一、前言
近幾年“數字孿生”“三維可視化”等新一代技術熱詞頻發，以及結合近期的“元宇宙”概念的大火，各巨頭紛紛入局元宇宙，也順道帶火了一波數字孿生。再加之《“十四五”數字經濟發展規划》再次重點提及“數字孿生”這一技術，也使得更多的個人以及企業開始關注到這一項技術。另外在規划中也提到重點發展的就是智能制造。其實現在很多智能制造行業的巨頭在早些年就已經開始重視以及布局數字孿生工廠的建設。相信有很多制造類的工廠企業對這方面也很感興趣，那么本文章就給大家分享一下數字孿生工廠的建設方案。
二、數字孿生工廠概述
數字孿生是指以數字化的方式，結合大數據、三維可視化、虛擬仿真、物聯網等手段實現對工廠物理對象的虛擬映射，用來描述、模擬、診斷、分析和預測工廠在現實環境中的行為，對產品的設計、制造、工藝，甚至整個工廠進行虛擬仿真，從而實現提高對工廠整體態勢的管控能力、分析能力，助於提高產品研發和生產效率，提前預判出錯的可能，以此降低事故風險。
三、數字孿生工廠建設方案
3.1、數字孿生工廠底座-三維可視化場景搭建
（一）、工廠環境可視化呈現
實現工廠數字孿生首先是先將工廠的現實環境和狀態給描述出來，由於工廠以及對應設備所處於三維空間，園區、廠房、生產設備都是三維物體，生產動作、進度、故障等都是直接反應在三維物體之上，因此常用三維可視化的手段來描述工廠的現實狀態。
首先會針對生產范圍內相關的物體進行三維建模，包括園區、廠房、生產線所關聯的設備進行還原，保持外觀、位置、物體之間的關聯性一致。
（二）、工廠狀態可視化
三維模型用於描述工廠的現實環境，而負責監控工廠或支撐工廠運作的方方面面的系統數據則用來描述工廠現實狀態，例如環境溫濕度、空氣質量、設備狀態、生產進度、用料、耗材、人員數量或位置等都屬於工廠這個復雜龐大系統中運作的一環。因此將這些監控數據、業務數據、人員數據等信息集成到三維場景中，用來描述工廠的當前狀態。在一個三維可視的場景中，使得分散的系統進行集成，以及子系統之間的關聯性變得更加直觀。便於管理者、決策者能夠更快的理解數據和做出決策。
環境監控三維可視化
對於工廠范圍內的環境監控系統，例如溫度、濕度、浮塵、噪聲、風速等數據信息進行集成。首先需要在三維場景內標記對應用於監控環境的智能硬件的位置，以及用對應的三維模型對其進行描述。使用者可以宏觀的看到場景內的整體態勢，例如溫度分布（溫度雲圖），也可以點擊某一設備模型進行查看對應的監控數據或實現反向控制。
2.2、生產狀態可視化
不同工廠所涉及的生產流程、生產設備、生產用料或生產周期也會大不一樣，用於負責描述工廠生產進展的方式也不一樣，一般針對涉及到生產相關流程的人、事、物進行描述。例如實現供應商的信息可視化，運輸車輛信息和位置可視化，生產人員信息、位置、工作時間可視化，生產設備狀態可視化、倉儲狀態可視化等用來描述整個生產狀態。
上述基本實現了數字孿生工廠的第一步，利用了三維可視化技術，使得場景以及數據更加直觀，用於描述工廠當前狀態，但僅僅只實現狀態的可視化這是實現工廠數字孿生的第一步，在對工廠實現數字孿生的過程切勿一蹴而就，每個企業/工廠的實際狀況不一樣，無論是資金、信息化建設程度、企業/工廠規模或者運作方式都會存在差異，要根據企業自身的狀況進行科學的調研和建設規划，才能系統順利建設。
后續會繼續分享關於數字孿生工廠建設的相關內容，包括實現診斷、預測和決策相關的建設方案。