新一代智慧工厂建设方案:基于工业互联网与数字孪生的转型路径

  

新一代智慧工厂建设方案:基于工业互联网与数字孪生的转型路径(图1)

  近年来,国家密集出台了一系列推动智能制造的政策措施。工业和信息化部印发的《智能制造典型场景参考指引(2025年版)》为智能工厂建设提供了明确指引,而六部门联合启动的智能工厂梯度培育行动更将企业划分为基础级、先进级、卓越级和领航级四个发展层级,为制造企业指明了从数字化改造到智能化升级的清晰路径。

  当前,我国制造业正通过新一代信息技术与制造技术的深度融合,以数字化、网络化、智能化方式进行业务重构。数据显示,截至2025年3月,工业企业数字化研发设计工具普及率已达83.5%,关键工序数控化率达到66.2%。这些数字标志着智能制造已从概念普及阶段进入规模化推广的新时期。

  工业互联网作为新一代信息通信技术与制造业深度融合的产物,是实体经济和数字经济深度融合的关键底座。它通过构建“数据汇聚—智能计算—能力生成—赋能服务”一体的架构,实现全行业全产业链的智能化协同发展。

  重庆经信委提出的“产业大脑”建设指南中,明确了“1+1+N” 的产业大脑构架体系,即1个产业大脑能力中心、1个产业数据仓和N个特色细分行业产业大脑。这种架构为智慧工厂提供了强大的外部赋能平台。

  数字孪生技术是智慧工厂的核心引擎。它通过综合应用三维建模、计算机仿真、虚拟现实(VR)/增强现实(AR)和物联网等技术,构建产品、设备和产线的数字孪生模型,实现产品设计、物理设备和生产过程的实时可视化展示和迭代优化。

  北京欧倍尔的数字孪生方案能够根据线三维还原,构建出与物理世界高度一致的虚拟工厂。这一虚拟空间不仅是可视化展示,更是数据与控制的载体,实现了“以虚控实”的突破。

  北京欧倍尔提出的“软件+硬件+平台”一体化方案,围绕智能制造系统集成,形成了完整的智慧工厂建设体系。该方案以产业大脑能力中心为核心,以智能制造系统集成服务商为支撑,以新一代信息技术和先进制造技术为构成要素,构建了完整的赋能体系。

  基于先进过程控制(APC)技术,欧倍尔的智慧生产控制系统将工业级智能控制搬进实际生产环境。系统采用分布式控制系统,通过PLC与工控机构建分层控制网络,核心算法库涵盖MPC模型预测控制、自适应控制等前沿技术,支持多变量协同调控、动态优化等功能。

  这一系统使企业能够实现参数辨识、PID自整定等核心功能,通过投切操作直观对比系统稳定性与效率变化,实现从理论建模到实时调控的全过程管理,培养智能制造核心能力。

  通过3D可视化与实时数据监测,欧倍尔的系统让设备维护人员能够化身“设备医生”。系统实时展示机泵振动、泵轴温度等关键参数,支持振动信号谱图分析与智能诊断,结合运行时长、健康状态等数据,提前预警潜在故障。

  这种预测性维护模式改变了传统“事后维修”的被动局面,帮助企业掌握设备全生命周期管理逻辑,从数据趋势中提炼维护策略,大幅降低非计划停机频率。

  欧倍尔将AI算法与AR技术相结合,打造沉浸式监控环境。AR驾驶舱融合虚拟信息与实景画面,AI智能监测可识别违规操作(未戴安全帽、玩手机等)、危险区域入侵及设备“跑冒滴漏”,实时推送告警并联动语音提醒。

  这套系统不仅实现了远程监控实训过程,还能通过视频回放评估操作规范性,帮助员工学习风险预判与应急处理,强化安全意识。

  基于工业互联网与数字孪生的智慧工厂建设,能够为企业带来显著的经济效益和管理提升。

  随着人工智能技术的飞速发展,大模型、智能体、机器人等新技术将进一步深度融合到智能制造场景中。北京欧倍尔正在探索数字孪生与工业互联网更深入的结合,构建更加智能、高效、绿色的未来工厂。