数字孪生技术在石化流程行业数字化转型中的应用研究

数字孪生作为一项新兴技术，近年来在欧美国家及国内得到了广泛的研究，并应用于各类工业生产企业。本文详细介绍了数字李生技术在炼化行业的研究成果及成功应用，包括数字化工厂的定义、总体架构，方案设计，应用效果分析等关键技术。该技术的应用一方面提高了石化企业各应用系统的使用水平，弥补其不足，另一方面，提高了企业在管理各领域的快速洞察力，降低资产的运维风险，提高资产的回报率。新技术的应用促进了石化企业信息化水平的提高，也为该技术的进一步推广及应用打下了良好的基础。

关键词：数字李生 数字化工厂 三维建模 智能化

1引言

随着工业4.0的到来，流程行业数字化转型成为企业运营维护管理的迫切需求。数字孪生技术作为现实世界实体或系统的数字表示，是企业数字化转型升级基石，数字化工厂技术是数据李生的一种基本应用。目前世界知名石油石化公司ExxonMobil、BP、Cheyron、Cono-coPhillips、Shell等广泛采用数字化工厂解决方案，使得企业在资产运行管理、安全管理、规章管理、员工培训和检测维修管理等领域均得到了巨大帮助，有效地提升了工厂的资产效率、安全水平和决策能力，获得了巨大经济效益，国内石化行业，中国石油、中国石化及中国海洋石油等大型石油公司所属部分炼化企业已经实施了数字化工厂项目。

国内外对于数字化工厂的建设主要有大场景、工程数据管理平台和生产运营维护应用平台几个方向。以3DMAX技术实现的大场景模型具有查看大场景效果和模型渲染逼真的特点，但模型为非对象化的模型，不能实现实时修改，抽离、属性灵活自定义等操作，精度低，不能满足工程级应用；工程数据管理平台方向更关注于工程数据和文档的管理，模型不能集成下游的专业系统，并且模型与工厂现状存在差异；以生产运营维护应用平台方向为主的三维数字化工厂更关注于三维虚拟现实操作和业务应用，可以为工厂设备、生产、安全经营等管理领域提供分析，沟通、计算、预测等服务但由于各企业对数字化工厂项目的认识与需求上存在差异，建设内容及效果也千差万别。像中海油海上平台数字化工厂项目、中海油壳牌数字化炼厂项目、康菲中国等采用的是工程数据管理方向，而中国石油兰州石化采用的是以生产运营维护应用平台为主的三维数字化工厂，选择北京绥通公司的RealityLINx数字化工厂解决方案，有效解决工业互联网时代管理集成、经营预测分析、设备的高可用性和可靠性以及资产运营的低风险等管理难题，取得了很好的应用效果。