图扑数字孪生机械设备，为智慧工业保驾护航

前言

数字孪生（Digital twin）是指可用于各种目的过程、人员、场所、系统和设备的数字副本。可针对不同的对象和需求，在产品设计、运行监测、能耗优化、智能管控、故障预测与诊断、设备健康管理等方面提供相应的功能与服务。

从工业制造角度看，数字孪生是实现信息物理融合的有效手段。一方面能够支持制造的物理世界与信息世界之间的虚实映射与双向交互，从而形成“数据感知-实时分析-智能决策-精准执行”的实时智能闭环；另一方面能将运行状态、环境变化、突发扰动等物理实况数据与仿真预测、统计分析、领域知识等信息空间数据进行全面交互与深度融合，从而增强制造的物理世界与信息世界的同步性与一致性。

通过图扑软件自主研发的 HT 引擎辅以可交互的 2D 组态和 3D 组态场景，实施全方位的数字化建设。将实体设备的实时工况数据、维修数据、历史故障，与设备诊断知识库相连，对实体设备展开实时故障检测、研判、定位、追踪。支持低代码完全贯穿全产业链做数字孪生产品，依托工业互联网平台实现装备的预测性维护与健康管理。

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传统的三维组态几乎都是 C/S 架构，图扑软件 B/S 架构满足工业物联网现代化的、高性能的、跨平台（桌面 Mouse /移动 Touch /虚拟现实 VR）的图形展示效果及交互体验，实现 360° 无死角查看设备信息。

系统分析

智慧锅炉

锅炉是我国主要的热能装备，据统计，燃煤工业锅炉污染物排放量较大，仅次于燃煤发电，是城镇大气污染的主要排放源。

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图扑软件构造轻量化的 3D 可视化智慧锅炉监控场景，数字孪生锅炉运作流程，清晰直观地呈现设备的部件组成及动态运作全过程。在守护锅炉安全的同时也助力碳中和、碳减排目标的实现。

依托对物联网、大数据、云计算等高新技术，对锅炉及安全附件检验信息予以动态采集，并通过对接智能传感器实时采集锅炉运行的压力、水位、温度、流量与运行过程中所产生的烟气（SO₂、NOx）、燃料、脱硝、喷氢分析等关键参数指标，辅助用户通过平台计算锅炉热效率。结合图扑丰富的 2D/3D 组态界面，仿真还原了锅炉运行的整体效果与锅炉热效率曲线数据展现，推动使用单位提高锅炉运行能效。

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可增添报警通知模块，实时监控锅炉隐患处置、日常维护保养、环保排放等信息，在线分析研判锅炉运行安全状态，督促用户适时提升锅炉安全节能环保运行水平。

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核反应堆数据监测

核电在我国未来电力系统中战略价值开始被重新定义。图扑软件利用自研 HT 引擎技术推进核电等能源的数字化转型升级，以实现显著和可持续地降低运维成本，降低传统运维形式带来的风险，逐步发展为无人值守。

通过运用图扑软件强大的 2D、3D 渲染引擎，经过场景搭建和动画驱动数字孪生核电站发电流程。实现对核反应堆的设计建造、运维管理的性能优化提升。将实体核电站和孪生核电站的数据进行交换分析，保障系统设备安全预警可视化、数据实时反馈、风险安全监控保障。HT 的三维组态技术提高了工业控制的管理效率，让工业控制的资源管理、风险管控得到很大的改善。

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叠加图扑软件二维组态面板，呈现设备运行期间的各项数据指标（外推曲线展示、E 倍周期曲线、DCS 通信状态等）。针对异常状态选红色字段进行告警提示，督促用户快速注意维护管理。支持跨部门、跨层级发起协同调度指挥，满足历史运维可追溯，大幅度提升了业务协同效率。提升事故紧急处置效率，也为精细化、网格化、扁平化管理提供参考依据。

多源异构数据融合，实时感知动态交互

图扑软件也数字孪生了盾构机、采煤机、发动机等动画效果，清晰展示设备部件的拆分、组装、运作全过程。依托视图组件和丰富的二维组态与三维组态图标设计，实现了数据动态加载效果，并将各个图表数据形成直观对比。

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图扑软件数字孪生工厂应用基本模型，通过对接 ERP、MES、SCADA 等系统的相关数据，集成工厂层应用数据，完成对工厂层级和设备层级的虚拟仿真，搭建生产线物理实体和数字孪生体的映射，实现对生产线各设备状态的实时管控。

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支持结合 WebVR 进行展示，通过适配 VR 设备，用户可戴上 VR 眼镜配合手柄在场景行走、飞行，实现通过手柄对设备进行抓取、移动等功能。相比传统的观看方式，360° 全景画面让用户身临其境，做到真正的沉浸式交互，尤其是工业、生产线此类大型场景更具有优势。

在工业应用中，根据规范化的数据标准，利用人、机、料、法、环等要素将数据归集和标注，使数据信息实时动态不间断地交互传递，形成多系统互通的全闭环优化。图扑软件运用自主研发的二三维可视化引擎、BIM、GIS、视频融合等技术，合力构建出智能可感知、故障可自诊、远程可调试的设备控制系统。给予用户最直观的交互视觉，同时帮助企业降本增效、提质增量。

图扑软件先进的组态界面非常适用于实时监控系统的界面呈现。相较于 InTouch/IFix/WinCC 传统组态软件，图扑基于 Web 的平台更适合 C/S 向 B/S 转型的大趋势，多元素丰富的可视化组件和快捷的数据绑定方式，可用于快速创建和部署，能为各类场景提供 2D、2.5D、3D 多种清晰美观的可视化服务模式；同传统界面相比，HT 支持构建现代化、跨桌面、移动终端的企业应用，无需担忧跨平台兼容性及触屏手势交互等棘手问题。支持结合 VR/AR 展示，让用户能够沉浸在虚拟环境中进行体验。

图扑软件不仅在传统的组态应用中游刃有余，更在新兴的三维组态行业应用中展露手脚。多年来，已被应用于制造业、城市园区、电力能源、仓储物流、化工冶金等工业自动化（HMI/SCADA/MMI）领域。通过自研技术产品，打造出许多行业上具有代表性意义的可视化管控系统，致力成为我国工业互联网领域的国产化担当和图形组态中间件领域的领导性品牌。

更多行业应用实例可以参考图扑软件官网案例链接：https://www.hightopo.com/demos/index.html