孿生在石油工程裝備管理平臺(tái)的基礎(chǔ)上開(kāi)展裝備全數(shù)字化技術(shù)研究，構(gòu)建裝備工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，探索設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、操縱、經(jīng)營(yíng)、維護(hù)等生命周期數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，在數(shù)字孿生系統(tǒng)中把控產(chǎn)品質(zhì)量，在裝備現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證數(shù)據(jù)正確性，提升裝備機(jī)能并改進(jìn)其生產(chǎn)工藝，無(wú)需親臨現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)數(shù)字孿生系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控各類數(shù)據(jù)，全方位數(shù)字化石油工程裝備，實(shí)現(xiàn)智能石油工程建設(shè)與智慧化發(fā)展的景愿。2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界（3）鉆井過(guò)程數(shù)字孿生

數(shù)字孿生在鉆井過(guò)程中應(yīng)用，通過(guò)創(chuàng)建物理信息系統(tǒng)來(lái)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)信息空間中構(gòu)建的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)鉆井平臺(tái)關(guān)鍵設(shè)備變化情況的模擬和預(yù)測(cè)，達(dá)到實(shí)現(xiàn)鉆井平臺(tái)與虛擬空間模型相互映射、相互指導(dǎo)的作用。2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界（4）數(shù)字孿生與石油管道

在石油管道中通過(guò)在線監(jiān)測(cè)，獲得大量管道運(yùn)行數(shù)據(jù)，數(shù)字孿生利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，獲得3D石油管道數(shù)據(jù)圖像。用戶通過(guò)對(duì)石油管道虛擬圖像進(jìn)行處理，利用全息透視眼鏡，便可清晰觀測(cè)管道內(nèi)情況。同時(shí)，將管道附近反映地質(zhì)變化狀況的重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行熱圖成像，用戶利用該圖像便能更好地發(fā)現(xiàn)小凹痕、裂縫、腐蝕區(qū)域等地質(zhì)變化狀態(tài)以及管道應(yīng)變等潛在危險(xiǎn)。2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界（5）石化行業(yè)數(shù)字工廠應(yīng)用平臺(tái)

數(shù)字孿生在傳統(tǒng)的石化信息系統(tǒng)，如ERP系統(tǒng)、MES系統(tǒng)（制造執(zhí)行系統(tǒng)）、維修管理系統(tǒng)、安全環(huán)保系統(tǒng)等基礎(chǔ)上根據(jù)業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)，擴(kuò)展了大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、數(shù)據(jù)挖掘、先進(jìn)控制系統(tǒng)、在線實(shí)時(shí)優(yōu)化、工業(yè)云平臺(tái)等，將數(shù)字工廠與管理系統(tǒng)集成、數(shù)字工廠與生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)集成、數(shù)字工廠與設(shè)備管理系統(tǒng)集成、工藝培訓(xùn)管理集成，進(jìn)一步去優(yōu)化工作流程提高產(chǎn)能產(chǎn)品生命周期管理是從產(chǎn)品的需求開(kāi)始到產(chǎn)品淘汰報(bào)廢的全部生命歷程，它的本質(zhì)是一種較為先進(jìn)的企業(yè)信息化的思想，采用該方法的管理使得企業(yè)運(yùn)用最有效的方式和手段為其增加收入和減低成本。包括產(chǎn)品策劃、實(shí)現(xiàn)、交互、運(yùn)營(yíng)。數(shù)字孿生主要賦能與全生命周期管理研發(fā)設(shè)計(jì)階段、生產(chǎn)制造階段、市場(chǎng)營(yíng)銷階段和運(yùn)營(yíng)支持階段。云計(jì)算的特征為彈性伸縮、服務(wù)可度量、按需自助服務(wù)、無(wú)所不在的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)、資源池工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是指將傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)的各種環(huán)節(jié)中的各種設(shè)備、傳感器、儀器等物理設(shè)備采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接，對(duì)其實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、分析、共享，從而提高生產(chǎn)效率、改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本以及開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品等為目的的技術(shù)體系。01020304課堂小結(jié)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)深度集成了IT、OT運(yùn)營(yíng)技術(shù)（OperationalTechnology，OT）、CT電子計(jì)算機(jī)斷層掃描(ComputedTomography，CT)、DT數(shù)據(jù)技術(shù)（DataTechnology，DT）等技術(shù)，它具有基礎(chǔ)性、聚合性、融合性。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)主要有數(shù)據(jù)匯聚、建模分析、知識(shí)復(fù)用、應(yīng)用創(chuàng)新四項(xiàng)功能。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與數(shù)字孿生的關(guān)系：數(shù)字孿生助力工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的IT與OT融合；數(shù)字孿生與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)雙向賦能；車間生產(chǎn)、智能制造標(biāo)準(zhǔn)先行車間生產(chǎn)以流程為核心；利用數(shù)字孿生技術(shù)，對(duì)生產(chǎn)車間進(jìn)行智慧化管理，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程可視化、遠(yuǎn)程管理、成本管控，有利于提高生產(chǎn)效率，減低生產(chǎn)成本。工廠車間可視化管理對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化。05060708課堂小結(jié)我國(guó)智能制造標(biāo)準(zhǔn)化工作推進(jìn)情況：我國(guó)智能制造標(biāo)準(zhǔn)化工作伴隨著制造業(yè)專業(yè)升級(jí)、高質(zhì)量發(fā)展、逐漸形成了具有中國(guó)特色的智能制造標(biāo)準(zhǔn)化工作機(jī)制，從探索期（2015年-2017年）到成長(zhǎng)期（2018年-2020年）逐漸邁入深化期（2021年-至今）。自動(dòng)駕駛是汽車產(chǎn)業(yè)與人工智能、高性能計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)以及交通出行、城市管理等多領(lǐng)域深度融合的產(chǎn)物城市數(shù)字孿生契合了當(dāng)前為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)賦能的戰(zhàn)略需求，是城市在物理空間、社會(huì)空間、數(shù)字空間融合發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)手段。城市數(shù)字孿生是智慧城市建設(shè)新的創(chuàng)新源和發(fā)力點(diǎn)，將成為智慧城市發(fā)展新階段的核心底座。智慧園區(qū)管理