设备是生产系统的命脉，时刻关系着工作人员的生命安全，是安全生产的关键所在。在传统生产过程中，生产设备内部的各种化学反应、物理变化和重要参数等都从外部无法看出，导致无法保证生产的安全性。随着以云计算、大数据、物联网为代表的新一代信息技术加速应用，自动化、智能化的产品和生产设备之间的互联互通已成为智能制造建设发展的重要基础，数字孪生从数字孪生动画、工艺流程图、驾驶舱三个维度对生产设备多个传感数据进行可视化展示。将原本分布在几十个业务系统数据全部整合融入为一个单一的系统，可实时展示动态运营数据，进而提升设备智能运维和生产安全。
基于数字孪生的工业安全生产应用，通过构建数字孪生设备预测性维护系统，利用三维建模还原实体工厂和生产线场景，将生产数据和工厂状态同步呈现，让用户对生产关键数据有更直观的感受，可以更便捷地进行管理，增强用户的数据感知能力，为运营提供强有力的支持。同时当生产出现异常时，能够方便管理者更快速地定位异常点，远程指导故障处理，可实现工频故障、电气故障、机械部件损伤等类型故障的监测，最终达到资产的有效维护管理，大幅降低维护成本，为安全生产保驾护航的目的。
1. 数字孪生设备预测性维护系统功能
数字孪生系统通过采集生产过程中的数据，生产任务进度可以实时数字显示，管理者能更好地掌控生产情况，同时产品的生产信息得以记录保存，便于后续对产品进行质量追溯。通过对设备参数、工艺数据、运行环境等各项指标数据进行实时采集和分析，可实现在线预测产品质量趋势，也可调取历史存档数据进行离线分析，帮助企业找到问题优化管理。
对于设备的监控与运维，通过对设备的采集实现对生产设备的实时监测和控制，并可根据设备的运行状态及时间向设备维保人员提示维修和保养任务。
提前预测设备故障，通过大数据建模、计算和分析，预测设备可能的故障，并给出相应的预防措施和解决方案，直接将对故障的预测转化成预防的计划安排，降低故障发生的概率。数字孪生也可用于：设备故障分析及预测，优化设备维修计划；设备劣化倾向分析，提出预测性维修建议；设备状态实时分析，优化设备运维计划；零部件出入库分析及预测，优化备件购置计划。
数字孪生可降低设备因故停机时间。数字孪生系统根据设备实际情况制定全面的点检和保养计划，通过对计划的执行使设备时刻处于健康状态，最大程度上减小设备发生故障的几率，从而减少设备因故而被迫停机的时间。数字孪生还可自动生成保养计划，定期设备点检，计划工单下发，设备故障预测分析。
2. 数字孪生设备预测性维护系统的应用价值
a. 发现故障的早期征兆，以便企业采取有效的维护措施，避免重大安全事故的发生。
b. 分析故障原因，确定故障根源并预测损伤部件使用寿命，协助制定检维修计划。
c. 通过长期有效的监测，优化设备检测维修工作计划，统筹安排人力以及备件的准备，降低管理成本，实现备品备件采购计划的合理安排。
d. 通过在线监测的预知维修实现前瞻性维护，避免非计划停机，提高设备的可利用率，避免造成的生产损失和维修成本。
e. 帮助企业积累设备运行数据，建立失效模式，改善后续设计。
基于数字孪生的工业安全生产应用，涵盖生产管理平台弹性伸缩、设备接入、设备运维、数字工厂等功能，为企业客户构建智能化生产运营的物联基础设施，够实现数字化、可视化、智能化的管理运营，设备数据贯穿产品创新、生产运营、资产维护等全业务链条，全面推动工业企业数字化转型、智能化发展。
