数字大屏上，自动化设备高速运转，天车有序穿梭。轻点鼠标，每根轧辊的产品编码、加工参数清晰呈现。输入信息、调整参数，就能快速得到一个设备配置更合理、运行更高效的产线方案。
这是宝武智维中钢邢机打造的数字孪生工厂：虚拟世界里运转的模型，对应的是现实中一模一样的工厂。
去年，宝武智维中钢邢机研发出数字孪生大模型，将现实中的工厂“复制”到云端。工作人员通过三维数字模型即可直观掌握生产全局，每台设备运行状态、每根轧辊生产过程都能随时查看，降低试错成本，实现高效生产。
在操作面板输入产品编码，屏幕显示一条清晰的运动轨迹，目标轧辊位置轻松锁定。近日，宝武智维中钢邢机加工五分厂，精车操作工王秋波按照轨迹操控天车将轧辊吊起，精准“架”在机床上。整个流程丝滑顺畅，一气呵成。
轧辊是轧机上最重要的部件，外形酷似擀面杖，钢材薄厚、成型，都要靠轧辊来实现。一根用来加工轧辊的精钢毛坯重十来吨。
“这么重的大家伙却经常‘玩失踪’。”王秋波说，轧辊制造属于典型的传统离散型生产模式，制造工艺复杂。一根轧辊，生产过程要经历数十道工序，周期长达1到3个月。其间，轧辊或为其他产品腾挪空间，或等待“组团”热处理，频繁的调度转移，“找辊难”成为生产痛点。
以前，找轧辊更多是凭印象靠记忆，数百上千根轧辊分散车间，寻找起来如同大海捞针，生产调度效率低下。如今，数字孪生大模型的投用，让这一难题迎刃而解。
数字孪生，是一种虚实融合的复合技术，通过建立三维数字模型，将现实生活中的场景实景复刻，在虚拟世界中打造一个“双胞胎”。
建一个一模一样的数字孪生工厂，首先要把现实中的每台设备、每根轧辊都接入物联网。
为此，宝武智维中钢邢机信息管理部负责人朱新宁带领团队，在全厂482台关键生产装备上加装集成式传感单元与数据采集模块，这些就像触手和眼睛，自动采集和监测28000余项运行参数，实时对生产过程进行跟踪和研判。
“我们在数字孪生平台建立产品与物料自动定位追踪模块，从浇注成型后的第一道工序开始，就为每根轧辊建立了唯一的数字身份。”朱新宁说，平台能实时采集轧辊的位置数据，即使在高温热处理等极端工况下，基于抗干扰的数据传输技术，依然能保持定位信息的实时更新和完整追溯，一举解决了困扰企业多年的“找辊难”，保障了生产连续稳定运行。
以虚映实，只是数字孪生的第一步。
在朱新宁看来，相比传统制造，基于数字孪生技术的智能制造一大优势在于精准控制。他们要做的是，借助数字孪生大模型，以虚控实、以虚优实，实现对生产运营状况的感知、优化和产能调配。
在宝武智维中钢邢机铸铁分厂，23台天车在20多米空中有序作业。在这里，每台天车的运行轨迹都是借助AI算法智能规划的最优路径。
不止把“找辊难”变“找辊快”，在数字孪生平台产品与物料自动定位追踪模块，23台天车以3D模型方式一对一展示，它们的运行轨迹，均以红色弹簧线般的动态线条呈现，天车作业的关键节点还标注有醒目的蓝宝石图标。
“轧辊制造具有多品种、小批量、定制化等特点，生产过程自动化流水线作业实现难度大，很容易导致设备资源使用冲突、空间资源占用冲突，最终影响生产计划的执行效率。”朱新宁说，比如在铸铁分厂，天车经常被用来吊运铁水包进行离心浇注，整个过程要持续30多分钟。这就需要合理规划每台天车的运行路线，确保都能高效运转。
数字孪生平台精确记录每台天车运行距离、空载距离、载重距离等运行数据，通过建模预测与仿真优化，能够计算出效率最优、成本最低的运行轨迹，让生产调度从“凭经验”转向“看数据”。
除了可视、可管，数字孪生平台还能“预测未来”。
打开数字孪生平台设备状态模块，一串串数字不断跳动，冶炼炉、热处理炉、离心机、加工机床等关键生产装备的监测信息和运行状态一目了然。
“依托海量采集数据，我们构建了设备健康评估模型、故障预警模型与远程诊断模型，对设备进行在线监测、智能诊断，实现了设备劣化趋势识别、潜在故障预判与异常根源定位，大大减少了设备闲置与故障停机时间。”朱新宁说。
通过虚拟仿真与实时数据驱动，这座数字孪生工厂带来了实打实的效益。
数据显示，数字孪生大模型投用后，企业生产效率提升22%，物流转运效率提升32.9%，设备故障停机时间缩短55%、维护成本降低38%，主要设备综合效率提升至89%。目前，宝武智维中钢邢机的数字孪生大模型已推广至3家示范企业，形成了一套可复制的“物联网+数字孪生”智能制造解决方案，为制造业智能化升级提供借鉴。
接下来，宝武智维中钢邢机还将把数字孪生拓展至冶炼、热处理等全流程生产环节，构建从原料到成品的全链路数字镜像，让整个生产流程借助数据“连”成一体。未来，企业通过快速仿真模拟，在数字孪生工厂就能预演生产计划，验证排产排程的合理性，预测可能出现的问题，提前优化解决，最终实现计划可模拟、过程可追溯、瓶颈可预见的智能化转型。
编辑：贾扬阳
来源：河北日报原标题：数字孪生，在云端建一座聪明工厂
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