南通中远海运川崎基于CIMPro孪大师构建的卓越级智能工厂数字孪生内业车间案例拆解

南通中远海运川崎船舶工程有限公司（NACKS）是由中国中远海运与日本川崎重工于1995年合资创立的大型中外合资造船企业，总部位于江苏省南通市，被誉为中国造船业标杆企业。

2017年，公司智能船厂建设项目成功入选工信部“2017年制造业与互联网融合发展试点示范项目”名录，成为船舶行业唯一一家“智能工厂解决方案试点示范”项目企业。2025年初，获全国首批“卓越级智能工厂”。现在是全国15家领航级智能工厂培育名单中的一员，正在向这个最高级别冲击。

小tips：卓越级和领航级到底什么门槛？

卓越级的硬指标：智能制造能力成熟度≥三级，AI应用场景占比≥30%，原则上覆盖全部5个业务环节，并且必须"构建虚拟工厂并实现数字化交付"。

领航级的硬指标：成熟度≥四级，AI应用占比≥60%，必须覆盖全部5个环节，必须"构建数字孪生系统，实现对物理制造过程的精准映射和反馈控制"。

南通中远海运川崎基于CIMPro孪大师，在内业车间、钢板堆场完整落地了数字孪生系统。我们参与了全程，下面小蓝就带大家详细拆解，看他们是怎么做的。

中远海运川崎内业车间数字孪生系统功能拆解

做数字孪生，大部分人的第一反应是"先把3D模型建漂亮"。NACKS相反——他们的第一步是把数据通道全部打通。

内业车间是造船的"第一站"，钢板从堆场进场，经过预处理、切割、加工、小组立、中组立，最后形成船体分段运往船坞搭载。这条线上有十几个业务系统在同时运转：MES、FA产线OPC、堆场数字化管理、能源管理、设备管理、安全自主管理、龙门吊运维、分段智能物流、工时管理、生产管控中心……数据散在各处，但没有一个统一的"视图"能把它们串起来。

他们做的第一件事，是用CIMPro孪大师把这些系统的数据通道全部接进来——MQTT、OPC UA、HTTP、WebSocket，30多种协议原生支持，达梦、人大金仓这些国产数据库也能直接对接。十几个系统的数据，接到一个三维场景里实时驱动。

这件事听起来简单，但很多数字孪生项目就栽在这一步。模型做得再漂亮，数据接不进来，就是一个精致的3D沙盘，不是数字孪生。NACKS先把数据网铺好，后面的场景还原和业务应用才有根基。

场景层级	对接系统	核心数据
厂级	MES、能源管理、安全自主管理、800T龙门吊运维、分段智能物流、外部气象接口、工时管理、生产管控中心	在建船进度、综合能耗、龙门吊定位、安全预警
钢板堆场	堆场数字化管理系统、能源管理、设备管理、MES、安全自主管理	来船信息、钢板清单、卸船进度、实时堆位、缺料预警、翻板率
内业车间	FA产线OPC、MES、能源管理、智能设备数据平台、安全自主管理	FA设备稼动率、产线进度、零件物流、切割机能耗、设备作业分析

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工程维度：从厂级全景到零件物流，一屏穿透

造船厂最头疼的事：几十艘船同时在造，每条船几百个分段，每个分段几十道工序——想知道"某个分段做到哪了"，传统做法是翻MES、打电话问现场、跑车间看。

南通中远海运川崎基于CIMPro孪大师在这个维度做了三层场景，从厂级到工位级无缝穿透：

01 厂级全景

1:1高精度还原整个厂区——钢板堆场、内业车间、组立车间、涂装车间、船坞、舾装码头全在一屏。

在建船的关键节点、坞内码头在建船位置、海试船信息、综合进度、实动工时、报检合格率，全部标注在场景中。

800T龙门吊实时定位，吊什么、在哪吊，三维场景里直接看到。
道路上运输车辆的行驶轨迹跟调度系统同步，不用跑现场就知道物流转到哪了。
还接了外部气象接口，实时天气自动渲染——晴天、雨、雪、雾动态切换，恶劣天气提前预警，对堆场卸船、船坞搭载这些室外作业直接有用。

02 钢板堆场精细管控

堆场是造船节奏的"脉搏"——缺料会卡住后面所有工序。

系统对接堆场数字化管理系统，实时展示各堆位钢板存放情况：

每块钢板的位置、规格、材质、入库日期，点击POI即可查看。
来船信息（船号、到港日期、钢板清单）和卸船进度也做了动画模拟——码头吊机将钢板吊运至堆场的动态过程可视化呈现。
当某类钢板库存低于安全阈值，系统自动跳出缺料预警，高亮对应堆位，提示哪些分段缺料、缺什么、缺多少。

03 内业车间产线实时监控

接入FA产线OPC和MES系统，实时呈现FA设备稼动率、FA设备实时作业信息、产线作业计划及进度、产线作业实绩及ST、在建船进度、周间物量计划实际、车间跨别产能、工位生产信息、零件物流信息、零件缓存信息。

车间内部1:1还原——FA产线（条材自动线、型钢自动线、小组立定盘机器人生产线）、加工区与拼板区（4F加工区、2F/3F/6F小组拼板区、小组翻身作业区）、关键设备（NC切割机、等离子切割机、水火弯板机器人、行车、AGV）的工位区域全部精确复现。支持屋顶显隐，一键看车间内部全貌。

这三层场景之间可以无缝穿梭——厂长看全局，车间主任点进去看产线，设备工程师再点进去看单台机器的运行参数，不同深度的画面，背后是同一套数据在驱动。

设备维度：状态实时映射虚实同步

内业车间里有NC切割机、等离子切割机、水火弯板机器人、行车、AGV……几十台设备，每台都有自己的控制系统。过去想看设备状态，得一个平台一个平台翻。

南通中远海运川崎基于CIMPro孪大师对接智能设备数据平台和FA产线OPC，把设备运行状态、设备使用率、设备点检状态、设备作业分析全部拉到三维场景里。

状态颜色映射：每台设备在三维场景里1:1还原，运行状态用颜色区分——绿色正常，黄色待机，红色故障。管理者不需要打开设备管理后台，扫一眼三维场景就知道全车间哪台设备在转、哪台停了。

点一下设备，弹出详情面板：运行参数、历史数据、上次维保时间。哪台设备稼动率异常、哪台该做点检了，不用翻系统找。

动态仿真同步：这套系统最硬核的部分——对于有数据支撑的设备，孪生场景中的动效与真实物理对象保持几何、运动学和动力学的一致性。

具体来说：

行车运行：车间内行车的运行轨迹实时模拟可视化，吊钩位置、吊运状态实时同步
辊道传输：钢板、零件在辊道上传输的动画仿真，物料流转路径一清二楚
产线运行：条材线、型钢线等关键产线的运行状态动画模拟可视化——设备在动、物料在走，跟现场一样
AGV/叉车：车间内AGV、叉车的运行路径根据调度数据实时仿真可视化

这不是"看起来像"，是"确实是那个状态"。设备怎么转、怎么走、停在哪，三维场景里和现场完全同步。

工艺流程动画：根据物体结构精确拆分模型，提供点击式触发、自动循环、随机路径等多种动画控制方式。切割、焊接、变形、组立、加工——每道工序怎么走、物料怎么流、设备怎么配合，通过动画可视化呈现。这套动画也用于新员工培训，一块钢板从进车间到变成分段的全过程，动画走一遍比图纸讲大半天直观得多。

能源维度：产能与能耗实时可视

船厂是耗能大户，电、气、水的消耗直接影响成本。过去能源数据在能源管理系统里单独看，跟生产数据割裂——月底看电费单才知道烧了多少钱。

南通中远海运川崎基于CIMPro孪大师把能源管理系统的数据接进三维场景，和设备、产线数据放在一起看。接入的能源数据包括：车间用电量消耗趋势、切割机能耗趋势、预处理线实时电量功率、月度气体使用分析。

设备级能耗定位：哪台切割机是能耗大户、哪台预处理线功率异常，在三维场景里直接标记到对应设备上。某台设备能耗突然偏离基线，系统自动高亮——可能是设备效率下降或故障前兆，跟设备维保数据交叉看就能提前发现问题。

产能与能耗叠加分析：车间跨别产能和用电量消耗趋势放在一起看——同样是耗电，满负荷运转和待机空转的能耗含义完全不同。产线稼动率高但能耗也高，说明工艺可能有优化空间；稼动率低但能耗不降，说明待机管理有问题。这些判断过去需要导出两份报表手动对比，现在一个界面就能看出来。

月度趋势分析：气体使用按月统计趋势，辅助成本核算和节能优化。哪个车间耗电最多、月度趋势是升是降，一屏可见。

安全维度：风险看得见，告警定到位

船厂车间里，切割有火花、吊运有高空作业、焊接有烟尘——安全管控压力不小。过去安全信息在安全自主管理系统里看，跟生产场景脱节。

南通中远海运川崎基于CIMPro孪大师把安全数据接进三维场景，让风险"看得见、定到位"。对接的数据包括安全重点信息（来自MES系统）和区域/班组安全事件趋势（来自安全自主管理系统）。

安全四色图：厂区安全重点区域以POI方式标注在三维场景中，风险等级用颜色区分。哪些区域有风险、风险等级是什么、关联什么设备，一目了然。

告警定位与影响分析：某个区域出现安全告警，三维场景自动标注告警位置，关联设备和影响范围立刻显示。不用到现场跑一圈才搞清楚"是哪台设备、在什么位置、影响多大"。管理者可以在三维场景中直接评估态势，快速决策处置方案。

趋势可视化：区域、班组安全事件趋势可视化呈现，辅助安全管理决策——哪个班组事件多、哪个区域是高风险区，数据说话，不是凭感觉。

零代码一站式数字孪生开发平台：CIMPro孪大师

四个维度看下来，CIMPro孪大师在这套系统里做的事情，核心就一件：把散在十余个系统里的数据，收拢到一个三维场景里，让每一类数据附着在具体的设备、工位、空间位置上。

说完系统做了什么，再聊一个大家肯定关心的问题：NACKS为什么选CIMPro孪大师。

船舶制造的数字孪生，跟智慧城市、园区可视化不太一样。它对三维精度、数据融合深度、工业场景适配度的要求高得多。市场上做三维可视化的平台不少，但能下沉到产线细节和设备级管控的，没那么多。

一些在城市基建领域做得不错的平台，到了船厂车间的颗粒度就不够了——建筑级别的渲染精度和产线级是两回事。GIS能力强的平台，工厂内部的三维场景构建和工业动效仿真可视化不是它们的主战场。还有些方案基于一些商用引擎二次开发，效果可以做得很炫，但开发周期长、人力成本高、后期运维离不开开发团队。

最终选择CIMPro孪大师，核心原因可归结为这几点：

第一，深度适配船舶海洋工业场景的三维引擎。 CIMPro孪大师基于自研的PiCIMOS引擎，支持从全球航线到设备零件级的无极缩放。建出来的模型不仅是"展示级的漂亮"，也是"工程级的精确"——能接数据、能实时驱动三维场景精确变化、能承载业务逻辑。

第二，数据融合是原生能力，不是后装的功能。 30多种协议原生支持，国产数据库也能直接对接。NACKS十几个系统的数据的接入，不需要写中间件、做数据清洗的额外工程。

第三，零代码低代码开发，系统紧跟业务变。这对"系统多、需求变、周期紧"的项目太重要了——省人力成本是一方面，更重要的是它改变了迭代节奏。零代码让业务人员自己能上去改，不用等开发排期。在一个正经跑业务的工厂里，这个区别就是系统跟着业务变，还是业务等系统改。

第四，私有部署数据不出域，信创全兼容。自研引擎，支持银河麒麟、统信国产操作系统，飞腾/海光CPU，摩尔线程GPU。私有化部署，船厂的生产数据不出厂门。领航级评审里"关键技术装备安全可控"是硬指标，用国产自研平台本身就是加分项。

第五、性能与集成兼顾，不必二选一。同一套工程文件，可打包为EXE/PCZ客户端运行，也可通过PiStudio云渲染一键发布网页链接。C/S+B/S混合架构，云渲染把三维压力放到服务器端，推流到浏览器，既保留了客户端高精度的渲染能力，又解决了多端访问交互与系统集成的困境。

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南通中远海运川崎船舶工程有限公司（NACKS）是由中国中远海运与日本川崎重工于1995年合资创立的大型中外合资造船企业，总部位于江苏省南通市，被誉为中国造船业标杆企业。

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