钢铁原料堆场三维可视化数字孪生平台深度融合虚拟现实(VR)、数据采集(IoT)、数字孪生(Digital Twin)三大核心技术,以 1:1 高精度三维建模还原堆场实景,实时接入传感器、监控系统及业务数据,构建物理场景与虚拟空间的动态孪生映射。平台聚焦钢铁生产企业数字化转型需求,打造报警中心、虚实映射、库存盘点、设备监控、视频监控、环境监测、质量监测、安全监控八大核心功能模块,通过 “二维数据面板 + 三维场景交互” 的立体化管理模式,实现堆场全要素状态实时同步、风险智能预警、决策精准驱动,为原料管理提供全流程数字化解决方案。
1. 报警中心模块
作为平台的风险预警中枢,报警中心整合库存盘点、设备监控、环境监测、质量监测、安全监控五大模块的实时预警数据,提供二维数据看板与三维场景联动两种监控模式。
1.1 二维信息面板
(1)报警统计:实时展示各模块报警数量,同步生成近一周报警趋势图,直观呈现风险高发区域与时段。
(2)分类记录:按模块细分报警详情,支持关键词检索与历史数据追溯,便于问题根源分析。
(3)生产报警实时推送:滚动显示最新 4 条生产报警信息,标注时间、位置及风险等级,确保关键异常零延迟响应。
1.2 三维孪生场景同态展示
基于实时数据,对报警对象进行动态高亮标注 —— 橙色(预警)、红色(报警)分级显示,点击高亮对象触发悬浮窗,同步呈现设备编号、故障类型、建议处理措施等详情,实现 “风险定位 - 原因诊断 - 处置引导” 的一体化预警机制。
2. 虚实映射模块
平台基于毫米级精度三维建模,构建堆场空间布局、设备形态、物料分布的 1:1 数字孪生体,通过实时数据驱动实现全要素动态同步。
2.1 二维导航定位
自动匹配用户所在区域,生成动态点位地图,实时标注设备位置、运行轨迹及物料生成点位,支持多区域快速切换与路径规划。
2.2 三维动态孪生
设备动作(如皮带机启停、堆取料机旋转)、物料属性(类别、位置、外形)同步映射至虚拟场景,物料运输过程动态可视化,料堆形态随装卸作业实时变更,构建 “所见即所得” 的数字镜像。
3. 库存盘点模块
针对原料堆场储量管理痛点,库存盘点模块整合物联网传感器数据与业务系统数据,实现二维统计与三维可视化的深度融合,实现原料仓储的精细化管理。
3.1 二维数据统计
(1)总量分区盘点:按室外堆场、室内料棚等物理分区,统计各区域原料总量,支持按时间维度(日 / 周 / 月)生成储量变化报表。
(2)明细精准查询:通过区域菜单快速定位,查看单一料场的物料种类、储量、出入库记录及保质期状态。
3.2 三维场景交互
用户点击三维场景中的料堆,可查看当前储量、堆放时间、物料属性(含水率、粒度)及预报警状态,支持生成存量变化历史曲线,辅助优化仓储调度。
4. 设备监控模块
聚焦堆取料机、皮带机、翻车机等核心设备,模块通过三维场景交互与二维数据管理构建立体化监控体系。
4.1 二维信息统计
二维信息面板中可通过选择设备区域名称、选择对应设备,实时调取设备信息、运行状态、故障与维保信息、健康状态。
4.2 三维实时洞察
用户在场景浏览过程中通过点击或靠近设备可实时查看设备的名称、当前的基本运行参数(角度、速度、电流、电压等)、设备运行状态(运行、空闲)、设备故障预测(故障状态、维保情况、健康状态)等信息。
5. 视频监控模块
视频监控模块集成现场监控点位以及画面信息,实现 “二维菜单检索 + 三维场景定位” 的可视化监控协同。
5.1 二维视频矩阵
按区域名称快速调取摄像头画面,结合车牌识别、人脸识别技术自动标记异常事件。
5.2 三维场景联动
虚拟场景中还原摄像头点位,点击即可调取实时画面;当设备报警(如“输送带堵料”)时,自动弹出关联摄像头视频,辅助远程诊断故障原因。视频窗口支持放大至全屏模式,并可叠加设备参数、环境数据等浮动信息,提升事件研判效率。
6. 环境监测模块
实时采集温度、湿度、粉尘、噪音、气体五大环境参数,构建 “监测 — 预警 — 处置” 闭环管理体系。
6.1 二维面板
二维面板提供环境数据日报 / 周报 / 月报,智能分析粉尘浓度与装卸作业的关联关系、气体泄漏与设备故障的潜在联系,为环保合规管理与职业健康防护提供数据化决策依据。
6.2 三维场景可视化
三维场景中,将现场五大环境监测的传感器点位同步还原,根据实时获取的环境监测数据,在三维孪生场景中实时同态显示出温度、湿度、粉尘、噪音以及各类气体的监测数值,并对超出环境监测要求的点位进行预报警提示,辅以悬浮窗的形式展示环境监控点位的报警内容。
7. 质量监测模块
针对铁矿石、焦炭、废钢等原料,模块提供多维度质量数据实时监测与全流程追溯功能。
7.1 三维精准定位
浏览料场时点击物料堆,实时显示成分(Fe 含量、水分、硫含量)、粒度分布、质检报告编号等数据,避免混堆错放风险。
7.2 质量追溯
关联采购批次、运输路径及质检时间,支持全链条数据反查,为工艺优化与供应商评估提供量化依据。
8. 安全监控模块
整合门禁系统、车辆及人员定位系统与红外预警装置,构建立体化安全管理体系,实时在三维场景中反馈门禁、人员和车辆的报警情况。
8.1 二维数据看板
实时统计各门禁点人车流量,标注异常出入记录(如未授权进入、超时滞留),动态显示人员 / 车辆实时位置及历史轨迹。
8.2 三维场景映射
通过接入门禁预警以及车辆、人员的坐标点位信息,在三维场景中显示场内车辆及人员的实时位置以及基本信息。
钢铁原料堆场三维可视化数字孪生平台通过报警中心、虚实映射、库存盘点、设备监控、视频监控、环境监测、质量监测、安全监控等功能,实现堆场设备、物料、环境等全要素数字化管控,为企业提供 “数据实时化、监控可视化、管理智能化” 的核心能力。助力钢铁企业精准决策与高效管理。