綜合建模平臺軟件 PERA DigiTwin IMP

PERA DigiTwin IMP 綜合建模平臺軟件是數(shù)字孿生體綜合建模平臺，支持孿生體中所包含的孿生模型、數(shù)據(jù)模型、仿真模型等各類模型的混合建模。

基于混合建模的方法，平臺從體系視角透視孿生體模型，并通過結(jié)構(gòu)建模、協(xié)作建模、功能建模和服務(wù)建模等形成完整的孿生體模型，并支持從人工智能和數(shù)值仿真等不同維度構(gòu)建緊貼業(yè)務(wù)需求的專業(yè)模型。在數(shù)據(jù)處理上支持數(shù)據(jù)探索、數(shù)據(jù)標注、特征數(shù)據(jù)提取等，在模型處理中支持模型沖突校驗、模型驗證、模型降階等功能。支持多學(xué)科協(xié)同集成，提供靈活的多學(xué)科協(xié)同環(huán)境的集成及運行。

平臺通過可視化建模，支持建模過程低代碼開發(fā)及單步運行調(diào)試，提供運行日志和錯誤在線提示。

-為數(shù)字孿生應(yīng)用中數(shù)字孿生體的快速構(gòu)建提供了一個集成開發(fā)環(huán)境，減少多系統(tǒng)、多平臺組合應(yīng)用和集成所帶來的技術(shù)復(fù)雜性；

-支持以模型為核心的復(fù)雜裝備數(shù)字樣機構(gòu)建，以滿足裝備在論證、研發(fā)、訓(xùn)練和維保等不同領(lǐng)域?qū)τ谘b備數(shù)字樣機交付的需求；

-適用于裝備性能評估和論證、虛擬試驗驗證、設(shè)計優(yōu)化、預(yù)測性維護等需要基于裝備數(shù)字孿生體、接入實時或歷史數(shù)據(jù)，進行實時仿真推演和預(yù)測等應(yīng)用場景。

研發(fā)設(shè)計階段：某高端復(fù)雜裝備的虛擬試驗驗證

客戶需求：

某高端復(fù)雜裝備的研制過程中，試驗驗證環(huán)節(jié)是影響研發(fā)周期和研制成本的重要因素，同時某些試驗項目因其重大風險或客觀因素限制而無法進行。

針對性解決方案：

? 在試驗準備階段，物理模型包含試驗設(shè)備對象（整機、零部件）和試驗環(huán)境，構(gòu)建基于數(shù)字孿生體模型的虛擬試驗對象與虛擬試驗環(huán)境?；跀?shù)字孿生技術(shù)，可以在原有的試驗基礎(chǔ)上擴充試驗設(shè)備和試驗環(huán)境的模擬，提升試驗的多樣性，也可以基于海量歷史數(shù)據(jù)構(gòu)建更多的分析模型。

? 在試驗進行階段，通過將采集的試驗數(shù)據(jù)（溫度、壓力、應(yīng)力、振動等）和外部數(shù)據(jù)（環(huán)境溫度、濕度、壓力等）進行分析，通過與數(shù)字孿生體的預(yù)測結(jié)果比較：一方面可以進行試驗方案的動態(tài)評估與優(yōu)化，縮短試驗周期，降低試驗經(jīng)費；另一方面，可以進行大量的虛擬地面試驗和高風險試驗，預(yù)測設(shè)備的功能、性能表現(xiàn)，預(yù)測可能出現(xiàn)的故障，評估設(shè)備的可靠性，為設(shè)計和制造工藝的優(yōu)化提供有價值的信息。

客戶價值：

能夠大幅減少甚至避免實物試驗，降低試驗費用和開發(fā)成本。基本不受時間、空間等因素的制約，重復(fù)利用率高，可操作性強。易于改進，能夠使試驗者在產(chǎn)品研發(fā)的各階段實現(xiàn)交互式迭代設(shè)計。更好地解決多領(lǐng)域復(fù)雜系統(tǒng)的建模與仿真、復(fù)雜體系的試驗驗證等方面。

生產(chǎn)制造階段：某跨國大型制藥企業(yè)的數(shù)字孿生工廠應(yīng)用

客戶需求：

客戶為某跨國大型制藥集團的大分子藥劑生產(chǎn)基地。由于大分子藥劑生產(chǎn)批次價值高，希望通過構(gòu)建數(shù)字孿生工廠來優(yōu)化藥劑生產(chǎn)工藝過程，并通過數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用，快速找到制藥過程中的關(guān)鍵環(huán)境影響因子，確保藥劑生產(chǎn)質(zhì)量，實現(xiàn)黃金批次。

針對性解決方案：

? 批次生產(chǎn)預(yù)測：對主要工藝過程的系統(tǒng)建模，預(yù)測該批藥劑的收率，并給出生產(chǎn)過程優(yōu)化建議；

? 多因素關(guān)聯(lián)分析：構(gòu)建人員、溫度、濕度、潔凈度、壓力等生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)的實施關(guān)聯(lián)分析模型，確定影響因素，并給出改善建議。

客戶價值：

通過數(shù)字孿生工廠構(gòu)建，大幅提升客戶藥劑生產(chǎn)的收率，同時有效地協(xié)助客戶完成降本增效工作，提升了整個工廠的運營收益。

運營維護階段：基于混合建模的風電數(shù)字孿生系統(tǒng)

客戶需求：

風電是未來最具發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕茉醇夹g(shù)之一?？v觀風電場的全壽命周期，運維成本約占運營成本的25%-30%，如何有效降低運維成本成為客戶運營關(guān)注的重點。當前普遍存在以下問題：

1）風電場多位于偏遠地區(qū)，設(shè)備發(fā)生故障后維修困難；2）設(shè)備維修受風力等不可控自然因素影響大；3）傳統(tǒng)單一數(shù)據(jù)建模實現(xiàn)的預(yù)測性維修系統(tǒng)，存在傳感器和數(shù)據(jù)量不足、虛報和漏報較多、準確率受限等難題。

針對性解決方案：

? 風電場數(shù)字孿生體模型構(gòu)建。從風電場運營的體系維度，將運營需求拆解到人、機、料、法、環(huán)、測六個重要維度，對環(huán)境、設(shè)備、人員、管理流程進行數(shù)字孿生體的構(gòu)建，并通過數(shù)字線程對多孿生體進行裝載、協(xié)作、融合等操作和調(diào)度，最大程度地反映風電場運維的實際業(yè)務(wù)需求。

? 復(fù)雜多維信息的可視化監(jiān)測。通過構(gòu)建基于IFC標準的風場環(huán)境與風機系統(tǒng)內(nèi)在發(fā)電工藝的三維模型，能夠?qū)?D GIS、BIM信息、風機CAD模型進行有機結(jié)合，在虛擬空間中建立全面的生產(chǎn)感知力。工作人員可以清晰、明確地掌握發(fā)電規(guī)律，及時作出調(diào)整，避免因為運維活動安排不當帶來資產(chǎn)和發(fā)電量的損失。

? 多因素融合實現(xiàn)故障診斷和預(yù)測性維護?；陲L機設(shè)計數(shù)據(jù)、運維數(shù)據(jù)、故障模式的綜合分析，對于不同部件采取針對性的孿生體建模方法。通過構(gòu)建的混合模型來完成發(fā)電機繞組狀態(tài)監(jiān)控、故障預(yù)測、仿真推演等應(yīng)用，并能夠利用實時采集到的風機運行數(shù)據(jù)進行模型結(jié)構(gòu)和參數(shù)的自我學(xué)習與持續(xù)優(yōu)化。

? 多領(lǐng)域?qū)崟r仿真推演。數(shù)字孿生模型貫穿于風電機組各系統(tǒng)全生命周期的各個階段，并能夠融合關(guān)鍵組件特性，高精度地對整機動態(tài)載荷進行實時仿真推演，可實現(xiàn)風電機組的多領(lǐng)域融合數(shù)據(jù)映射，并具備預(yù)測未來運行態(tài)勢的能力。

客戶價值：

開發(fā)的基于混合建模的風電場數(shù)字孿生系統(tǒng)，有效提高了復(fù)雜業(yè)務(wù)場景下風電場運營和風電機組的智能化運維水平，同時也為風電機組研發(fā)和風電場設(shè)計過程中的虛擬試驗驗證等應(yīng)用，提供了寶貴的綜合孿生體模型和真實運行數(shù)據(jù)支撐。