今日，北京科技大学工程技术研究院（北科工研）与河钢股份有限公司签订《冷轧3D可视化系统》合同，标志着3D可视化虚拟孪生系统正式落地河钢集团承钢分公司。
    随着自动化水平的提升，以及企业对人均钢产量的追求，传统的被动式生产监控方式已经无法满足生产者、管理者对生产的感知效率，亟需一种集中化、智能化的生产管控方式。针对企业在该方面的需求，北科工研提出3D虚拟孪生系统解决方案，集成生产报表、质量管控、设备维检、视频监控、安全防护等系统，自动监控各系统运行信息，并对潜在的或已发生的生产状况进行实时预警。在该项目中，以河钢承钢新建的钒钛高强冷轧板项目为对象，使用3D仿真技术建立连续式酸洗机组和热基镀锌机组虚拟生产线，并通过实时生产数据驱动3D虚拟生产线与实际生产线同步，实现对生产过程的全方位实时、智能监控，建立物料跟踪、产品质量、设备状态和生产决策的集中管控中心，大大提高生产管控效率。

此次为河钢股份提供的冷轧3D可视化系统包含以下功能：

(1)     数据采集与融合

从ERP、MES、过程自动化控制（L2）、基础自动化控制（L1）、仪表等系统采集数据，采用数据分析算法，对实时数据进行集成与融合，获得反映生产计划、物料跟踪、设备状态、产品质量等结构化数据，供可视化系统使用。

(2)     3D虚拟孪生模型

对承钢正在建设的连续式酸洗机组和热基镀锌机组进行3D数字映射，以1:1比例尺寸建立3D虚拟孪生模型，包含车间布局、产线布置、设备结构、装配关系等三维空间信息。

(3)     生产可视化

针对连续酸洗与热基镀锌生产中的关键工艺，使用实时数据驱动3D虚拟产线与实际生产线同步，实现对关键生产工艺的监控与分析，促进工艺研究与产品质量提升，包含工艺可视化、设备可视化、物料可视化三个方面。工艺可视化中，根据生产工艺原理，设计可视化工艺。以锌层厚度控制过程为例，将锌层厚度的影响因素（如锌锅、气刀各项参数）与锌层厚度结果进行可视化，用于锌层质量的监控与分析。在锌层厚度控制工艺中，前期生产数据较少的情况下，基于模型驱动；随着生产数据的不断积累，以及智能数据感知模型的应用，采用基于模型驱动与数据驱动的双驱动模式，提高模型预测精度。

在上述三个功能外，3D虚拟孪生系统还可以作为生产信息的集中管控平台，将产品质量、设备维检、生产报表、人员实时定位、安全管理与预警等进行集中化、智能化监控，对各项信息进行融合分析，为生产者、管理者提供决策支持，并跟进执行效果，形成良性循环管理体系。