造船厂是一个“巨系统”。从钢板进厂到船舶下水,涉及卸货码头、钢板堆场、部件加工、分段装焊、涂装喷砂、干船坞搭载、舾装码头等十几个关键节点。物料流转、人员调度、设备状态、安全管控——信息分散在不同系统里,管理者很难在统一视图中掌握全厂动态。
数字孪生技术,正在解决这个问题。
本文以某造船厂数字孪生平台为例,拆解如何实现从“监控监测”到“智慧生产”再到“安全中心”的全流程可视化管控。
造船厂核心要素
要构建一个完整的造船厂数字孪生系统,需要整合以下几类要素:
空间环境要素:卸货码头、钢板堆场、部件加工车间、部件装焊车间、分段待放区、涂装房、冲砂房、管子生产车间、干船坞、舾装码头、露天仓库、办公区、生活区等
生产流程要素:卸货→堆存→加工→装焊→分段运输→涂装喷砂→底板组合→船坞搭载→舾装→下水
设备要素:龙门吊、焊接设备、切割设备、运输车辆等
动态数据要素:设备状态、稼动率、合格率、生产进度、订单完成量、人员位置与轨迹
安全要素:实时监控视频、报警事件、人员聚集、机械进场记录
本案例基于CIMPro孪大师,数天内构建了一个覆盖全厂区的造船厂数字孪生平台。平台整合了卸货码头、钢板堆场、部件加工、部件装焊、分段待放、涂装房、冲砂房、管子生产、干船坞、舾装码头等十余个核心作业区域,打通设备状态、生产进度、人员管理、安全监控等数据孤岛,实现从钢板进场到船舶下水的全流程可视化管控。
案例解析
监控运维:全厂态势一屏统览
01环境与人员监测:
环境监测:实时接入温度、湿度、风向、风速、PM2.5等数据,辅助生产调度决策。
人员管理:按工种统计在场人数——钳工、车丝工、电焊工、卡车司机,各工种数量实时刷新,支持按区域查看人员分布。
档案与概况:档案数量统计、安全施工天数、实时作业人数、机械进场记录(名称、日期、规格、驾驶人),关键指标一屏掌握。
产值与机械管理:
产值完成情况分析:月度、年度、累计产值趋势图,对比计划与完成进度,辅助经营决策。
机械进场管理:进场机械名称、日期、规格、驾驶人信息统一录入,支持历史查询与轨迹追溯。
全厂三维场景
平台对生活区、硒件生产、分段待放、部件装焊、钢板堆场、卸货码头、部件加工、舾装码头、露天仓库、干船坞、管子生产、办公区、涂装房、冲砂房等区域进行高精度三维建模,点击任意区域可查看该区域的实时数据与设备状态。
智慧生产:从物料到分段的全流程可视化
生产数据看板:
设备状态:关键设备(切割机、焊接机器人、起重机等)在线/离线/故障状态实时显示
效率指标:设备稼动率、产品合格率动态刷新,异常自动标红
生产进度:生产订单、生产计划、完成数量、实际产量、生产车种、在场管理人员——多维度生产数据一屏统览
生产流程可视化模拟:
平台完整复现造船生产的核心流程,支持三维动画模拟:
卸货码头:钢板、型材等原材料到港卸货过程可视化
钢板堆场:堆场库存状态、钢板编号、规格信息实时关联,点击钢板可查看入库日期、材质、检验状态
部件加工:切割、坡口加工等工序动画模拟,设备运行状态同步显示
部件装焊:小组立、中组立焊接过程可视化,焊缝质量数据可追溯
分段运输:分段在厂区内的运输路线、运输车辆位置实时追踪
涂装喷砂:涂装房、冲砂房的作业状态、环境参数实时监控
管子生产:管件加工进度、检验状态可视化
底板组合:船底分段组合过程动画模拟
干船坞:船坞内分段搭载进度、合拢状态实时呈现
舾装码头:舾装作业进度、设备安装状态可视化
安全中心:监控与预警
船厂实时监控:多路视频监控画面投射至三维场景对应位置,点击摄像头图标即可查看实时画面
实时报警:报警事件按时间、级别(红/黄/蓝)、处理状态分类展示,未处理报警持续高亮
人员轨迹:基于定位设备实时追踪人员位置,支持历史轨迹回放,用于事故追溯和工时分析
人群聚集:自动识别人员密集区域,超过阈值自动告警,防止安全事故
零代码快速开发工具:CIMPro孪大师
这类造船厂数字孪生可视化系统,传统开发方式需要6-12个月、专业三维开发团队、大量手写代码。基于CIMPro孪大师,可在数天内实现:
核心优势:
1. 零代码/低代码开发,减少70%开发周期:
传统UE/Unity项目,从建模到交付动辄3-12个月 。而CIMPro孪大师支持拖拽配置,无需编程即可搭建场景,工程师可通过JavaScript API进行深度扩展 ,开发效率提升70%以上 。
2. 工业级模板库,告别“从零造轮子”:
平台内置100+行业模板,覆盖智慧船厂、智慧海运、港口调度、水下作战、海上风电等场景。像今天分享的智慧船厂模板,就是其中之一。你拿过去,改改数据、调调视角,就是一个全新的项目。
3. 多源数据融合,实时数据驱动:
支持对接海量工业协议(ModbusTCP、MQTT、OPC UA等)及主流数据库(MySQL、Oracle、SQL Server、达梦等)。可实时接入AIS、传感器、PLC数据,实现三维模型与业务数据的动态映射 。
4. 国产信创全适配,告别“合规风险”:
基于自研PiCIMOS图形引擎,完全自主可控,兼容麒麟、飞腾、海光等国产软硬件环境 。满足船舶、海工等涉密领域的数据安全要求,可私有化部署。