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工业设备数字孪生白皮书》系列解读(四)——典型应用案例

时间:2021-11-21浏览量:54字号:AAA

背景

2021年10月15日,国家工业信息安全发展研究中心在第二届两化融合暨数字化转型大会上发布《工业设备数字孪生白皮书》。白皮书由国家工信安全中心和山东大学主编,中国船级社、中车四方股份等33家单位参编完成。白皮书系统地介绍了数字孪生的起源、发展和工业应用现状,从实施要素维度提出工业设备数字孪生的总体框架模型,并针对工业设备数字孪生实施中面临的痛点问题,研究提出工业设备数字孪生系统实施成熟度评估模型,为评估工业设备数字孪生系统的实施准备和实施成效提供了方法论,并围绕数字孪生在不同行业应用场景提供了风电设备、工程装备、数控机床等11类设备、32个数字孪生典型案例。

一、应用案例总体情况介绍

截至2021年10月,通过开展实地调研、与企业及行业专家开展座谈、公开征集等方式,收集到百余项工业设备数字孪生应用案例,以下为应用案例的具体情况。

(1)企业区域分布情况

应用案例覆盖全国22个省、市、自治区,其中应用企业分布较多的地区为广东省、上海市、山东省、浙江省、北京市、湖南省和江苏省;服务商分布较多的地区为广东省、北京市、上海市、山东省和湖南省。

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图1 应用企业区域分布

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图2 服务商企业区域分布

应用数字孪生的工业企业中有56.04%为大型企业,27.47%为中型企业,16.48%为小型企业。

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图3 应用企业规模

(2)案例的行业分布情况

应用案例来源于20余个行业,其中占比较高的为能源电力28.16%、机械14.56%、原材料10.68%、船舶与海洋工程装备9.71%及工程装备7.77%。

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图4 案例应用行业

(3)案例的应用场景分布情况

本书3.1节描述了数字孪生技术在工业设备整个生命周期中的应用场景,通过分析所收集的应用案例可知,智能维护、智能运行决策及智能化设备制造是工业企业应用数字孪生技术最多的三个场景。

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(4)案例的应用价值分布

根据本书3.2.1节提出的数字孪生技术应用的应用价值,对所收集的应用案例进行分析可知,工业企业应用数字孪生技术最关注的应用价值是降本和提质。


二、重点工业设备数字孪生应用案例

本书遴选了风电设备、传统电力设备、储能设备、油气化工设备、柴油发动机、数控机床、工程装备、煤矿开采及掘进装备、油气化工设备、轨道交通装备、汽车装备、船舶与海洋工程装备等十一类设备/装备的数字孪生技术应用案例,针对行业特点、技术应用需求与价值、解决方案、主要应用成效及应用建议等方面进行了介绍,希望能给各工业企业提供借鉴参考。

总体来看,大部分工业企业都已经意识到数字孪生实施的必要性,已经应用或正准备实施数字孪生系统,数字孪生技术在工业设备中的应用成熟度处于基本级至进阶级之间,部分设备在设计、运维等环节的应用达到了进阶级,在部分关键零部件的应用能够达到智能级,未来数字孪生的深入应用仍有待探索。


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