文丨张齐齐 编辑丨沐阳

来源丨首席数字官

作为“2020中国数字化年会”线上分论坛之一，以“能源数字化实践新思路”为主题的数字能源化工论坛，面向数字电网、智慧矿山、数字油田、智能工厂等新成果，探讨能源化工数字化实践新思路。

论坛上，恒力石化（大连）有限公司CIO余斌作《石化行业数字孪生应用探索》主题演讲，主要围绕“数字孪生”应用相关概念、石化行业应用案例、石化行业应用展望三部分展开讲述。本文由【首席数字官】总结，提炼演讲嘉宾的精华观点编辑而成，欢迎阅读和分享。

“数字孪生”应用相关概念理解

数字孪生技术是指针对物理世界中的实体，通过数字化的手段来为其在数字世界中映射出一个模一样的数字虚体，借此来实现对物理实体的了解、分析和优化。数字孪生技术体系分为人机交互、建模分析、数据集成和感知控制四大方面。核心技术包含模型修正技术、模型融合技术和数字线程技术。

数字孪生系统是智能制造战略真正落地的抓手,是智能制造创新性应用的新模式,没有实现数字孪生,就谈不上真正实现了智能制造。数字孪生系统基于工业互联网建设。消费互联网面向大众，提供共性需求；而工业互联网面向特定用户，发展模式要满足产业集群的互补性需求。

信息化管理、自动化技术、数字化转型、智能化制造都可以提升企业效率和效益，但侧重点和程度不同。自动化技术注重操作和控制；信息化管理注重流程和效率，通过信息技术的支撑，进行流程再造，比如串行流程变为并行流程、流程的简化等；数字化转型注重模式和创新，在激烈的竞争中，企业想要脱颖而出，就要进行组织模式、商业模式变革等；最能同时兼顾效率和效益的是智能化制造，例如使用智能机器人进行大量重复性工作，从而解放人力，提高效益。

数字孪生的应用可以总结为“镜、警、精”三个层次。“镜”指将物理实体的运行数据实时同步到数字虚体。通过数字虚体的数据了解物理实体的运行状况，相较去现场实地监测，这可以通过工艺、技术路线等不同角度监测全局状况，了解实际生产状况。“警”指基于虚体数据、机理模型进行建模，通过建模分析可以预测、预警。另外，物理实体由物理装置和自动控制系统组成，数字虚体由虚拟装置和孪生优化系统组成。数据实时同步到数字虚体，进行仿真模拟运行的过程中，会提出优化控制的方案，反馈给物理实体，由自动控制系统主动完成。这就是“精”的过程，即精益生产。

石化行业“数字孪生”应用案例分享

恒力石化股份有限公司为满足智能制造战略落地与创新性应用的需要、转型升级与高质量发展的需要和提质增效与可持续发展的需要，建设聚丙烯车间、PTA车间和常减压车间3套试点装置，提出物料配方优化、工艺参数设计与仿真、生产过程建模与优化控制、质量管理、设备故障诊断和远程运维以及腐蚀管理6个解决方案，项目总投资4亿元。

数字孪生系统包含边缘层、映射层、模型层及应用层。数字孪生体的构建从物理实体对象的孪生开始。基于三维模型，构建物理对象及其所处环境的孪生,同时创建诸如生产流程、业务流程的逻辑实体的数字孪生。将物理实体、逻辑实体动态复制成数字孪生体。也就是说数字孪生体与实体孪生体有双向连接，实体孪生体向数字孪生体上传其状态数据，数字孪生体根据计算的结果和业务逻辑的要求，向实体孪生体下达指令，从而实现动态的、实时的双向连接。这样，数字孪生体具体体现在物理资产模型孪生、资产数据孪生、基于数据的工艺流程李生及设备故障诊断与远程运维。

数字孪生系统的数据同步与交换、模型建立、业务应用及交互控制基于工业互联网平台的边缘层、平台层、应用层三个层级，协同打造数字孪生系统的数据感知能力、孪生服务能力、工业应用能力。

石化行业“数字孪生”应用展望

数字孪生应用的发展和人工智能技术的发展密切相关。对比弱人工智能、强人工智能、超人工智能，数字孪生的发展遵循自动化、自主化、自进化的过程。总体来说，数字孪生朝向自进化和基于车间、工厂甚至产业集群的整体最优化两大方向发展。