在枣庄,随着“强工兴产、转型发展”战略的深入推进,数字孪生技术正成为化工企业破解安全生产难题、提升运营效率的关键引擎,让“在虚拟工厂预演生产”从理想走向现实。
一、安全之困:化工生产的“看不见”与“摸不着”
化工产业是枣庄传统优势产业之一。鲁南高科技化工园区、薛城化工产业园等重点园区正加速扩区调区,向高端化、绿色化迈进。然而,对于化工企业而言,生产过程中的安全风险始终如影随形。
传统化工生产长期面临三大痛点:一是安全风险可视化程度低——反应釜内、管道深处的运行状态难以实时掌握,隐患往往“看不见”;二是工艺优化依赖经验——参数调整主要依靠老师傅的经验判断,缺乏精准的模拟推演工具;三是应急培训实操难——高危场景无法进行真实演练,员工面对突发状况时处置能力不足。
这些痛点背后,是化工行业对“透明工厂”的迫切渴求。如何让管理者拥有“透视眼”,提前预判风险?如何让操作员获得“预言能力”,优化生产过程?数字孪生技术给出了答案。
二、破局之道:数字孪生的枣庄实践
数字孪生的核心价值,在于通过在虚拟世界中构建与物理实体完全对应的数字模型,实现“以虚控实、以虚预实”。在枣庄,一批先行企业和园区正积极探索这一技术的本土化落地。
构建“5G+数字孪生”的安全管控体系。 枣庄联通积极响应国家推动制造业智能化、绿色化发展的号召,成功打造了面向危化企业的“5G+算网融合”全场景安全管控体系。该项目深度融合5G专网、边缘计算、北斗高精度定位、物联网及数字孪生等前沿技术,构建起“云-边-端”协同的数字底座。
这一创新实践成效显著——帮助合作企业大幅缩短应急响应时间,以智能巡检替代大量人工劳动,违规行为发现与处置效率显著提高。凭借其创新性与实效性,该项目不仅荣获第三届“华彩杯”算力创新应用大赛二等奖,更入选工信部“工业企业揭榜挂帅”项目,为全国危化品行业的智能化升级提供了可复制的范本。
打造“产业大脑+数字孪生”的智慧园区标杆。在首届山东AI+先进制造业创新应用大赛中,“薛城化工产业园安全风险智能化管控平台建设项目”荣获“AI+智慧园区”赛道企业组一等奖。该项目通过构建园区级数字孪生平台,整合安全、环保、应急等多维数据,实现了对园区整体运行状态的“一图感知”和风险隐患的“智能预警”。
与此同时,兖矿鲁南化工有限公司联合枣庄联通申报的“危化品企业5G专网全场景建设项目”成功入围2025年度山东省“赋百景”制造业数字化转型揭榜挂帅项目名单。该项目以5G专网为纽带,打通生产、安全、设备等各环节数据,为数字孪生应用提供了坚实的网络基础。目前,枣庄市已成功创建省级数字经济园区8个、市级数字经济园区7个,建成省级工业互联网园区1个。
探索“VR实训+虚拟调试”的创新应用场景。借鉴国内先进经验,数字孪生技术在化工培训与工艺优化方面展现出巨大潜力。在位于山东恒信集团的煤化工全流程数字孪生平台中,技术员可通过VR眼镜“进入”设备内部,虚拟管道中流体动态清晰可见;学员则借助虚拟实训系统,模拟应对羰基化反应异常工况,一旦操作失误,系统便会立即自动告警并生成改进报告。
这种沉浸式交互有效打破了传统培训的时空限制,显著提升员工的风险感知和操作熟练度,培训周期缩短30%。更重要的是,在新工艺研发测试阶段,数字孪生平台能提前模拟反应过程,为是否进入试生产提供关键依据,大幅降低实际生产的风险和成本。
三、未来之路:从“单点应用”到“生态孪生”
尽管数字孪生技术为枣庄化工企业带来了显著效益,但其推广仍面临数据标准不统一、系统孤岛、复合型人才短缺等挑战。未来的发展,需着力构建更深层次的“生态孪生”体系。
推动“链式”协同,构建产业链级数字孪生。 按照《石化化工行业数字化转型实施指南》,到2026年,行业要实现关键工序数控化率85%以上,并培育50家智慧化工园区。枣庄可依托鲁南高科技化工园区、薛城化工产业园等载体,推动产业链上下游企业数据互通、模型互认,构建覆盖“原料-生产-储运-销售”全链条的数字孪生网络。通过工业互联网平台,实现供应链的全局优化和应急响应的跨企协同。
深化“AI+数字孪生”的融合创新。全球首座数字孪生智能乙烯工厂的实践表明,通过工艺创新与人工智能深度融合,可实现过程控制由平稳控制向实时优化转变、设备管理由事后检修向预知维护转变、安全防控由事后处置向事前预警转变。枣庄可依托“工赋百景”揭榜挂帅等机制,鼓励本地化工企业与数字化服务商联合攻关,开发适应中小化工企业需求的轻量化数字孪生工具,降低转型门槛。
枣庄市深入实施“8010”对标登高行动,支持链主企业加快突破产业链断点堵点。面向未来,随着5G-A、万兆光网、边缘计算等新型基础设施的完善,数字孪生技术将与化工生产实现更深度的融合。当每一套装置都拥有“数字分身”,每一个工艺参数都可在虚拟世界预先验证,枣庄的化工产业必将实现从“经验驱动”向“数据驱动”的根本转变。
从“看不见”到“透视眼”,从“摸不着”到“可预演”,数字孪生正在重塑枣庄化工产业的安全观与方法论。在这场从传统到未来的跨越中,枣庄的化工企业正以数字技术为翼,向着更安全、更高效、更绿色的方向振翅高飞。