產(chǎn)品概述
綜合建模平臺(tái)軟件 PERA DigiTwin IMP
PERA DigiTwin IMP 綜合建模平臺(tái)軟件是數(shù)字孿生體綜合建模平臺(tái)，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(tái)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?jǐn)?shù)據(jù)探索、數(shù)據(jù)標(biāo)注、特征數(shù)據(jù)提取等，在模型處理中支持模型沖突校驗(yàn)、模型驗(yàn)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(yùn)行。
平臺(tái)通過可視化建模，支持建模過程低代碼開發(fā)及單步運(yùn)行調(diào)試，提供運(yùn)行日志和錯(cuò)誤在線提示。
特色功能
提供基于模型的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方式，面向業(yè)務(wù)的全流程建模
支持?jǐn)?shù)字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?；诨旌辖５姆椒ǎ瑥捏w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。
支持基于機(jī)器學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)模型可視化建模
基于機(jī)器學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)模型可視化建模，結(jié)合了數(shù)據(jù)科學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)算法和可視化技術(shù)，可以幫助數(shù)據(jù)科學(xué)家和業(yè)務(wù)分析師更有效地探索數(shù)據(jù)、構(gòu)建模型，并將其應(yīng)用于實(shí)際問題。
特色功能包括：數(shù)據(jù)預(yù)處理、基于可視化的方式進(jìn)行特征選擇、內(nèi)置并根據(jù)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和業(yè)務(wù)需求選擇合適的機(jī)器學(xué)習(xí)模型、模型訓(xùn)練與評(píng)估、模型結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)分布、特征重要性和模型預(yù)測(cè)可視化等。
融合Modelica模型，支持第三方仿真模型的集成與融合
面向系統(tǒng)工程、體系工程和多學(xué)科仿真集成等應(yīng)用需求，平臺(tái)支持融合Modelica所定義的模型，這些模型可以是標(biāo)準(zhǔn)的或用戶自定義的。支持第三方模型（如MATLAB、Simulink等）的集成與融合，通過開發(fā)接口和適配器來連接不同的模型和仿真環(huán)境，遵循相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，解決數(shù)據(jù)交換和協(xié)同仿真等問題。
客戶價(jià)值
-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(gè)集成開發(fā)環(huán)境，減少多系統(tǒng)、多平臺(tái)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(jī)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(jī)交付的需求；
-適用于裝備性能評(píng)估和論證、虛擬試驗(yàn)驗(yàn)證、設(shè)計(jì)優(yōu)化、預(yù)測(cè)性維護(hù)等需要基于裝備數(shù)字孿生體、接入實(shí)時(shí)或歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真推演和預(yù)測(cè)等應(yīng)用場(chǎng)景。
項(xiàng)目案例
研發(fā)設(shè)計(jì)階段：某高端復(fù)雜裝備的虛擬試驗(yàn)驗(yàn)證
客戶需求：
某高端復(fù)雜裝備的研制過程中，試驗(yàn)驗(yàn)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(shí)某些試驗(yàn)項(xiàng)目因其重大風(fēng)險(xiǎn)或客觀因素限制而無法進(jìn)行。
針對(duì)性解決方案：
? 在試驗(yàn)準(zhǔn)備階段，物理模型包含試驗(yàn)設(shè)備對(duì)象（整機(jī)、零部件）和試驗(yàn)環(huán)境，構(gòu)建基于數(shù)字孿生體模型的虛擬試驗(yàn)對(duì)象與虛擬試驗(yàn)環(huán)境?；跀?shù)字孿生技術(shù)，可以在原有的試驗(yàn)基礎(chǔ)上擴(kuò)充試驗(yàn)設(shè)備和試驗(yàn)環(huán)境的模擬，提升試驗(yàn)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(yàn)進(jìn)行階段，通過將采集的試驗(yàn)數(shù)據(jù)（溫度、壓力、應(yīng)力、振動(dòng)等）和外部數(shù)據(jù)（環(huán)境溫度、濕度、壓力等）進(jìn)行分析，通過與數(shù)字孿生體的預(yù)測(cè)結(jié)果比較：一方面可以進(jìn)行試驗(yàn)方案的動(dòng)態(tài)評(píng)估與優(yōu)化，縮短試驗(yàn)周期，降低試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)；另一方面，可以進(jìn)行大量的虛擬地面試驗(yàn)和高風(fēng)險(xiǎn)試驗(yàn)，預(yù)測(cè)設(shè)備的功能、性能表現(xiàn)，預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的故障，評(píng)估設(shè)備的可靠性，為設(shè)計(jì)和制造工藝的優(yōu)化提供有價(jià)值的信息。
客戶價(jià)值：
能夠大幅減少甚至避免實(shí)物試驗(yàn)，降低試驗(yàn)費(fèi)用和開發(fā)成本。基本不受時(shí)間、空間等因素的制約，重復(fù)利用率高，可操作性強(qiáng)。易于改進(jìn)，能夠使試驗(yàn)者在產(chǎn)品研發(fā)的各階段實(shí)現(xiàn)交互式迭代設(shè)計(jì)。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(yàn)驗(yàn)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(tuán)的大分子藥劑生產(chǎn)基地。由于大分子藥劑生產(chǎn)批次價(jià)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(shí)現(xiàn)黃金批次。
針對(duì)性解決方案：
? 批次生產(chǎn)預(yù)測(cè)：對(duì)主要工藝過程的系統(tǒng)建模，預(yù)測(cè)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(shí)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(jià)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(shí)有效地協(xié)助客戶完成降本增效工作，提升了整個(gè)工廠的運(yùn)營(yíng)收益。
運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段：基于混合建模的風(fēng)電數(shù)字孿生系統(tǒng)
客戶需求：
風(fēng)電是未來最具發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕茉醇夹g(shù)之一。縱觀風(fēng)電場(chǎng)的全壽命周期，運(yùn)維成本約占運(yùn)營(yíng)成本的25%-30%，如何有效降低運(yùn)維成本成為客戶運(yùn)營(yíng)關(guān)注的重點(diǎn)。當(dāng)前普遍存在以下問題：
1）風(fēng)電場(chǎng)多位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，設(shè)備發(fā)生故障后維修困難；2）設(shè)備維修受風(fēng)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(shí)現(xiàn)的預(yù)測(cè)性維修系統(tǒng)，存在傳感器和數(shù)據(jù)量不足、虛報(bào)和漏報(bào)較多、準(zhǔn)確率受限等難題。
針對(duì)性解決方案：
? 風(fēng)電場(chǎng)數(shù)字孿生體模型構(gòu)建。從風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的體系維度，將運(yùn)營(yíng)需求拆解到人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)六個(gè)重要維度，對(duì)環(huán)境、設(shè)備、人員、管理流程進(jìn)行數(shù)字孿生體的構(gòu)建，并通過數(shù)字線程對(duì)多孿生體進(jìn)行裝載、協(xié)作、融合等操作和調(diào)度，最大程度地反映風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維的實(shí)際業(yè)務(wù)需求。
? 復(fù)雜多維信息的可視化監(jiān)測(cè)。通過構(gòu)建基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)場(chǎng)環(huán)境與風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)CAD模型進(jìn)行有機(jī)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(shí)作出調(diào)整，避免因?yàn)檫\(yùn)維活動(dòng)安排不當(dāng)帶來資產(chǎn)和發(fā)電量的損失。
? 多因素融合實(shí)現(xiàn)故障診斷和預(yù)測(cè)性維護(hù)?；陲L(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、運(yùn)維數(shù)據(jù)、故障模式的綜合分析，對(duì)于不同部件采取針對(duì)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(jī)繞組狀態(tài)監(jiān)控、故障預(yù)測(cè)、仿真推演等應(yīng)用，并能夠利用實(shí)時(shí)采集到的風(fēng)機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行模型結(jié)構(gòu)和參數(shù)的自我學(xué)習(xí)與持續(xù)優(yōu)化。
? 多領(lǐng)域?qū)崟r(shí)仿真推演。數(shù)字孿生模型貫穿于風(fēng)電機(jī)組各系統(tǒng)全生命周期的各個(gè)階段，并能夠融合關(guān)鍵組件特性，高精度地對(duì)整機(jī)動(dòng)態(tài)載荷進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真推演，可實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組的多領(lǐng)域融合數(shù)據(jù)映射，并具備預(yù)測(cè)未來運(yùn)行態(tài)勢(shì)的能力。
客戶價(jià)值：
開發(fā)的基于混合建模的風(fēng)電場(chǎng)數(shù)字孿生系統(tǒng)，有效提高了復(fù)雜業(yè)務(wù)場(chǎng)景下風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng)和風(fēng)電機(jī)組的智能化運(yùn)維水平，同時(shí)也為風(fēng)電機(jī)組研發(fā)和風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)過程中的虛擬試驗(yàn)驗(yàn)證等應(yīng)用，提供了寶貴的綜合孿生體模型和真實(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)支撐。
