数字孪生石油化工产业实施方案
近年来数字孪生技术在石油化工行业的应用进展，指出了其在石油化工领域遇到的挑战，探讨了发展趋势。通过开展数字孪生在石油化工生产过程建模与参数优化、工艺参数设计与仿真、系统健康监测与远程维护等方面的应用研究，有效提高了石油化工领域的数字化、智能化程度。北京智汇云舟科技有限公司研发经过6年以上的积累，取得了坚实的技术和产品，拥有'3DGIS+视频融合+时空位置智能（LI）技术首创“实景数字孪生”'，自主研发了实景孪生①解决方案、②Paas平台、③实景孪生虚实融合一体机等产品。 作为目前数字化领域中最有应用前景的技术之一，数字孪生发展迅速，在多个领域应用方兴未艾。
1、油气勘探开发综合系统数字化
利用物联网、云计算、大数据、人工智能等技术，深入挖掘现有的油田勘探数据资源，寻找油气勘探开发数字孪生实现方法，将油气勘探开发的物理空间映射到虚拟数字空间，并与数字孪生系统进行融合。利用这种方式将改进现有汽油勘探模式与技术，降低石油勘探开发成本。
基于这种理论，中油瑞飞打造了一种所谓“石油大脑”，该系统融合虚拟现实，在数字虚拟模型上实现了油气现场勘探开发与状态管理、员工培训与现场可视化作业、场外专家在线指导等功能。目前，“石油大脑”被应用在西南油气田、大庆、渤海等地的开采和钻探过程中。
2、石油工程装备全生命周期数字化
在石油工程装备管理平台的基础上开展装备全数字化技术研究，构建装备工业物联网，探索设计、生产、操纵、经营、维护等生命周期数据之间的联系，在数字孪生系统中把控产品质量，在装备现场验证数据正确性，提升装备机能并改进其生产工艺，无需亲临现场，通过数字孪生系统远程监控各类数据，全方位数字化石油工程装备，实现智能石油工程建设与智慧化发展的景愿。
随着这种基于数字孪生技术的石油工程装备管理平台示范应用进一步扩大与成熟，全国其他油田也会逐步将其投入推广使用，带来数字孪生技术在石油工程装备管理方面的更大进步。
3、钻井过程数字孪生
在半潜式钻井平台的基础上开展数字化研究，通过创建物理信息系统来监测数据驱动信息空间中构建的设备运行状态，实现钻井平台关键设备变化情况的模拟和预测，达到实现钻井平台与虚拟空间模型相互映射、相互指导的作用。
目前，美国通用电气公司依托工业互联网，与知名钻井承包商诺贝尔公司（NobelCorporation）、美国船级社（ABS）、马士基钻井公司（MaerskDrilling）合作，开始了数字钻井船和数字孪生体的试点工作。预计不久后，钻井平台的数字孪生模型就能正式建成。未来，钻井过程数字孪生技术有望发展到钻井过程全生命周期中，基本过程大致概括为：结合各种工程技术对地面及井下数据进行检测，选择出最优施工方案，预测施工过程中可能出现的异常并给出处理方案等。
4、石油管道数字孪生建设
石油管道运营商可以通过在线监测，获得大量管道运行数据，但如何利用这些数据、实现数据可视化一直是石油管理领域的难点。数字孪生利用虚拟现实技术，获得3D石油管道数据图像。用户通过对石油管道虚拟图像进行处理，利用全息透视眼镜，便可清晰观测管道内情况。同时，将管道附近反映地质变化状况的重点区域进行热图成像，用户利用该图像便能更好地发现小凹痕、裂缝、腐蚀区域等地质变化状态以及管道应变等潜在危险。
该技术被评为2018年国际石油十大科技进展之一，目前在加拿大Enbridge公司得到了成功应用。实践表明采用该技术节省了管道数据分析和处理时间，提高了管道完整性评估的快速准确性，从而证实了管道监控的有效性。
5、石化行业数字工厂应用平台
传统的石化工厂信息系统一般是基于传统业务驱动型的，包括EPR系统（即企业资源计划系统）、MES系统（即制造执行系统）、维修管理系统、安全环保系统等。新型的石化工厂在传统的业务驱动型信息系统基础上，还包括大数据分析、数据挖掘、先进控制、在线实时优化、工业云平台等，其主要通过数字工厂与管理系统的集成、数字工厂与生产过程监控的集成、数字工厂与设备管理系统的集成、集成数字工厂的工艺培训管理集成等体现。
虽然石油化工行业数字孪生研究已经取得了一些成果，但是就目前的实际应用情况而言，其应用还处在刚刚起步阶段。国内数字孪生技术主要在一些大型企业如中石油、中石化点应用，中小企业因缺乏技术指导和相关设备，很少有应用案例。同时，国家还没有制定相关的数字化标准，管理上也存在一些漏洞。因此，数字孪生技术在石油化工的大范围推广应用还需进一步深入研究。
石油化工作为国家重要的战略型行业，利用数字孪生技术能够实现行业技术升级，极大提高行业经济效益和社会效益。目前，通过开展数字孪生在石油化工生产过程建模与参数优化、工艺参数设计与仿真、系统健康监测与远程维护等方面的应用研究，有效提高了石油化工领域的数字化、智能化程度，取得了初步成效。然而，数字孪生技术在石油化工行业的真正落地和大范围推广应用存在一些挑战。未来几年，石油化工领域的数字孪生将在标准体系构建、融合5G技术的数据采集与传输、智能信息处理算法方面等开展进一步的研究工作。（来源：网络）
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