卷包车间作为卷烟厂的核心部门，主要承担卷烟生产链中的卷接、包装、封箱工作，是卷烟产品的总装车间。卷包车间下设生产运行室、综合业务室、设备技术室及工艺质量室。
卷烟厂卷包车间数字孪生平台利用数字孪生等技术，对卷包车间全要素进行1:1数字化建模，再集成融合现有的多源异构数据，在虚拟工厂场景中实时仿真现实工厂真实的生产过程、设备布局、设备运行、产品物料，实现现实工厂与虚拟工厂的双向真实映射与实时交互。
卷烟厂卷包车间数字孪生平台通过数采、建模、仿真、分析，在数据模型的驱动下，实现生产要素，生产活动计划、生产过程控制等方面在实体车间的最优化运行。
1. 卷烟厂卷包车间数字孪生平台架构
在卷烟厂卷包车间数字孪生平台中，其系统架构由物理实体层、孪生模型层、孪生数据层和信息服务层组成，各层协同工作，为卷烟厂的数字化转型提供强大支撑。
1.1 物理实体层
物理实体层是数字孪生平台的基础，主要包括卷包车间的实际设备、生产线、传感器以及操作人员等。这些物理实体在生产过程中产生大量的数据，如设备的运行状态参数（温度、压力、转速等）、生产进度数据、产品质量数据等。传感器负责实时采集这些数据，并将其传输到孪生数据层进行处理。同时，操作人员的操作行为也会对生产过程产生影响，物理实体层需要将这些操作信息记录下来，以便后续分析和优化。
1.2 孪生模型层
孪生模型层是数字孪生平台的核心，它通过对物理实体层的设备、生产线等进行建模，建立与实际物理系统相对应的虚拟模型。这些虚拟模型可以是三维模型、数学模型或者逻辑模型等形式，能够准确地反映物理实体的结构、行为和性能。
在卷包车间中，孪生模型层可以建立卷包设备的三维模型，展示设备的外观和内部结构。同时，通过数学模型和逻辑模型，可以模拟设备的运行过程，预测设备的性能和故障情况。
孪生模型层还可以与物理实体层进行实时交互，接收物理实体层传来的数据，并根据这些数据更新虚拟模型的状态。同时，孪生模型层也可以向物理实体层发送控制指令，实现对物理实体的远程控制。
1.3 孪生数据层
孪生数据层负责存储和管理数字孪生平台中的各种数据，包括物理实体层采集的数据、孪生模型层生成的数据以及信息服务层的业务数据等。孪生数据层采用先进的数据存储和管理技术，确保数据的安全性、完整性和可用性。
在卷包车间数字孪生平台中，孪生数据层存储的数据包括设备运行状态数据、生产进度数据、产品质量数据、虚拟模型数据等。这些数据可以通过数据分析和挖掘技术，提取有价值的信息，为生产决策提供支持。
1.4 信息服务层
信息服务层是数字孪生平台与用户之间的接口，它为用户提供各种信息服务，包括上下游设备控制、生产过程集中监视与报警、现场终端部署、数字孪生、生产管控与追踪等。
2. 卷烟厂卷包车间数字孪生平台功能
卷烟厂卷包车间数字孪生平台功能主要涵盖上下游设备控制、生产过程集中监视与报警、现场终端部署、数字孪生、生产管控与追踪等。
2.1 上下游设备控制
卷烟厂卷包车间数字孪生平台可以实现对上下游设备的集中控制，提高生产效率和设备协同性。通过实时监测设备状态和生产进度，平台可以自动调整上下游设备的运行参数，确保生产过程的顺畅进行。例如，当卷包设备出现故障时，平台可以自动通知上游设备暂停供料，避免原材料的浪费；同时，通知下游设备暂停接收产品，等待故障排除后恢复生产。
2.2 生产过程集中监视与报警
卷烟厂卷包车间数字孪生平台提供了对卷包车间生产过程的集中监视功能，用户可以通过可视化界面实时了解设备运行状态、生产进度、产品质量等信息。同时，卷烟厂卷包车间数字孪生平台还具备报警功能，当设备出现异常情况或生产过程出现问题时，平台会及时发出报警信号，提醒用户采取相应的措施。例如，当设备温度过高、压力异常或产量低于设定值时，平台会自动发出报警，用户可以通过平台快速定位问题设备，并采取相应的维修措施。
2.3 现场终端部署
为了方便现场操作人员使用，卷烟厂卷包车间数字孪生平台还提供了现场终端部署功能。在卷包车间的各个关键位置部署触摸屏终端，操作人员可以通过终端设备实时查看设备运行状态、生产任务、操作指导等信息。同时，操作人员还可以通过终端设备进行设备操作、参数设置、报警确认等操作，提高了工作效率和操作准确性。
2.4 数字孪生
卷烟厂卷包车间数字孪生平台通过建立虚拟车间模型，实现了对实体车间的真实映射。用户可以通过虚拟车间模型直观地了解设备的运行状态、生产过程和产品质量等信息。同时，平台还支持对虚拟车间模型进行模拟操作和优化分析，为企业的生产决策提供参考。例如，用户可以在虚拟车间模型上进行设备调试、生产流程优化等操作，提前发现问题并进行改进，降低了生产风险和成本。
2.5 管控与追踪
卷烟厂卷包车间数字孪生平台提供了对卷包车间生产过程的全面管控和追踪功能。用户可以通过平台实时了解生产进度、产品质量、设备运行状态等信息，并对生产过程进行实时调整和优化。同时，平台还支持对产品的全生命周期追踪，从原材料采购到生产加工、质量检测、包装入库、销售出库等各个环节进行记录和追溯，确保产品质量和安全。
卷烟厂卷包车间数字孪生平台通过上下游设备控制、生产过程集中监视与报警、现场终端部署、数字孪生、生产管控与追踪等主要功能。助力烟草企业提高了生产效率、降低了生产成本、提升了产品质量，进而增强了企业的竞争力。
