智慧化工三维可视化系统 打造安全生产体系

前言

作为全球化学品第一生产大国，我国危险化学品规模总量大、涉及品种多、应用范围广、管理链条长、安全风险高，历来是防范化解重大安全风险的重点领域。 危险化学品领域频繁发生的典型事故，暴露出传统安全风险管控手段问题突出。

建设背景

石油石化行业是国家重要的支柱行业，具有生产规模大，生产线长，数据模型大，物料危险性高等特点。特殊的作业环境、偏远的厂区位置，使得工作人员作业值守难度大、成本高、效率低。

随着5G、云计算、人工智能等新技术的发展，信息化、数字化以锐不可当之势，渗透到各行各业中，为解决上述难题，传统能源企业开始打造智慧化石油化工调度指挥中心，寻求数字化转型。

系统概述

智慧化工是指利用云计算、大数据、物联网、人工智能等信息技术和设备监控技术加强信息管理服务，清楚掌握生产流程、提高生产过程的可控性、减少生产线上人工的干预、即时正确地采集生产线数据，实现化工厂的设备智能化、生产高效化、安全监测预警等，在传统的化工场景上附加了人工智能技术，实现了智能信息化转型的化工场景，属于化工自动化的高级阶段。

三维场景搭建

通过 Sovit3D 构建 Web 化工厂数字孪生管理平台。以厂区整体现场取景照片、卫星图、CAD 图等资料，利用数字孪生技术对厂区进行 1：1 三维实景展示，真实还原厂区建筑及分布，打造三维仿真化工厂三维场景。

二维组态设计

将传统的 SCADA 设备组态图进一步美化升级，绘制出形象的设备平面图元，将设备与设备相连，运用带有介质流动 UV 动画效果展示出工艺走向。

综合看板模块

支持基于地理信息系统，对厂房的位置、分布、边界进行监测，整合工厂现有数据资源，对生产进度、设施运维、能效管理、仓储物流、安防管理等各领域的运行提示进行综合监测分析，辅助管理者全面掌控厂区运行态势。

生产管理监测

支持以真实生产线场景为基础，对各个工段、重要设备、运转流程等进行真实复现，对生产流程、运行状态、生产进度、生产数据等进行监测和分析，辅助管理者实时掌握生产进度，提高生产效率。

设备管理系统

设备资源及控制层包括传感器、仪器仪表、条码、射频识别、机器、机械和装置等物联网硬件设备。通过三维建模，真实复现设备设施外观、结构、运转详情，并对设备运行环境、运行状态等进行实时监测，支持设备运行异常实时告警，可点击查看设备的详细信息、维修记录、视频监控画面、告警详情等，辅助管理者直观掌握设备运行状态，通过设备资源的控制，掌握化工厂进行的生产活动技术。

安防管理系统

支持集成厂区安全防范管理系统数据，提供安全态势监测一张图，支持对厂区重点部位、人员、车辆、告警事件等要素进行实时监测，安防报警事件快速显示、定位，实时调取事件周边监控视频，辅助管理者有效提升厂区安全管控效力。

能耗管理系统

支持整合厂区内能耗数据，对厂区供暖、供排水、能源能耗、供电等各个子系统生产运行态势进行实时监控和多维度分析，支持能耗趋势分析、能耗指标综合考评，帮助管理者实时了解园区能耗状况，为资源合理调配、厂区节能减排提供有力的数据依据。

视频监控系统

支持无缝融合视频监控功能，对厂区及周边展开安防动态监测，并且和火灾报警、门禁系统、人员管理等系统进行联动，进行精准的定位视频摄像头查看，支持多摄像头窗口的并行查看。与视频安防监控系统进行集成，管理人员通过实时视频查看现场情况，运维人员对厂区进行实时化、透明化、流程化、全局化的可视化管理。

电子围栏系统

对厂区或重要区域设置电子围栏，采用区域入侵智能分析技术，达到一旦有人进入警戒区域，智能跟踪球机立即自动跟踪现场目标，并在现场和监控中心立即产生声光报警，及在监控客户端和电视墙上显示现场报警视频等。以及采用视频拼接技术实现周围围墙区域的大范围监控，避免查看多个画面而导致遗漏现象的发生。同时，对于雾霾天气较多的监所，可采用智能透雾摄像机进行监控，全方位保障厂区生产安全。

自动巡检系统

基于智慧化工厂三维可视化系统，事先预设巡检路线，以第三人称方式在该路线上的监控设备进行轮询查看，达到线上巡检的目的。同时可以实时查看设备运行状态以及实时数据，提高巡检的效率和效果。

人员管理系统

对于厂区生产作业人员，依托智能穿戴设备实时掌握人员、位置、轨迹信息，联动电子围栏，实现视频联动追踪监视，避免人员进入非法受控区域。

建立人员管理模块，对于临时的外来人员，可监测生产区域活动人员的数量和位置，结合电子围栏，实现实时预警非法人员地理位置，保障厂区安全生产和人员安全。

消防管理系统

通过API接口，接入消防系统，实时对烟感、探头、喷淋喷头等设备进行监管，当发生异常(火灾、爆炸、气体扩散等)异常状况时，可联动事故附近摄像头弹窗，显示实时监控画面，并调取人员逃生路线，有序进行撤离，保障人员生命安全、财产损失。

异常数据管理

支持采集报警信息，列出报警设备信息，点击报警信息能自动定位到设备处，快速查看设备的报警情况，并且在报警设备处显示醒目报警标签，并可以通过点击告警提示进行数据穿透，查看对应设备状态、告警系统信息、对应监控信息。

……

(以上功能仅供参考，更多系统功能以实际需求为准)

开发技术

以化工厂全貌照片为蓝本，通过数字孪生技术建立3D模型，高度还原厂区真实三维场景，对化工厂的设备、人员、建筑、环境、安防等要素进行实时监控。进行数据与三维场景的联动和数据交互展示，打通了数据壁垒，实现数据共享，通过Web 2D/3D组态界面，灵活、高效、可靠的完成对厂区设备的实时监测、自动控制、智能调节、决策分析等综合管理功能，让生产控制与数字化深度融合，实现远程产线运行管理、可视化管理集中化，方便各部门高效协同。从而达到数据层面人、机、料、法、环的互联互通，一屏高效管理厂区生产制造。

建设价值

智慧化工三维可视化系统利用旧设备实现智能化改造升级，链接各类物联网设备和自动化工控系统，充分考虑层级建设、各系统融合、数据安全、高效生产等多方面因素，实现智能视频分析、风险隐患全生命周期管理、智慧化作业流程、智慧检维修、数字孪生工厂等功能，全天候、多角度进行风险和生产管控，以“安全生产”为主线，实现数字化转型、智能化升级，强化安全生产基础和技术创新能力，构建“工业互联网+危化安全生产”技术体系和应用生态系统，提升安全生产风险感知评估、监测预警和响应处置能力，排查化解潜在风险，保障化工厂24小时安全生产。

总结

智慧化工三维可视化管理系统利用云计算、物联网、大数据等信息化技术和通讯技术，完成一整套整合化工厂安全、环保、应急、消防、安防、能源、物流及应用为一体的智慧管理平台。实现设备数字化、故障预知化、生产智能化、作业标准化、管理规范化、运营信息化、决策科学化，提升安全监控水平和企业管理效率，助力化工行业智能制造提速发展。

审核编辑黄宇