建設背景

鋼鐵行業是國民經濟發展的晴雨表，是工業國家發展的基礎。而“高爐-轉爐”長流程生產仍是我國鋼鐵主流生產工藝，轉爐煉鋼是一個極其復雜的化學反應過程，根本看不見、摸不著，有了問題也是靠經驗、靠猜，只有通過物聯網、大數據、可視化、數字孿生等技術，對高爐進行1:1三維建模，還原真實的生產工藝流程，才能加快整個行業的轉型升級。

在雙碳目標大背景下，以信息技術應用為主導，大力推進“智慧鋼鐵”轉型升級，將物聯網、5G、可視化、GIS 等相關技術引入鋼鐵行業。打造基于 5G + 云平臺的智慧煉鋼廠管控系統，以智能管控賦能企業高質量發展，抓好數智化轉型新機遇，推動鋼鐵行業綠色低碳高質量發展。

系統概述

智慧鋼鐵廠將人工智能、物聯網、大數據、云計算等技術應用于鋼鐵行業，幫助其實現煉鋼流程的全面優化。基于數字孿生技術和AI 技術打造智慧鋼鐵廠IOC 運營中心，實現對廠區生產工藝流程、生產圣杯等重要指標細節信息的全面查詢和監測，為園區的運營提供決策分析依據。

系統功能

綜合態勢監測

數維圖基于自研的 Sovit3D產品，依托數字孿生技術，對煉鋼的工藝流程、駕駛艙、動畫三個維度對多個產線進行可視化展示。化“數”為“物”，高度融合廠區多種數據資源，對廠區資產、設施、能效、安防等領域的關鍵指標進行綜合監測分析。實現更加高效科學的廠區管理，全面提升廠區管理水平。

視頻監控系統

支持無縫融合視頻監控功能，對廠區及周邊安裝24小時展開安防動態監測，鋼鐵廠區及周邊全方位一體式無死角監控，并且和火災報警、門禁系統、人員管理等系統進行聯動，進行精準的定位視頻攝像頭查看并支持多攝像頭窗口的并行查看監控。與視頻安防監控系統進行集成，管理人員通過實時視頻查看現場情況，運維人員對廠區進行實時化、透明化、流程化、全局化的可視化管理。

電子圍欄系統

在三維系統中，對廠區內重點區域或重要設備設置電子圍欄，實現視頻聯動追蹤監視，避免非法闖入或進入非法受控區域，并且和報警系統進行聯動，當有異常闖入或異常情況，可進行顏色報警并聚集異常區域，并且以彈窗提示異常狀態，全方位保障廠區生產安全。

自動巡檢系統

在三維系統中，可事先預設好幾種路線后，可以第三人稱方式該路線上的監控設備進行輪詢查看，達到線上巡檢的目的。同時在巡檢的路線上，可以實時查看設備運行狀態以及堆場的實時數據，運管人員無須到廠區現場，即可實時線上巡檢，通過全局查看的巡檢路線，規避重疊或漏檢區域，提高巡檢的效率和效果。

消防管理系統

通過API接口，接入消防系統，實時對煙感、探頭、噴淋噴頭等設備進行監管，當發生異常(火災、爆炸、氣體擴散等)異常狀況時，可聯動報警點附近攝像頭彈窗，顯示實時監控畫面，并調取人員逃生的路線，有序進行撤離，保障人員生命安全、財產損失。

消防管理系統

通過API數據接口，將前端的設備與后臺數據庫進行數據綁定，通過http或WebSocket實時數據傳輸，運維人員無須到廠區現場，通過可視化系統可定位設備突出顯示，實時了解設備運行狀態、運行信息等。

數據大屏系統

運用可視化技術對鋼鐵企業巨量的銷售數據進行展示分析，包括銷售信息、財務信息、采購信息、物流信息等，并依據分析結果做出正確決策。達到總覽為先，縮放過濾按需查看細節的效果。

工藝管控系統

·燒結可視化

燒結工序是鋼鐵工業主要生產工序之一，將燒結機的裝置及傳輸動畫進行可視化呈現，通過三維場景即可直觀的查看工藝生產線設備與物料情況。2D 面板重點關注燒結機的爐膛溫度、爐膛壓力、速度和電流等，業務人員可根據數據對燒結工序能耗進行分析和預測。

·煉鐵可視化

基于數字孿生技術高精度建模，1:1 還原將鐵礦石、焦炭及助熔劑由高爐頂部加入爐內，再由爐下部鼓風嘴鼓入高溫熱風，產生還原氣體，還原鐵礦石，產生熔融鐵水與熔渣等過程。各工序采用多項智能技術，大幅提高生產效率，確保生產安全。結合高爐大修工程，加大現場機器人應用，實現生產作業和設備操作的少人化、無人化。

·高爐可視化

監測高爐內裝料和冶煉狀況，根據高爐工藝布局進行 3D 建模，包括爐體爐殼、管道、爐基耐火材料和水冷壁材料等，每塊材料對應 1 個溫度測點。重點顯示高爐本體、爐頂卷揚上料、熱風爐三個區域，體現實時物料的狀態和氣體的狀態。

·煉鋼可視化

通過三維動畫效果，將鐵水與鐵水罐車從鐵水預處理站到軋鋼生產線的全過程信息監控，并對轉爐、LF 精煉爐、連鑄機等設備狀態進行信息監控，數字孿生煉鋼工藝一體化場景。使煉鋼全過程數字可視化展現、可智能化決策、各環節信息系統交互集成。

……

開發平臺

智慧鋼鐵廠Web3D可視化管理系統，對燒結車間、1號高爐、2號高爐、球團車間等重點區域，進行1：1三維實景展現，打造三維仿真鋼鐵廠三維場景。將鋼鐵廠中的“人員、建筑、安全、協同、設備、環境、數據”等因素，綜合映射到智慧鋼鐵廠數字孿生可視化系統中，提供鋼鐵廠的綜合態勢可視化，實現鋼鐵廠環境宏觀盡在掌握，微觀縮放的可視化呈現。

通過Sovit3D實現可交互式的 Web三維場景，可進行縮放、平移、旋轉、翻轉，場景內各設備可以響應交互事件。2D、3D 無縫銜接，完美融合。

建設價值

智慧鋼鐵廠三維可視化一體管控平臺是一個自主可控、互聯互通的工業互聯網平臺，構建以數據可視化、數字板坯、生產效率管控、工序質量在線管控、在線設備智能監控、業務流程自動化為核心的煉鋼“智慧大腦”，推動煉鋼產線向數字化、網絡化、智能化新模式發展。

總結

數字經濟已成為全球經濟發展的主線，推動著各類產業和全社會的數字化智能化轉型。通過先進技術創新，加快“鋼鐵智慧化”進程。切實解決企業在生產中存在的行業痛點，在提高生產效率、降低生產成本、保障人員安全方面效果顯著。

本文主要介紹了Sovit2D和Sovit3D在鋼鐵生產工藝智慧化系統開發中的實踐應用，從智慧鋼鐵廠綜合管理平臺系統的Web組態、三維可視化等多方面，進行快速高效的可視化開發，為智慧鋼鐵廠解決方案提供商及軟件開發公司提供全面的技術支持。

審核編輯 黃昊宇