高纯铝工厂三维仿真工厂系统采用三维建模及数字孪生技术对高纯铝工厂车间、产线、立库、设备等全要素进行1:1建模，再与数据库系统及在线监控系统的数据对接，驱动虚拟三维仿真工厂，实现三维仿真工厂与实时生产数据、报警数据、统计数据、监控画面等数据的虚实精准映射。在虚实交互联动中，实现对生产实时数据的可视化呈现，达到对高纯铝生产车间、立库、工艺流程、设备及报警信息的透明化管理。
1. 高纯铝工厂三维仿真工厂系统应用场景
基于业务需求，高纯铝工厂三维仿真工厂系统进行了场景划分，主要包含车间级、立库区域级、产线级、设备级，便于利用不同的主、从场景针对不同的的内容进行展示，并对应不同划分场景关联对应的在线监控数据。
1.1 车间级
高纯铝工厂三维仿真工厂系统的车间级主要展示每个车间信息，包括产能、能耗和异常报警信息，以便快速获取生产综合数据、异常信息等关键数据，为管理者提供必要的决策支持信息。
1.2 立库区域级
高纯铝工厂三维仿真工厂系统的立库区域级主要展示各个生产区域，立体区信息，包括生产线启停状态，立体库位状态。
1.3 产线级
高纯铝工厂三维仿真工厂系统的产线级主要展示每条产线实际生产情况，包括设备温度，压力、流量、电量、设备开关状态。实时显示生产实时数据，快速查看每条生产线生产状态及对应监控数据，实现生产监控数据可视化管理，发现异常时可快速获取异常数据，定位报警设备位置，查看报警信息。
1.4 设备级
高纯铝工厂三维仿真工厂系统的设备级主要展示各设备运行状态及报警信息。
2. 高纯铝工厂三维仿真工厂系统功能
高纯铝工厂三维仿真工厂系统功能主要包括监控数据关了、生产工艺流程三维可视化呈现、设备异常状态管理。
2.1 监控数据管理
三维可视化现场监控数据管理模块是高纯铝工厂三维仿真工厂系统的一个数据对接模块，它支持与现有的上位监控数据对接，支持从现有的数据源，通过数据库共享，通过MQTT、websocket或者OPC协议从实时数据库中获取数据，并将获取的数据及信号推送到三维场景中。
（1）生产监控数据显示
从设备依据数采点位表获取到的汇总类数据通过SCADA二维方式展现在监控画面。为方便快速获取监控信息及展示效果，结合生产监控数据类型及展示需求，设备实时运行关键数据可实现生产监控数据的三维场景标签显示，设备状态信号及报警信号通过三维场景及对应模型在三维场景中利用显示颜色变化展示。
（2）立体库数据可视化
高纯铝工厂三维仿真工厂系统通过获取立体库系统的库位信息，对三维场景中的库位展示进行刷新。展示形式为：有物料的库位显示物料模型，无物料的库位不显示物料模型，通过点击库位物料模型查询库位信息。
2.2 生产工艺流程三维可视化呈现
生产工艺流程三维可视化是高纯铝工厂三维仿真工厂系统的一个应用模块，可实现针对完整生产线及工艺段的生产工艺流程三维可交互式流程展示，所展示的工艺流程包括：阴极组装、电解质制备、RGV机器人加料、三层法精铝电解、多功能机组作业、铝液运输、铝液铝锭熔炼，铝锭铸造、圆铝杆连铸连轧、合金棒铸造、AGV铝锭入库、立体库设备可视化动态呈现。
2.3 设备异常状态管理
高纯铝工厂三维仿真工厂系统通过对接SCADA系统提供的设备异常报警信号实现设备的异常状态的三维可视化管理。通过对接SCADA系统在线报警信息，在三维场景中，实现对报警设备对应的三维模型的变色显示和镜头定位，进而达到异常报警的三维可视化提醒功能。当系统获取到该异常情况的解除信号时，场景中对应三维模型恢复正常显示状态。
（1）三维可视化异常报警信息完善管理
当生产线存在实时报警时，高纯铝工厂三维仿真工厂系统从SCADA系统获取到对应报警信号后，在系统界面上通过图标形式提示报警，通过点击图标展开报警记录，可进一步点击某一条报警记录查看该报警详细信息，如果报警关联三维模型，可以查看该条报警关联的三维模型并进行镜头定位。
（2）故障信息记录
异常报警故障处理人员通过点击选中故障报警设备三维模型，采集SCADA系统中的实时及历史故障现象及故障信息，自动显示异常报警故障记录。
（3）故障处理过程完善
针对设备故障状态及处理过程的可视化记录和管理，高纯铝工厂三维仿真工厂系统可提供实时报警报表显示，当选中某一条报警信息时，可提供报警截图及故障描述文字，以便买方形成故障分析及解决方案，促进故障处理专家库的建立完善。
高纯铝工厂三维仿真工厂系统通过虚实联动，可实现对工艺过程及监控数据的可视化展现，进而透明化生产过程，提升生产管理效率。
