一、成果簡介
1.1 項目案例概述
數字孿生技術是一種能夠對物理實體或系統進行全面、精确映射和模拟的先進技術。其在優化生産流程、提高資源利用效率、提升管理運營能力等方面具有顯著優勢；能精準模拟、實時監測反饋、輔助決策，在石化、油田、儲氣庫等多種行業都有重大應用。實驗室使用數字孿生技術完成了多種項目系統的構建，包括某大型石化連續重整在線優化系統、某油田測井數據老井複查、智能儲氣庫系統、某大型石化安全實訓系統等。
1.2 各項目案例詳情
① 某大型石化連續重整在線優化系統
系統自主研發，且符合信創要求，經過實踐檢驗。具有提高關鍵産品收率、提升裝置運行經濟性等作用，涵蓋原料評價、産品收率調整、設備運行健康度評價等功能。系統采集 MES、Lims 實時數據，對數據進行整定處理，使用機理 + 機器學習的融合模型對生産裝置進行在線優化計算，操作方案制定采用多變量優化算法。
圖1. 大型石化連續重整在線優化系統案例示意
系統深度結合了AI 技術，使用機器學習技術對機理模型進行自動校正，保證模型魯棒性及預測性；分子表征結果更準确，基于高斯分布及貝葉斯理論的油品表征模型，預測 PIONA 分部的置信區間；定制複雜反應器，快速建模求解，采用聯立方程法搭建煉油反應器模型，并進行定制化優化開發，适應用戶的分析手段及使用習慣。預計實現 1000+萬/年的效益。
圖2. 多變量優化算法效果
② 某油田測井數據老井複查
包括測井處理成果數據融合、測井成果高效應用、平面圖自動成圖、聯井剖面圖自動生成等功能，且完美集成進入 “油田老井複查軟件”。
圖3.油田測井數據老井複查示意
③ 智能儲氣庫系統
系統實現地下地上一體化模拟，完全還原專業地質信息，構建儲氣庫數字孿生體。具有智能運營場景，包括水合物、積液等報警，注采方案智能優化，能耗智能優化，多庫綜合調度等功能。包含了以下等多種孿生體的構建。
圖4. 智能儲氣庫系統示意
地質體數字孿生體構建：利用專業軟件建模地質模型成果和數值模拟模型成果，通過數據解析生成三維可視化模型，實現對斷層、小層、動态屬性、靜态屬性等信息的全面展示。
圖5. 地質體數字孿生體示意
井筒數字孿生體構建：基于井軌迹數據、井身結構數據、井筒地質數據、鑽錄測固數據、注采生産等數據，構建井筒實體業務模型，滿足三維井筒軌迹和井筒要素自動化繪制需求、形成井筒可視化數字孿生模型。
圖6. 井筒數字孿生體示意
管網 / 場站數字孿生體構建：利用工程建設期數字化交付的靜态數據資産（包括模型、數據、文檔、關聯關系、智能 P&ID），通過三維模型的格式轉化、标準化、輕量化等優化處理，融合靜态屬性數據和生産運行動态數據，形成地面設施數字孿生體。
圖7. 管網 / 場站數字孿生體示意
一體化耦合模型構建：根據儲氣庫生産運行業務特點，綜合各單庫地下、井筒、地面工藝和設備的約束條件，建立可有效指導生産的一體化耦合模型，可指導制定滿足庫群注采氣計劃的最優運行方案，實現儲氣庫群系統可靠性最優的同時，最大限度保證每座儲氣庫優化運行，保障儲氣庫群發揮最優調峰能力。完全國産自研計算引擎，符合信創要求。
圖8. 一體化耦合模型示意
④ 某大型石化安全實訓系統
由軍用同款自研數字孿生引擎支撐，構建全廠數字孿生系統，實現現場與指揮聯動，多人協同共同完成訓練，包含流程上下遊仿真。
圖9. 大型石化安全實訓系統示意
二、應用領域
根據目前已經實現的系統，在石化行業（如連續重整裝置優化、安全實訓）、油田行業（測井數據老井複查）、儲氣庫行業（智能儲氣庫系統）等領域均有重大作用。
同時，工業制造領域，數字孿生技術可用于設計階段的虛拟建模和測試，優化車輛結構和性能；在航空航天領域，可模拟飛行器在不同環境下的飛行狀态，輔助設計和優化飛行器結構及飛行控制系統。
能源行業的電力系統中，可構建數字孿生電網，實時監測電網運行狀态，優化電力調度和分配；在石油天然氣行業，可對油井、管道等設施進行模拟和監測，提高生産效率和安全性。
在城市規劃與管理領域，構建數字孿生城市，可模拟城市的交通流量、能源消耗、環境變化等，輔助城市規劃者制定更合理的城市發展戰略，優化城市基礎設施布局。
醫療健康領域中數字孿生技術可以構建人體器官或生理系統的數字孿生模型，輔助醫學研究和疾病診斷，例如模拟藥物在體内的作用過程，為藥物研發提供支持。
三、市場前景
随着各行業數字化轉型的推進，對數字孿生技術的需求将不斷增加，預計未來幾年市場規模将呈現高速增長态勢。例如在石化行業，可提高生産效率和安全性，帶來可觀的經濟效益；在油田行業，可提高測井數據的利用效率；在儲氣庫行業，可優化儲氣庫的運行和管理，提高調峰能力等。
由于數字孿生技術在多個行業都具有應用價值，将吸引更多企業和機構投入資源進行研發和應用，進一步推動市場的發展。
通過提高生産效率、優化資源配置、降低運營成本等，數字孿生技術能夠為企業和社會帶來顯著的經濟效益，這也将促進其市場前景的不斷拓展。
四、對接方式
1.合作意向方聯系beat365官方网站産學研合作辦公室；
2.産學研合作辦公室溝通了解意向方情況；
3.會同成果完成團隊與意向方共同研讨合作方案。
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