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文丨張齊齊 編輯丨沐陽

來源丨首席數字官

作為“2020中國數字化年會”線上分論壇之一，以“能源數字化實踐新思路”為主題的數字能源化工論壇，面向數字電網、智慧礦山、數字油田、智能工廠等新成果，探討能源化工數字化實踐新思路。

論壇上，恒力石化（大連）有限公司CIO余斌作《石化行業數字孿生應用探索》主題演講，主要圍繞“數字孿生”應用相關概念、石化行業應用案例、石化行業應用展望三部分展開講述。本文由【首席數字官】總結，提煉演講嘉賓的精華觀點編輯而成，歡迎閱讀和分享。

“數字孿生”應用相關概念理解

數字孿生技術是指針對物理世界中的實體，通過數字化的手段來為其在數字世界中映射出一個模一樣的數字虛體，借此來實現對物理實體的了解、分析和優化。數字孿生技術體系分為人機交互、建模分析、數據集成和感知控制四大方面。核心技術包含模型修正技術、模型融合技術和數字線程技術。

數字孿生系統是智能制造戰略真正落地的抓手,是智能制造創新性應用的新模式,沒有實現數字孿生,就談不上真正實現了智能制造。數字孿生系統基于工業互聯網建設。消費互聯網面向大眾，提供共性需求；而工業互聯網面向特定用戶，發展模式要滿足產業集群的互補性需求。

信息化管理、自動化技術、數字化轉型、智能化制造都可以提升企業效率和效益，但側重點和程度不同。自動化技術注重操作和控制；信息化管理注重流程和效率，通過信息技術的支撐，進行流程再造，比如串行流程變為并行流程、流程的簡化等；數字化轉型注重模式和創新，在激烈的競爭中，企業想要脫穎而出，就要進行組織模式、商業模式變革等；最能同時兼顧效率和效益的是智能化制造，例如使用智能機器人進行大量重復性工作，從而解放人力，提高效益。

數字孿生的應用可以總結為“鏡、警、精”三個層次。“鏡”指將物理實體的運行數據實時同步到數字虛體。通過數字虛體的數據了解物理實體的運行狀況，相較去現場實地監測，這可以通過工藝、技術路線等不同角度監測全局狀況，了解實際生產狀況。“警”指基于虛體數據、機理模型進行建模，通過建模分析可以預測、預警。另外，物理實體由物理裝置和自動控制系統組成，數字虛體由虛擬裝置和孿生優化系統組成。數據實時同步到數字虛體，進行仿真模擬運行的過程中，會提出優化控制的方案，反饋給物理實體，由自動控制系統主動完成。這就是“精”的過程，即精益生產。

石化行業“數字孿生”應用案例分享

恒力石化股份有限公司為滿足智能制造戰略落地與創新性應用的需要、轉型升級與高質量發展的需要和提質增效與可持續發展的需要，建設聚丙烯車間、PTA車間和常減壓車間3套試點裝置，提出物料配方優化、工藝參數設計與仿真、生產過程建模與優化控制、質量管理、設備故障診斷和遠程運維以及腐蝕管理6個解決方案，項目總投資4億元。

數字孿生系統包含邊緣層、映射層、模型層及應用層。數字孿生體的構建從物理實體對象的孿生開始。基于三維模型，構建物理對象及其所處環境的孿生,同時創建諸如生產流程、業務流程的邏輯實體的數字孿生。將物理實體、邏輯實體動態復制成數字孿生體。也就是說數字孿生體與實體孿生體有雙向連接，實體孿生體向數字孿生體上傳其狀態數據，數字孿生體根據計算的結果和業務邏輯的要求，向實體孿生體下達指令，從而實現動態的、實時的雙向連接。這樣，數字孿生體具體體現在物理資產模型孿生、資產數據孿生、基于數據的工藝流程李生及設備故障診斷與遠程運維。

數字孿生系統的數據同步與交換、模型建立、業務應用及交互控制基于工業互聯網平臺的邊緣層、平臺層、應用層三個層級，協同打造數字孿生系統的數據感知能力、孿生服務能力、工業應用能力。

石化行業“數字孿生”應用展望

數字孿生應用的發展和人工智能技術的發展密切相關。對比弱人工智能、強人工智能、超人工智能，數字孿生的發展遵循自動化、自主化、自進化的過程。總體來說，數字孿生朝向自進化和基于車間、工廠甚至產業集群的整體最優化兩大方向發展。