智能工廠三維數(shù)字化指南

1、智能工廠三維數(shù)字化指南2016年9月1.前 言42.引 言42.1數(shù)據(jù)資產(chǎn)的重要性42.2落后的設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)造成的影響42.3設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)的落后現(xiàn)狀62.4三維數(shù)字工廠是設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理的最佳實(shí)踐63.范圍與邊界84.術(shù)語(yǔ)和定義95.整體架構(gòu)115.1智能工廠三維數(shù)字化業(yè)務(wù)架構(gòu)115.2三維數(shù)字工廠IT技術(shù)架構(gòu)115.3三維數(shù)字工廠與傳統(tǒng)IT架構(gòu)相容并行136.實(shí)施過(guò)程136.1實(shí)施原則136.2實(shí)施路線146.3關(guān)鍵環(huán)節(jié)及注意事項(xiàng)156.4評(píng)估與改進(jìn)167.附錄167.1案例一：某央企地方分公司化工裝置運(yùn)營(yíng)期三維數(shù)字化實(shí)踐167.2案例二：某央企地方分公司工程建設(shè)期三維數(shù)字化實(shí)踐

2、247.3案例三：某央企地方分公司全廠基于數(shù)字化技術(shù)的LDAR管理實(shí)踐307.4案例四：某地?zé)挼叵鹿芫€三維數(shù)字化實(shí)踐327.5案例五：某民企煤化工項(xiàng)目數(shù)字化交付實(shí)踐341. 前 言分體系研究單位：中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)分體系執(zhí)行單位：中國(guó)化工經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展中心 北京中科輔龍科技股份有限公司分體系起草單位：中國(guó)化工經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展中心、北京中科輔龍科技股份有限公司分體系指導(dǎo)委員會(huì)主任：趙俊貴分體系指導(dǎo)委員會(huì)副主任：祝昉分體系專家組成員：高新民、楊海成、張志檁、謝宏、王同良、李劍峰、陳溯、陳為民、彭連軍、宮向陽(yáng)、何力健、梁堅(jiān)、楊景杰、閆高斌、夏茂森、羅敏明、羅建平、李松濤、任忠、柯林分體系工作組組長(zhǎng)：

3、謝宏分體系工作組成員：關(guān)世太、張春利、翟國(guó)麗、宋楠、胡宇、甘雨、張朝明、孫露露2. 引 言2.1 數(shù)據(jù)資產(chǎn)的重要性設(shè)備設(shè)施資產(chǎn)是工廠建設(shè)投資的成果主體，也是企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。相應(yīng)的，設(shè)備設(shè)施資產(chǎn)在建設(shè)、運(yùn)維直至報(bào)廢的全生命周期過(guò)程中產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)，形成了設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)。隨著經(jīng)濟(jì)形勢(shì)變化的加劇，以及大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)爆發(fā)式增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)資產(chǎn)對(duì)于企業(yè)的價(jià)值日益凸顯。上至企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略決策，下至資產(chǎn)操作運(yùn)維工作，良好的數(shù)據(jù)資產(chǎn)都是設(shè)備設(shè)施資產(chǎn)績(jī)效的基礎(chǔ)和必要保障。2.2 落后的設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)造成的影響落后的設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)對(duì)企業(yè)造成的影響包括： 增加了企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本，占年收入1.5%（數(shù)據(jù)來(lái)

4、自ARC集團(tuán)于2010年發(fā)布的研究報(bào)告）； 帶來(lái)了極大的安全隱患； 嚴(yán)重滯后于企業(yè)的精細(xì)化管理需求； 阻礙了企業(yè)向智能工廠的演進(jìn)。ARC集團(tuán)的研究報(bào)告指出，落后的設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)是導(dǎo)致設(shè)備設(shè)施管理諸多問(wèn)題的根本性因素。Studies have identifiedpoor AIM as the root cause of many asset performance problems, such as poor asset utilization, low maintenance effi- ciency, high MRO costs, etc.研究表明，落后的設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)是導(dǎo)致設(shè)備設(shè)施

5、管理諸多問(wèn)題的根本性因素，如落后的資產(chǎn)利用率、低維護(hù)效率、高維修成本。 ARC咨詢集團(tuán), 2010年7月2.3 設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)的落后現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)普遍缺乏足夠的關(guān)注和投入。一方面，企業(yè)在經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)資產(chǎn)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)資產(chǎn)方面持續(xù)投資，形成了完善的管理體系部署ERP、PI等IT系統(tǒng)，建立了相應(yīng)的數(shù)據(jù)維護(hù)制度。另一方面，企業(yè)在設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)方面投入則明顯不足，使得設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)普遍存在以下三方面的問(wèn)題： 數(shù)據(jù)缺失：缺乏對(duì)易失效零部件（如軸承、墊片）以及易失效部位（如焊縫、裂紋）的管理、缺少有效的變更管理； 質(zhì)量堪憂：圖紙或IT系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)不一致，表現(xiàn)在賬卡物不一致、圖紙與現(xiàn)場(chǎng)差

6、異30%以上、ERP/EAM系統(tǒng)中設(shè)備零部件數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)不一致、設(shè)備故障往往很難找到有效的數(shù)據(jù)加以分析等方面； 可訪問(wèn)性差：復(fù)雜的圖紙、多個(gè)IT系統(tǒng)、多種編碼體系、無(wú)法用自然語(yǔ)言描述失效部位等諸多問(wèn)題，讓設(shè)備員、專工難以發(fā)現(xiàn)潛在的問(wèn)題以及在短時(shí)間內(nèi)有效地獲取信息進(jìn)行決策。2.4 三維數(shù)字工廠是設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理的最佳實(shí)踐三維數(shù)字工廠的定義三維數(shù)字工廠是利用工程級(jí)三維數(shù)字化技術(shù)構(gòu)建的一個(gè)物理工廠全生命周期，完整、準(zhǔn)確、可用的虛擬鏡像。其本質(zhì)是通過(guò)創(chuàng)新的數(shù)據(jù)組織方式，記錄和管理著物理工廠所有設(shè)備設(shè)施的本體數(shù)據(jù)和活動(dòng)記錄，這些數(shù)據(jù)始終與物理工廠保持同步，并以虛擬現(xiàn)實(shí)的交互方式呈現(xiàn)給用戶。三維數(shù)字工廠

7、是人和實(shí)物資產(chǎn)間的全新紐帶，如同互聯(lián)網(wǎng)改變了人與人的互動(dòng)一樣，三維數(shù)字工廠將會(huì)改變?nèi)伺c物理工廠的互動(dòng)。三維數(shù)字工廠是智能工廠的一項(xiàng)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，它為我們搭建了一個(gè)廣闊的技術(shù)平臺(tái)，將持繼催生出無(wú)數(shù)今天我們還不知道的新應(yīng)用、新商業(yè)模式，甚至新的產(chǎn)業(yè)?；谌S數(shù)字工廠的數(shù)據(jù)管理解決方案是設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理的最佳實(shí)踐。Under the covers of their 3D facade lies a gem of a system formanaging asset information across all of an organizations O&M solutions. It provi

8、des every worker with an intuitive, seemingly “real world” portal into all of the organizations asset information. And, this information is presented in the context of a “virtual” plant which helps them appreciate the full implications of every piece of data.ARC Advisory Group, 2009專業(yè)的數(shù)據(jù)模型確保數(shù)據(jù)完整三維數(shù)字

9、工廠采用工程級(jí)三維數(shù)字化的技術(shù)路線，數(shù)據(jù)模型遵循流程工業(yè)專用的設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)框架標(biāo)準(zhǔn)ISO15926（定義了涵蓋設(shè)備設(shè)施的整個(gè)生命周期及其組成部分的描述方式）。三維數(shù)字工廠的數(shù)據(jù)模型可以完整地描述設(shè)備設(shè)施的數(shù)據(jù)范圍： 從工廠-裝置-系統(tǒng)-單元-設(shè)備-管線-零部件-連接，完整描述從工廠到零部件及連接部位的粒度； 從設(shè)計(jì)-采購(gòu)-施工/安裝-調(diào)試-檢驗(yàn)-維修-技改技措-改擴(kuò)建，完整描述設(shè)備設(shè)施的全生命周期。解決數(shù)據(jù)完整性與可訪問(wèn)性的矛盾在日常工作過(guò)程中，一線業(yè)務(wù)人員描述零部件或部位時(shí)，類似“爐201頂空氣預(yù)熱管線出口第一道閘閥”、“P201北側(cè)第三根柱子管廊上去罐區(qū)V402的送料管線上的彎頭”的空間位

10、置描述是溝通的主要方式。三維數(shù)字工廠正是基于這一理念，采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將資產(chǎn)密集型裝置的所有設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)可視化，為一線業(yè)務(wù)人員提供最直觀、自然的數(shù)據(jù)訪問(wèn)體驗(yàn)，從而徹底解決復(fù)雜編碼系統(tǒng)帶來(lái)的混亂和低效等問(wèn)題。內(nèi)置行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范確保本體數(shù)據(jù)質(zhì)量工程級(jí)三維數(shù)字化技術(shù)起源于設(shè)計(jì)行業(yè)，通過(guò)內(nèi)置各種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，確保設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中避免低級(jí)錯(cuò)誤，滿足合規(guī)性要求。同樣的，將工程級(jí)三維數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于企業(yè)運(yùn)營(yíng)階段的設(shè)備設(shè)施本體數(shù)據(jù)構(gòu)建和維護(hù)過(guò)程，可以很好地保證數(shù)據(jù)質(zhì)量： 通過(guò)內(nèi)置材料標(biāo)準(zhǔn)、等級(jí)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)，自動(dòng)匹配合規(guī)的設(shè)備設(shè)施規(guī)格屬性，自動(dòng)校驗(yàn)規(guī)格屬性錯(cuò)誤如管道材質(zhì)的等級(jí)合規(guī)性、法蘭墊片的規(guī)格匹配等； 通過(guò)

11、內(nèi)置等級(jí)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)，自動(dòng)根據(jù)連接關(guān)系生成連接部位信息，自動(dòng)校驗(yàn)零部件連接關(guān)系正確性； 通過(guò)空間碰撞檢查、點(diǎn)云比對(duì)技術(shù)檢查設(shè)備設(shè)施空間位置數(shù)據(jù)錯(cuò)誤； 通過(guò)一致性校驗(yàn)檢查系統(tǒng)信息（如工藝流程、腐蝕回路）與數(shù)字工廠三維模型的一致性。直觀的交互方式提升活動(dòng)記錄數(shù)據(jù)質(zhì)量相當(dāng)多類型的設(shè)備設(shè)施活動(dòng)記錄由一線業(yè)務(wù)人員進(jìn)行維護(hù)，由于數(shù)據(jù)分布在不同類別、層級(jí)的功能項(xiàng)和表格中，導(dǎo)致一線管理人員和專業(yè)管理人員難以核查數(shù)據(jù)質(zhì)量。借助三維數(shù)字工廠提供的虛擬現(xiàn)實(shí)交互方式，管理人員可以直觀、便捷地獲取并檢查活動(dòng)記錄數(shù)據(jù)，更容易消除數(shù)據(jù)的不確定性，在確?；顒?dòng)記錄真實(shí)有效的同時(shí)，還可以發(fā)現(xiàn)更多管理上的盲腸死角，提升管理效率。3. 范

12、圍與邊界智能工廠的核心是CPS，而CPS的基礎(chǔ)是數(shù)字化，數(shù)字化過(guò)程可以縮短，但不可跨越。在企業(yè)運(yùn)營(yíng)階段，數(shù)據(jù)資產(chǎn)主要包括公司經(jīng)營(yíng)管理數(shù)據(jù)、生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)和設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)三大部分。其中，設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)描述了企業(yè)設(shè)備設(shè)施的本體數(shù)據(jù)和活動(dòng)記錄，相比側(cè)重財(cái)務(wù)管理的資產(chǎn)類數(shù)據(jù)，更關(guān)注對(duì)維修維護(hù)、安全運(yùn)行等業(yè)務(wù)的支撐。如同經(jīng)營(yíng)管理數(shù)據(jù)和生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)，設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)是企業(yè)實(shí)現(xiàn)“安穩(wěn)長(zhǎng)滿優(yōu)”目標(biāo)的重要基石，是企業(yè)十分寶貴的數(shù)據(jù)資產(chǎn)。本指南適用于石化行業(yè)任何階段、任何規(guī)模的企業(yè)的三維數(shù)字工廠建設(shè)，數(shù)字化范圍從建設(shè)期到運(yùn)營(yíng)期任何階段的在建和已建裝置，數(shù)字化粒度從工廠、裝置、系統(tǒng)、單元，到設(shè)備、管線、零部件、連接部位。本指

13、南重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)，經(jīng)營(yíng)管理數(shù)據(jù)和生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)不在本指南的討論范圍內(nèi)。4. 術(shù)語(yǔ)和定義CPS（信息物理系統(tǒng),Cyber-Physical Systems）是一個(gè)綜合計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和物理環(huán)境的多維復(fù)雜系統(tǒng)，通過(guò)3C（Computing、Communication、Control）技術(shù)的有機(jī)融合與深度協(xié)作，實(shí)現(xiàn)大型工程系統(tǒng)的實(shí)時(shí)感知、動(dòng)態(tài)控制和信息服務(wù)。ARC（ARC Advisory Group）：企業(yè)咨詢公司，為制造商和供應(yīng)鏈廠商，以及技術(shù)投資者提供特定業(yè)務(wù)或行業(yè)問(wèn)題的答案，包括新產(chǎn)品介紹、盡職調(diào)查、制訂生產(chǎn)和IT策略、技術(shù)架構(gòu)的規(guī)劃、項(xiàng)目規(guī)劃以及過(guò)程支持。并且是企業(yè)應(yīng)用軟件、工廠系統(tǒng)和自

14、動(dòng)化解決方案的市場(chǎng)分析、預(yù)測(cè)和戰(zhàn)略報(bào)告的主要提供者。建設(shè)期和運(yùn)營(yíng)期：一個(gè)工廠的生命周期分為兩個(gè)階段，一個(gè)是建設(shè)期，一個(gè)是運(yùn)營(yíng)期。建設(shè)期指工廠開(kāi)工建設(shè)的時(shí)間年限；運(yùn)營(yíng)期是工廠建設(shè)完成了之后交付給業(yè)主，業(yè)主開(kāi)始進(jìn)行生產(chǎn)至工程項(xiàng)目計(jì)算期末所經(jīng)歷的時(shí)間段。設(shè)備拆解模型：根據(jù)企業(yè)提供的設(shè)備裝配圖，在工程設(shè)計(jì)軟件中進(jìn)行設(shè)備拆解建模，將設(shè)備零件和細(xì)節(jié)展現(xiàn)出來(lái)。工程點(diǎn)云：對(duì)于企業(yè)沒(méi)有圖紙資料或者圖紙資料老舊，現(xiàn)場(chǎng)改動(dòng)大的部分，運(yùn)用三維激光掃描儀器，對(duì)工廠實(shí)景掃描，獲取工廠資產(chǎn)的三維空間點(diǎn)位坐標(biāo)、顏色等信息，形成點(diǎn)云數(shù)據(jù)。利用點(diǎn)云可以構(gòu)建精準(zhǔn)的三維模型。工作流：是指企業(yè)內(nèi)部發(fā)生的某項(xiàng)業(yè)務(wù)從起始到完成，由多個(gè)部門(mén)

15、、多個(gè)崗位、經(jīng)多個(gè)環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)及順序工作共同完成的完整過(guò)程。簡(jiǎn)單地講，工作流程就是一組輸入轉(zhuǎn)化為輸出的過(guò)程。ESB（Enterprise Service Bus）：企業(yè)服務(wù)總線。ODS（Operation Data Storage）：企業(yè)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。地上管線(ground pipelines)：敷設(shè)在地面以上的管道、電纜和光纜等。通常用管架、管墩或建筑物做支撐。地下管線(underground pipelines)：敷設(shè)在地面以下的所有管道、電纜、光纜等。有直接埋地和架設(shè)在地溝內(nèi)兩種敷設(shè)方式。工藝流程圖(process flow diagram, PFD)：用圖示的方法把建立化工工藝裝置所需的主

16、要設(shè)備、管道按工藝要求組合起來(lái)，并在圖中表示出物流點(diǎn)編號(hào)。監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(supervisory control and data acquisition system, SCADA system)：一種具有遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)控制功能，以多工作站的主站形式通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)交換信息，并可應(yīng)用遙測(cè)技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信的模塊化、多功能、分層分布式控制系統(tǒng)。管道和儀表流程圖(piping and instrument diagram)簡(jiǎn)稱P&ID(或PID)。此圖上除表示設(shè)備外，主要表示連接的管道系統(tǒng)、儀表的符號(hào)及管道識(shí)別代號(hào)等。借助統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號(hào)和文字代號(hào)，用圖示的方法把建立化工工藝裝置所需的全部設(shè)備、儀

17、表、管道、閥門(mén)及主要管件，按其各自功能以及工藝要求組合起來(lái)，以起到描述工藝裝置的結(jié)構(gòu)和功能的作用。5. 整體架構(gòu)6.7.5.1 智能工廠三維數(shù)字化業(yè)務(wù)架構(gòu)三維數(shù)字化的目標(biāo)是通過(guò)對(duì)設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)的有效治理，構(gòu)建一個(gè)完整、準(zhǔn)確、可用的三維數(shù)字工廠，并通過(guò)數(shù)據(jù)共享和智能化增值應(yīng)用為企業(yè)運(yùn)營(yíng)創(chuàng)造價(jià)值。 三維數(shù)字工廠的數(shù)據(jù)組成包括本體數(shù)據(jù)和活動(dòng)記錄兩個(gè)部分，前者描述了設(shè)備設(shè)施的功能、設(shè)計(jì)性能、結(jié)構(gòu)、使用說(shuō)明等信息，應(yīng)采用數(shù)字化交付或數(shù)字化重建手段完成數(shù)據(jù)的構(gòu)建和校驗(yàn)；后者描述了設(shè)備操作、檢驗(yàn)、維修活動(dòng)的記錄，應(yīng)采用支持各專業(yè)活動(dòng)的IT系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、校驗(yàn)工作。數(shù)據(jù)共享包括面向直接用戶的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)和面向

18、其他IT系統(tǒng)的數(shù)據(jù)服務(wù)。智能化增值應(yīng)用以三維數(shù)字工廠為基礎(chǔ)，充分借助三維數(shù)字化技術(shù)的特性以滿足工程建設(shè)期和工廠運(yùn)營(yíng)期各業(yè)務(wù)領(lǐng)域的智能化需求。5.2 三維數(shù)字工廠IT技術(shù)架構(gòu)從業(yè)務(wù)需求的角度，企業(yè)應(yīng)構(gòu)建基于三維數(shù)字工廠的IT系統(tǒng)，利用三維數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)的有效治理和自然交互，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有IT系統(tǒng)的數(shù)據(jù)補(bǔ)充和交互升級(jí)。從技術(shù)架構(gòu)的角度，企業(yè)的傳統(tǒng)IT應(yīng)用系統(tǒng)主要以服務(wù)企業(yè)內(nèi)部用戶為主，其特點(diǎn)是專業(yè)系統(tǒng)數(shù)量多、業(yè)務(wù)交叉、采用獨(dú)立系統(tǒng)集成架構(gòu)，其缺點(diǎn)也非常明顯：剛性強(qiáng)、信息孤島明顯、難以快速變化、維護(hù)成本高，無(wú)法支持快速變革的新業(yè)態(tài)。三維數(shù)字工廠的企業(yè)級(jí)IT架構(gòu)應(yīng)體現(xiàn)結(jié)構(gòu)型創(chuàng)新，以三

19、維數(shù)字化技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)管理和共享機(jī)制為基礎(chǔ)，構(gòu)建“平臺(tái)+微服務(wù)”的整體架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)以設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)倉(cāng)庫(kù)為核心，以基于角色的可視化工作空間為界面，通過(guò)微服務(wù)方式實(shí)現(xiàn)持續(xù)集成和快速迭代上線不同業(yè)務(wù)時(shí)期、多專業(yè)領(lǐng)域的智能化增值應(yīng)用。設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)倉(cāng)庫(kù)（Asset Information Repository）AIR（Asset Information Repository）設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)倉(cāng)庫(kù)，提供設(shè)備設(shè)施信息、地形信息、三維圖形信息、P&ID 圖紙信息、文檔信息的存儲(chǔ)、訪問(wèn)、變更服務(wù)及基本的管理功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)的統(tǒng)一管理和共享。數(shù)字化系統(tǒng)（Digitizing System）DS（Dig

20、itizing System）數(shù)字化系統(tǒng)，提供多源數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)校驗(yàn)等功能，用于構(gòu)建設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)的本體數(shù)據(jù)，提高數(shù)字化成果質(zhì)量、提高數(shù)字化工作效率。基于角色的可視化工作空間（Role-Based Visualization Workspace）RBVW（Role-Based Visualization Workspace）基于角色的可視化工作空間，提供一系列配置功能，用于按照用戶角色組織微服務(wù)組件功能入口，實(shí)現(xiàn)以用戶角色為導(dǎo)向的功能界面組織，提升易用性。智能化增值應(yīng)用智能化增值應(yīng)用，以微服務(wù)的方式提供多個(gè)業(yè)務(wù)階段、多種專業(yè)領(lǐng)域的智能化應(yīng)用，其特點(diǎn)是小而精，能夠通過(guò)持續(xù)集成和快速發(fā)

21、布適應(yīng)具體需求，例如工程建設(shè)階段質(zhì)量管理領(lǐng)域的焊口組批應(yīng)用，運(yùn)營(yíng)階段設(shè)備管理領(lǐng)域的RBI等。5.3 三維數(shù)字工廠與傳統(tǒng)IT架構(gòu)相容并行“獨(dú)立系統(tǒng)集成”架構(gòu)是企業(yè)相對(duì)成熟的IT架構(gòu)，業(yè)務(wù)集中的優(yōu)勢(shì)與功能復(fù)雜交錯(cuò)的問(wèn)題并存；“平臺(tái)+微服務(wù)”架構(gòu)具有持續(xù)集成和快速發(fā)布的特點(diǎn)。企業(yè)在設(shè)計(jì)IT架構(gòu)時(shí)，應(yīng)遵循二者相容并存的原則，結(jié)合二者的優(yōu)勢(shì)為企業(yè)服務(wù)。具體而言，新建系統(tǒng)和已經(jīng)做好微服務(wù)升級(jí)的系統(tǒng)可以采用微服務(wù)架構(gòu)的模式，傳統(tǒng)架構(gòu)應(yīng)用系統(tǒng)同時(shí)也在運(yùn)行，二者通過(guò)服務(wù)總線互通，一起為企業(yè)的業(yè)務(wù)提供IT能力支撐。需要注意，無(wú)論采用哪種架構(gòu)模式，均應(yīng)考慮到設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)倉(cāng)庫(kù)作為數(shù)據(jù)治理系統(tǒng)的核心地位，確保為企業(yè)

22、提供統(tǒng)一的、強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)治理手段。6. 實(shí)施過(guò)程石化行業(yè)智能工廠三維數(shù)字化的實(shí)施過(guò)程是對(duì)企業(yè)設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)的有效治理和增值利用的過(guò)程，鑒于企業(yè)設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，應(yīng)采取“系統(tǒng)規(guī)劃，分步實(shí)施，持續(xù)改進(jìn)”的總體建設(shè)思路，明確設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)的基礎(chǔ)地位，通過(guò)易擴(kuò)展的技術(shù)路線和IT架構(gòu)，構(gòu)建面向各業(yè)務(wù)領(lǐng)域的統(tǒng)一工作平臺(tái)，以業(yè)務(wù)為導(dǎo)向驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)資產(chǎn)和智能化增值應(yīng)用的持續(xù)改進(jìn)。6.1 實(shí)施原則注重實(shí)效、前瞻性強(qiáng)三維數(shù)字工廠和智能工廠是企業(yè)演進(jìn)的目標(biāo)，是方向。三維數(shù)字工廠的建設(shè)不能脫離企業(yè)內(nèi)外各方面的客觀條件，要立足企業(yè)現(xiàn)有基礎(chǔ)和發(fā)展階段需求，強(qiáng)調(diào)建設(shè)的實(shí)用性，滿足企業(yè)不同層面的需求。在注重實(shí)效的

23、前提下，三維數(shù)字工廠的建設(shè)應(yīng)盡可能地跟蹤國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的IT技術(shù)和軟件平臺(tái)，建設(shè)要能支撐企業(yè)未來(lái)幾年的業(yè)務(wù)發(fā)展需求，選擇的技術(shù)應(yīng)具有一定的前瞻性。領(lǐng)導(dǎo)重視、流程支持三維數(shù)字工廠是智能工廠的基礎(chǔ)設(shè)施，三維數(shù)字工廠的建設(shè)是一個(gè)資產(chǎn)創(chuàng)建項(xiàng)目，與物理工廠的建設(shè)一樣，需要各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的切實(shí)重視和一系列流程的配套支持。同樣，三維數(shù)字工廠也需要建立完整的運(yùn)行維護(hù)機(jī)制，以確保其作為基礎(chǔ)設(shè)施能持續(xù)、穩(wěn)定、高效運(yùn)行。系統(tǒng)規(guī)劃、分步實(shí)施三維數(shù)字工廠建設(shè)涉及面廣、周期長(zhǎng)、投入大，是系統(tǒng)性工程，需要緊密?chē)@企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略，全面考量現(xiàn)有的基本情況來(lái)指導(dǎo)實(shí)施，必須對(duì)較長(zhǎng)周期建設(shè)進(jìn)行總體規(guī)劃，結(jié)合實(shí)際情況，從需求出發(fā)、從簡(jiǎn)到繁、從易

24、到難分步實(shí)施。重視基礎(chǔ)、持續(xù)改進(jìn)三維數(shù)字工廠建設(shè)過(guò)程中必須嚴(yán)格遵循國(guó)家、行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，確保數(shù)據(jù)資產(chǎn)的質(zhì)量。同時(shí)，三維數(shù)字工廠的建設(shè)應(yīng)考慮系統(tǒng)對(duì)未來(lái)的適應(yīng)性和擴(kuò)展性需求，保護(hù)現(xiàn)有投資。三維數(shù)字工廠的建設(shè)不是一蹴而就的，是一個(gè)長(zhǎng)期持續(xù)、動(dòng)態(tài)變化的進(jìn)程，不但需要在使用中長(zhǎng)期維護(hù)、治理，確保建設(shè)成果持續(xù)發(fā)揮效益，而且必須滿足企業(yè)發(fā)展、業(yè)務(wù)調(diào)整和信息技術(shù)發(fā)展的訴求，伴隨企業(yè)成長(zhǎng)并長(zhǎng)期支撐。6.2 實(shí)施路線實(shí)施成果的主體應(yīng)包括：“設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)”、“三維數(shù)字化平臺(tái)軟件”以及“智能化增值應(yīng)用軟件”三個(gè)部分，整體實(shí)施路線如下圖所示： 6.3 關(guān)鍵環(huán)節(jié)及注意事項(xiàng)共識(shí)定位：智能工廠三維數(shù)字化定位于“通過(guò)

25、數(shù)據(jù)治理和增值利用，構(gòu)建設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)的統(tǒng)一工作平臺(tái)”。企業(yè)內(nèi)部高層管理者與各利益相關(guān)部門(mén)應(yīng)盡早統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，避免因具體業(yè)務(wù)需求對(duì)總體目標(biāo)產(chǎn)生影響。數(shù)據(jù)資產(chǎn)構(gòu)建：重點(diǎn)和難點(diǎn)在于本體數(shù)據(jù)的構(gòu)建。由于企業(yè)設(shè)備設(shè)施資料基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，情況復(fù)雜，本體數(shù)據(jù)構(gòu)建的工作量大。需要多種策略與策略組合： 數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)應(yīng)符合石化行業(yè)專用數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，如ISO15926，GB/T18975等。 采用“工程技術(shù)路線”，利用工程設(shè)計(jì)軟件構(gòu)建本體數(shù)據(jù)，借助設(shè)計(jì)領(lǐng)域數(shù)十年三維數(shù)字化技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)積累，從數(shù)據(jù)模型、合規(guī)性校驗(yàn)等根本性技術(shù)上保證數(shù)據(jù)質(zhì)量。 根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)需求和投資預(yù)算可適度降低數(shù)據(jù)質(zhì)量要求，利用“工程技術(shù)路線”數(shù)據(jù)模型的擴(kuò)

26、展性和靈活性為后續(xù)質(zhì)量提升打好基礎(chǔ)。 在工程建設(shè)期，要求總包、設(shè)計(jì)、施工等參建方全面參與到數(shù)字化交付過(guò)程中，通過(guò)合同約束其交付物范圍、質(zhì)量和格式；執(zhí)行過(guò)程中著眼于過(guò)程控制，配合工程建設(shè)期智能化應(yīng)用及時(shí)檢查，確保數(shù)據(jù)資產(chǎn)的完整性和質(zhì)量。 在工廠運(yùn)營(yíng)期，應(yīng)根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)需求確定實(shí)施范圍：以重點(diǎn)業(yè)務(wù)應(yīng)用為目標(biāo)，可在整個(gè)企業(yè)范圍內(nèi)采用分專業(yè)建模，綱舉目張；以重點(diǎn)裝置精細(xì)化管理為目標(biāo)，可采用分裝置建模，以點(diǎn)帶面。平臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，主要指IT架構(gòu)的設(shè)計(jì)以及平臺(tái)軟件的選型（或自建）和部署： 優(yōu)先選擇以平臺(tái)為中心的IT架構(gòu)，通過(guò)對(duì)原有應(yīng)用系統(tǒng)的集成和交互升級(jí)，充分利用原有系統(tǒng)功能、數(shù)據(jù)的同時(shí)提高其可用性。 選擇

27、成熟，能規(guī)模應(yīng)用的基礎(chǔ)技術(shù)，包括設(shè)計(jì)軟件多源數(shù)據(jù)導(dǎo)入、密集資產(chǎn)復(fù)雜場(chǎng)景實(shí)時(shí)三維渲染技術(shù)、基于角色的可視化工作空間等方面。 重點(diǎn)關(guān)注架構(gòu)與平臺(tái)軟件的開(kāi)放性和持續(xù)發(fā)展能力。 考慮對(duì)企業(yè)不同業(yè)務(wù)領(lǐng)域的全面支撐。智能增值應(yīng)用建設(shè)，是一個(gè)不斷發(fā)掘企業(yè)“數(shù)據(jù)”溢出價(jià)值，不斷提升企業(yè)精細(xì)化管理，為企業(yè)持續(xù)增效的過(guò)程，也是不斷向智能工廠邁進(jìn)的過(guò)程： 補(bǔ)缺：利用三維數(shù)字工廠帶來(lái)的新特性和新服務(wù)，解決傳統(tǒng)IT技術(shù)很難解決的老大難業(yè)務(wù)問(wèn)題，比如施工進(jìn)度和質(zhì)量管理等； 智能化：通過(guò)智能算法、工業(yè)大數(shù)據(jù)等先進(jìn)IT技術(shù)充分利用三維數(shù)字工廠建立的優(yōu)質(zhì)設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)，進(jìn)一步發(fā)發(fā)掘企業(yè)設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)的溢出價(jià)值。6.4 評(píng)估與改

28、進(jìn)三維數(shù)字化實(shí)施宜采用PDCA循環(huán)的管理方法，逐步體現(xiàn)、評(píng)估三維數(shù)字化成效并持續(xù)改進(jìn)： P階段，制定本次迭代的具體目標(biāo)、實(shí)施范圍和實(shí)施成果質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)； D階段，按照預(yù)訂的規(guī)劃，設(shè)計(jì)詳細(xì)的實(shí)施方案并執(zhí)行，把控過(guò)程關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)； C階段，依據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)本次迭代的實(shí)施成果進(jìn)行評(píng)估； A階段，將優(yōu)秀實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)化并復(fù)制推廣，將遺留問(wèn)題轉(zhuǎn)入下一個(gè)迭代，如此循環(huán)，周而復(fù)始，螺旋上升。7. 附錄本附錄介紹石化行業(yè)智能工廠三維數(shù)字化的成功實(shí)踐案例，作為指南正文的補(bǔ)充材料供讀者參考。7.1 案例一：某央企地方分公司化工裝置運(yùn)營(yíng)期三維數(shù)字化實(shí)踐背景在央企集團(tuán)的統(tǒng)一要求下，該地方分公司的經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)資產(chǎn)得到了良好的管理。

29、但是在設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)方面，雖然企業(yè)建設(shè)了EM、腐蝕監(jiān)測(cè)、動(dòng)設(shè)備監(jiān)測(cè)等多種IT系統(tǒng)，卻始終存在數(shù)據(jù)分散、數(shù)據(jù)質(zhì)量不高、精細(xì)化程度差、系統(tǒng)繁雜、易用性差等問(wèn)題。借助集團(tuán)公司智能化建設(shè)規(guī)劃的時(shí)機(jī)，該企業(yè)啟動(dòng)了基于工程技術(shù)路線的三維數(shù)字化建設(shè)項(xiàng)目，希望借此對(duì)設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)進(jìn)行治理，并構(gòu)建統(tǒng)一工作平臺(tái)。目標(biāo) 以典型化工裝置為試點(diǎn)，采用工程技術(shù)路線對(duì)該裝置各專業(yè)的設(shè)備設(shè)施進(jìn)行數(shù)字化重建，實(shí)現(xiàn)對(duì)該裝置的設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)的初步治理。 搭建三維數(shù)字化平臺(tái)，與原有應(yīng)用系統(tǒng)集成，在此基礎(chǔ)上建設(shè)該裝置的多專業(yè)統(tǒng)一工作平臺(tái)。 建設(shè)面向重點(diǎn)設(shè)備設(shè)施的智能增值應(yīng)用，提高動(dòng)設(shè)備管理和腐蝕管理的工作效率，降低檢驗(yàn)維修成本，

30、降低安全隱患。 復(fù)用已建三維GIS系統(tǒng)中的部分?jǐn)?shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充和完善，建設(shè)HSE領(lǐng)域的增值應(yīng)用， 通過(guò)直觀的方式展示給相關(guān)人員輔助其決策。 探索數(shù)字化交付，以便從源頭開(kāi)始提升數(shù)據(jù)質(zhì)量，最終實(shí)現(xiàn)由工程建設(shè)各參建方向業(yè)主交付有價(jià)值、優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)資產(chǎn)。實(shí)施過(guò)程1. 根據(jù)實(shí)施目標(biāo)，確定數(shù)據(jù)治理的范圍為和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為： o 單個(gè)典型裝置，質(zhì)量要求滿足全面、真實(shí)的工程級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；o 全廠區(qū)地形地貌、道路設(shè)施，質(zhì)量要求滿足與現(xiàn)場(chǎng)基本一致的仿真級(jí)要求。2. 采用“工程技術(shù)路線”，結(jié)合工程圖檔、BOM清單、EM系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)交底、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪等多種資料和技術(shù)手段，對(duì)典型裝置的設(shè)備、管道、結(jié)構(gòu)、儀表等設(shè)備設(shè)施的

31、本體數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，并確保數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)一致。3. 圍繞“構(gòu)建多專業(yè)統(tǒng)一工作平臺(tái)”的目標(biāo)，采購(gòu)基礎(chǔ)技術(shù)成熟的三維數(shù)字化平臺(tái)，關(guān)鍵技術(shù)要求包括： o 符合ISO15926標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)模型；o 具備以平臺(tái)為中心的IT架構(gòu)和良好的擴(kuò)展能力；o 支持多種主流的工藝設(shè)計(jì)軟件、工程設(shè)計(jì)軟件、機(jī)械設(shè)計(jì)軟件及通用建模軟件的數(shù)據(jù)導(dǎo)入；o 提供面向多專業(yè)的工作界面；o 具備密集資產(chǎn)的高性能渲染能力。4. 該企業(yè)曾經(jīng)建設(shè)過(guò)廠區(qū)內(nèi)地下管線三維GIS系統(tǒng)，后因該三維GIS技術(shù)路線在數(shù)據(jù)和平臺(tái)方面的天然缺陷導(dǎo)致無(wú)法支撐設(shè)備管理、HSE相關(guān)應(yīng)用而選擇放棄。本次實(shí)施過(guò)程中，為充分利用該系統(tǒng)中的三維模型成果，將其中全廠地形地貌、道路設(shè)

32、施、部分設(shè)備等數(shù)據(jù)導(dǎo)入到三維數(shù)字化平臺(tái)中。5. 基于平臺(tái)和全廠地形地貌等數(shù)據(jù)，集成HSE風(fēng)險(xiǎn)管控系統(tǒng)，建設(shè)污染排放風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控、關(guān)鍵裝置風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控、職業(yè)危害風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控、三維事故模擬、施工作業(yè)人員定位監(jiān)控等HSE業(yè)務(wù)域智能增值應(yīng)用。6. 基于平臺(tái)和典型裝置三維數(shù)字化模型，聚焦具體業(yè)務(wù)時(shí)刻的智能化，建設(shè)腐蝕管理、動(dòng)土作業(yè)管理等設(shè)備域智能增值應(yīng)用。7. 基于平臺(tái)和典型裝置三維數(shù)字化模型，集成部分原有系統(tǒng)。8. 以某新建裝置為試點(diǎn)，探索數(shù)字化交付的實(shí)施路線和關(guān)鍵技術(shù)。成果數(shù)據(jù)方面建成了與現(xiàn)場(chǎng)一致的典型裝置數(shù)字化模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)該裝置設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)現(xiàn)狀的有效治理： 模型包括291臺(tái)設(shè)備和1800多條工藝管線（圖

33、紙資料僅有1318條）。模型粒度達(dá)到了目前實(shí)際業(yè)務(wù)中管理對(duì)象的最小粒度，比如：閥門(mén)、法蘭、墊片和焊縫，模型信息包括每個(gè)對(duì)象完整的工程設(shè)計(jì)屬性以及對(duì)象之間的拓?fù)潢P(guān)系。此模型能夠直接生成實(shí)際業(yè)務(wù)管理中所必須的單線圖； 31套動(dòng)靜設(shè)備的拆解模型，平均每套設(shè)備的拆解部件數(shù)量大約在400左右，最復(fù)雜的單套設(shè)備拆解部件數(shù)量超過(guò)1000； 得益于合理的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、合適的技術(shù)路線和工具，典型裝置的建模，從資料收集到業(yè)務(wù)部門(mén)最終驗(yàn)收僅用時(shí)4個(gè)月； 實(shí)施過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了諸多數(shù)據(jù)資產(chǎn)異常并一一修正，業(yè)務(wù)部門(mén)對(duì)此予以一致好評(píng)。平臺(tái)方面建設(shè)成果包括： 建成了管理設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)該裝置未來(lái)資產(chǎn)變更引起

34、的數(shù)據(jù)變更管理，并通過(guò)Web服務(wù)等方式為其他應(yīng)用系統(tǒng)建立了數(shù)據(jù)共享機(jī)制； 集成了生產(chǎn)績(jī)效、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、EM、ODS等多種系統(tǒng)，初步實(shí)現(xiàn)了車(chē)間技術(shù)人員的統(tǒng)一入口，在此架構(gòu)基礎(chǔ)上，未來(lái)計(jì)劃集成更多的原有系統(tǒng)，充分發(fā)揮統(tǒng)一入口的價(jià)值。應(yīng)用方面建設(shè)成果包括設(shè)備域的動(dòng)設(shè)備管理應(yīng)用、腐蝕管理應(yīng)用以及安環(huán)域的幾項(xiàng)智能增值應(yīng)用：1. 動(dòng)設(shè)備管理應(yīng)用動(dòng)設(shè)備管理主要以動(dòng)設(shè)備為管理對(duì)象，集成、記錄和顯示動(dòng)設(shè)備投用階段的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和維修數(shù)據(jù)，并加以統(tǒng)計(jì)與分析，為動(dòng)設(shè)備的故障預(yù)判和診斷，提升設(shè)備及零部件的可靠性提供數(shù)據(jù)依據(jù)。同時(shí)，加強(qiáng)維修過(guò)程控制管理，提供了到期零部件更換提醒、維修過(guò)程中關(guān)鍵控制指標(biāo)提醒等功能，保證設(shè)備的維

35、修質(zhì)量。主要建設(shè)成果包括：自動(dòng)生成工單，提升設(shè)備員編制工單效率設(shè)備員在編制檢修工單時(shí)，因設(shè)備難易程度以及設(shè)備員對(duì)設(shè)備的掌握程度不同，需要花費(fèi)0.5-3天的時(shí)間才能完成，主要原因是設(shè)備員要根據(jù)設(shè)備的檢修規(guī)程確定工序，并計(jì)算每一步工序?qū)?yīng)的工程量，同時(shí)，還要確定維修需要準(zhǔn)備的物料，每一個(gè)環(huán)節(jié)均需要查看資料或進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，費(fèi)力耗時(shí)。而采用了檢修工單編制，設(shè)備員只需要選擇待維修的設(shè)備及作業(yè)內(nèi)容，軟件即可自動(dòng)錄入進(jìn)行該維修作業(yè)的工序、對(duì)應(yīng)工程量以及所需物料，實(shí)現(xiàn)真正意義上的“一鍵操作”，增加了設(shè)備員在編制檢修工單時(shí)的準(zhǔn)確性，并大大提高了工作效率。自動(dòng)提示設(shè)備維修過(guò)程中的關(guān)鍵控制節(jié)點(diǎn)，保證維修質(zhì)量在動(dòng)設(shè)備

36、管理工作中，動(dòng)設(shè)備檢修過(guò)程中質(zhì)量并不受控，返工會(huì)時(shí)常發(fā)生，其主要因素是設(shè)備各部件的裝配數(shù)值不達(dá)標(biāo)，糾其根本原因，是因?yàn)樵O(shè)備種類繁多，關(guān)鍵控制指標(biāo)也各不相同，設(shè)備員并不完全了解和掌握關(guān)鍵控制數(shù)據(jù)，從而在維修人員維修時(shí)失去有效控制，造成部分設(shè)備維修不達(dá)標(biāo)，短期內(nèi)又出現(xiàn)故障。通過(guò)關(guān)鍵控制指標(biāo)提醒，設(shè)備員可以在設(shè)備檢修時(shí)輕易了解到該設(shè)備的拆裝步驟以及關(guān)鍵質(zhì)量控制節(jié)點(diǎn)，有效監(jiān)管維修人員作業(yè)，保證維修質(zhì)量。預(yù)判零件壽命，提醒設(shè)備員檢查或更換，降低檢修頻次在設(shè)備檢修過(guò)程中，維修對(duì)象往往是設(shè)備的故障零件，而沒(méi)有發(fā)生故障但接近使用壽命的零件卻容易被忽視，導(dǎo)致設(shè)備維修投用后在較短時(shí)間內(nèi)因?yàn)榻咏褂脡塾玫牧慵收隙?/p>

37、再次維修，從而造成設(shè)備維修頻繁，影響生產(chǎn)。通過(guò)零件更換提醒功能，基于歷次零部件維修情況的統(tǒng)計(jì)，軟件可以在檢修過(guò)程中，對(duì)設(shè)備的零件使用時(shí)間和狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)評(píng)估，對(duì)沒(méi)有發(fā)生故障但接近使用壽命的零件，提醒設(shè)備員進(jìn)行檢查或更換，從而減少故障檢修頻次，解決計(jì)劃維修和故障維修的矛盾，做到?jīng)]故障不維修，故障發(fā)生后計(jì)劃維修和故障維修同時(shí)進(jìn)行，延長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間。多層次、多類型的易損件統(tǒng)計(jì)，及時(shí)了解易損件維修情況易損件的統(tǒng)計(jì)有助于設(shè)備員或?qū)９し治鲈O(shè)備維修的裝配質(zhì)量、產(chǎn)品質(zhì)量等等，企業(yè)也要求設(shè)備員每月定時(shí)統(tǒng)計(jì)，但因?yàn)橐讚p件數(shù)量多、分類復(fù)雜，受工況影響，故障情況也各不相同，導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)任務(wù)因缺乏基礎(chǔ)數(shù)據(jù)而難于落實(shí)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果也難

38、以保證準(zhǔn)確。通過(guò)易損件統(tǒng)計(jì)功能，結(jié)合檢修工單編制功能累積的數(shù)據(jù)，設(shè)備員可以輕易了解易損件的更換情況、平均壽命、同工況壽命、月消耗情況等，從而更有效的分析設(shè)備的維修質(zhì)量，及時(shí)調(diào)整維修策略。多類型故障率統(tǒng)計(jì)，綜合分析設(shè)備運(yùn)行情況目前設(shè)備的故障率統(tǒng)計(jì)只是單純的停機(jī)故障統(tǒng)計(jì)，沒(méi)有細(xì)分設(shè)備的運(yùn)行條件、設(shè)備本身老化因素、設(shè)備制造的年代和技術(shù)條件，統(tǒng)計(jì)缺乏科學(xué)性，導(dǎo)致故障率不能反映設(shè)備的客觀情況，進(jìn)而不能指導(dǎo)設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)。結(jié)合設(shè)備的本身?xiàng)l件，軟件可提供機(jī)型故障率，企業(yè)內(nèi)同類設(shè)備故障率、本機(jī)歷史運(yùn)行故障率等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，綜合分析設(shè)備運(yùn)行情況。從而有對(duì)比，有分析，提高設(shè)備運(yùn)行維護(hù)水平。2. 腐蝕管理應(yīng)用利用虛擬

39、現(xiàn)實(shí)技術(shù)輔助腐蝕管理的應(yīng)用系統(tǒng)。通過(guò)在三維模型中標(biāo)識(shí)腐蝕監(jiān)測(cè)點(diǎn)，集成EM、腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、LIMS等多平臺(tái)的原始數(shù)據(jù)，自動(dòng)推薦擴(kuò)建部位等功能，幫助設(shè)備員實(shí)時(shí)了解的設(shè)備管線腐蝕情況、制定檢驗(yàn)計(jì)劃，輔助腐蝕管理專業(yè)工程師進(jìn)行專業(yè)分析。建設(shè)成果除“應(yīng)用系統(tǒng)集成展示”、“提醒報(bào)警”等基本功能外，還包括：自動(dòng)推薦腐蝕速率預(yù)警的同機(jī)理設(shè)備，并自動(dòng)布點(diǎn)為防止設(shè)備出現(xiàn)腐蝕泄漏等問(wèn)題，需進(jìn)行定點(diǎn)測(cè)厚檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)后某一監(jiān)測(cè)點(diǎn)腐蝕速率出現(xiàn)高報(bào)預(yù)警，要檢測(cè)與該監(jiān)測(cè)點(diǎn)所在設(shè)備同機(jī)理的設(shè)備，但需要在腐蝕回路圖紙單線圖等圖紙中進(jìn)行篩選，交給檢測(cè)單位進(jìn)行臨時(shí)檢測(cè)，篩選過(guò)程復(fù)雜檢測(cè)不及時(shí)。使用腐蝕管理系統(tǒng)能自動(dòng)推薦本次未檢測(cè)

40、的同機(jī)理設(shè)備，在未布點(diǎn)的設(shè)備在三維中自動(dòng)布點(diǎn)，并導(dǎo)出Excel，避免在大量圖紙進(jìn)行篩選，提高了工作效率。對(duì)未檢的隱患部位進(jìn)行自動(dòng)布點(diǎn)擴(kuò)檢為防止設(shè)備或管線出現(xiàn)腐蝕泄漏，需進(jìn)行定點(diǎn)測(cè)厚檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)后某一監(jiān)測(cè)點(diǎn)某一監(jiān)測(cè)點(diǎn)壁厚減薄率出現(xiàn)高報(bào)預(yù)警，要對(duì)該設(shè)備進(jìn)行擴(kuò)檢。傳統(tǒng)工作模式下，設(shè)備員需要進(jìn)入車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)查看，并在圖紙上進(jìn)行布點(diǎn)后交給檢測(cè)單位進(jìn)行臨時(shí)檢測(cè)。該功能根據(jù)測(cè)厚點(diǎn)布點(diǎn)原則，可自動(dòng)對(duì)該設(shè)備或管線未檢的隱患部位進(jìn)行布點(diǎn)，并導(dǎo)出Excel。提高擴(kuò)建工作的智能化程度，提高設(shè)備員工作效率，減少人為因素引起的安全隱患。3. 安環(huán)域安環(huán)域應(yīng)用建設(shè)成果包括： 污染排放風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)管功能包括污染排放點(diǎn)監(jiān)控、排放設(shè)施運(yùn)行

41、監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了污染排放風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警，對(duì)排放設(shè)施故障、污染排放異常或超標(biāo)自動(dòng)給出原因分析結(jié)果，為異常處置提供對(duì)策措施； 重大危險(xiǎn)源預(yù)警，實(shí)現(xiàn)了基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的移動(dòng)放射源探傷作業(yè)的輻射范圍自動(dòng)計(jì)算與預(yù)警，為職業(yè)健康保護(hù)提供信息化支持； 事故模擬，基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)泄漏事故模擬、火災(zāi)事故模擬及爆炸事故模擬，為異常處置提供決策支持。 現(xiàn)場(chǎng)人員區(qū)域定位監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備管理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員定位監(jiān)控功能，并在施工人員進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)提示報(bào)警，保護(hù)施工人員人身安全。數(shù)字化交付方面根據(jù)典型裝置數(shù)據(jù)治理成果，制定了對(duì)工程建設(shè)期數(shù)字化交付的要求，并結(jié)合工程建設(shè)管理過(guò)程提出了數(shù)據(jù)治理的過(guò)程要求和質(zhì)量

42、控制節(jié)點(diǎn)。小結(jié)&展望通過(guò)項(xiàng)目實(shí)踐，該企業(yè)初步建成了多專業(yè)統(tǒng)一工作平臺(tái)的基礎(chǔ)框架和試點(diǎn)，體現(xiàn)了三維數(shù)字化技術(shù)在數(shù)據(jù)治理，信息集成，自然交互，基于空間的智能應(yīng)用等方面不可替代的優(yōu)勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)企業(yè)智能化的必由之路。在此基礎(chǔ)上，企業(yè)擬定了新一輪的三維數(shù)字化建設(shè)規(guī)劃： 主要業(yè)務(wù)領(lǐng)域持續(xù)建設(shè)智能增值應(yīng)用，推動(dòng)三維數(shù)字化向智能化轉(zhuǎn)變； 有節(jié)奏，多維度推進(jìn)數(shù)字化工作，同步支撐全面提升核心裝置車(chē)間的運(yùn)行管理能力和重點(diǎn)專業(yè)全廠范圍的三維數(shù)字化智能應(yīng)用； 推廣數(shù)字化交付，為新建裝置的運(yùn)行管理提供數(shù)字資產(chǎn)，提升后續(xù)IT系統(tǒng)的實(shí)施效率和數(shù)據(jù)質(zhì)量。7.2 案例二：某央企地方分公司工程建設(shè)期三維數(shù)字化實(shí)踐背景在工程建設(shè)中，管

43、道施工是整個(gè)施工建設(shè)過(guò)程中的重點(diǎn)工作工程量約占項(xiàng)目建設(shè)總安裝工程量的40-50%，質(zhì)量直接決定項(xiàng)目的投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)安全和后期維護(hù)費(fèi)用投入，高溫高壓或輸送易燃易爆介質(zhì)的高后果管線尤甚。因此，實(shí)現(xiàn)管道施工進(jìn)度和質(zhì)量管理的精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，一直是施工管理的終極目標(biāo)。但是在傳統(tǒng)的管道施工管理模式下，往往存在管理粗放、信息不透明、瞞報(bào)誤報(bào)、工作效率低下等問(wèn)題，造成監(jiān)管不到位的同時(shí)也給投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)帶來(lái)了極大的安全隱患。目標(biāo) 借助三維數(shù)字化技術(shù)，為管道施工進(jìn)度和質(zhì)量控制提供有效的管理工具，確保管道施工數(shù)據(jù)的完整、真實(shí)、及時(shí)、透明，在此基礎(chǔ)上通過(guò)智能增值應(yīng)用提高工作效率，提升工作質(zhì)量，最終實(shí)現(xiàn)精益施工。 通過(guò)對(duì)施

44、工過(guò)程和質(zhì)量數(shù)據(jù)的有效管理，同步構(gòu)建三維數(shù)字工廠，為工廠運(yùn)營(yíng)期管理提供優(yōu)質(zhì)的設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)。成果通過(guò)軟件采購(gòu)結(jié)合定制開(kāi)發(fā)，該企業(yè)成功建設(shè)了一套基于三維數(shù)字化技術(shù)的管道施工管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)以管道焊接質(zhì)量和進(jìn)度管理為核心，結(jié)合三維可視化技術(shù)實(shí)現(xiàn)管道施工從開(kāi)工到試壓驗(yàn)收全過(guò)程的數(shù)據(jù)采集、校驗(yàn)、存儲(chǔ)，并對(duì)實(shí)時(shí)工程量、施工進(jìn)度和質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行了多維度的統(tǒng)計(jì)分析，還可同步生成與過(guò)程記錄對(duì)應(yīng)的交工資料，為管道施工管理提供了可視化的協(xié)同管理工具。主要的應(yīng)用場(chǎng)景包括：焊口預(yù)制設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)無(wú)損導(dǎo)入管道施工前，施工單位根據(jù)設(shè)計(jì)下發(fā)的圖紙，利用CAD手動(dòng)設(shè)計(jì)焊口并逐條管線核實(shí)材料制定綜合材料計(jì)劃（扒圖扒料），對(duì)焊口

45、、綜合材料等信息手工錄入excel形成臺(tái)賬數(shù)據(jù)庫(kù)，需要大量技術(shù)人員參與其中，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且準(zhǔn)確性低。4D管道施工利用專業(yè)的二次設(shè)計(jì)軟件（內(nèi)置焊口設(shè)計(jì)的規(guī)則和生成圖紙的規(guī)范），對(duì)設(shè)計(jì)移交的三維模型或通過(guò)解析模型中間格式文件還原的三維模型進(jìn)行高效的、半自動(dòng)化的焊口設(shè)計(jì)和圖紙生成，依托模型提高焊口、材料等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可信度，提高工作效率，減少技術(shù)人員投入。多維度工作量統(tǒng)計(jì)在工程項(xiàng)目的開(kāi)始，需要對(duì)施工的總工作量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從現(xiàn)場(chǎng)施工和工程造價(jià)的角度分別統(tǒng)計(jì)，而管道本身的數(shù)據(jù)量是非常龐大的，如一套中型裝置的管線會(huì)達(dá)到幾千條甚至上萬(wàn)條，焊縫會(huì)達(dá)到約幾十萬(wàn)個(gè)，人工對(duì)這些數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)本身就很困難，人工統(tǒng)計(jì)的工作量

46、可信度非常低。4D管道施工中的數(shù)據(jù)源自于設(shè)計(jì)模型，保證了數(shù)據(jù)質(zhì)量的同時(shí)，可以按照不同材質(zhì)、管徑、壁厚和壓力等級(jí)分別對(duì)工作量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，還可以從工程造價(jià)的角度對(duì)工程量進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，管理層可以通過(guò)這些準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的施工。分層次直觀統(tǒng)計(jì)真實(shí)、準(zhǔn)確和全面的過(guò)程數(shù)據(jù)施工單位向業(yè)主匯報(bào)施工進(jìn)度時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)誤報(bào)、瞞報(bào)等現(xiàn)象，導(dǎo)致管理層無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、調(diào)配資源、準(zhǔn)確指導(dǎo)施工生產(chǎn)，進(jìn)度款撥付缺乏準(zhǔn)確的依據(jù)，根本原因在于體現(xiàn)進(jìn)度的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（如焊接工作量）數(shù)量巨大且難以考證。采用4D施工進(jìn)度匯報(bào)的方式，通過(guò)對(duì)過(guò)程記錄的錄入，軟件在三維模型中呈現(xiàn)每道焊口基本信息及過(guò)程記錄信息。同時(shí)提供圖文結(jié)合的方式，通過(guò)信息下

47、鉆的視圖展示各級(jí)的進(jìn)度、質(zhì)量數(shù)據(jù)，如：多項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)-項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)-區(qū)域統(tǒng)計(jì)-工作包統(tǒng)計(jì)-管線-焊縫，并可以在統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行任意時(shí)間段的分析，有助于實(shí)時(shí)了解工程進(jìn)展，實(shí)時(shí)掌控焊接工程質(zhì)量，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供依據(jù)。無(wú)損檢測(cè)的自動(dòng)組批點(diǎn)口管道焊接完成后要依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范按比例進(jìn)行組批點(diǎn)口，委托第三方檢驗(yàn)單位進(jìn)行焊口的檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果是衡量管道焊接質(zhì)量的最重要指標(biāo)。目前組批點(diǎn)口多依賴于人的經(jīng)驗(yàn)，人為操作性大，干擾點(diǎn)口的客觀性，使被檢口質(zhì)量情況無(wú)法代表所有管道的質(zhì)量狀況。且由于人的經(jīng)驗(yàn)?zāi)芰ο拗疲y以滿足規(guī)范中各項(xiàng)規(guī)則，或增加檢驗(yàn)數(shù)量致使檢測(cè)費(fèi)用的增加。通過(guò)4D管道施工，內(nèi)置行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)規(guī)則，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)組批點(diǎn)口，從

48、而達(dá)到焊口檢驗(yàn)委托的智能化，在保證合規(guī)性和客觀性的的同時(shí)提高檢驗(yàn)委托效率，節(jié)省人工投入和時(shí)間。材料狀態(tài)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工管道施工過(guò)程中，施工員根據(jù)施工計(jì)劃計(jì)算所需材料到庫(kù)房領(lǐng)用，若存在未到貨，尤其是部分缺貨的情況，嚴(yán)重影響管道施工的進(jìn)度，甚至存在材料到貨，施工人員因無(wú)法及時(shí)獲取到貨信息而延誤管線的施工，造成眾多處于半施工狀態(tài)的管線無(wú)法及時(shí)完成試壓工作。將材料信息與管道三維模型結(jié)合起來(lái)，自動(dòng)提醒材料完全具備的管線，輔助施工員合理安排施工順序，缺貨材料到貨提醒，及時(shí)組織管線繼續(xù)施工，將在整體上提前管線試壓的時(shí)間，提高材料統(tǒng)計(jì)和領(lǐng)用的效率。自動(dòng)生成交工過(guò)程資料和報(bào)表施工過(guò)程中重實(shí)體、輕資料，交工前為了工程

49、交付，集中時(shí)間與人員做交工資料，數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、不全面，甚至存在造假現(xiàn)象，最終交付資料成為“死檔案”。通過(guò)管理系統(tǒng)保障過(guò)程記錄的及時(shí)采集，同時(shí)集成業(yè)務(wù)規(guī)則使數(shù)據(jù)自動(dòng)流向下游處理環(huán)節(jié)，減少人為操作，交付時(shí)自動(dòng)生成交工資料，也可交付輕量級(jí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)，通過(guò)過(guò)程控制保證數(shù)據(jù)質(zhì)量，提高交付成果可利用性和交付過(guò)程工作效率。還可以根據(jù)對(duì)過(guò)程數(shù)據(jù)的組織，自動(dòng)生成各類進(jìn)度和質(zhì)量所需的報(bào)表。小結(jié)相比傳統(tǒng)管道施工管理，基于三維可視化技術(shù)的管道施工管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了施工進(jìn)度和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的監(jiān)管和可視化，實(shí)現(xiàn)了部分業(yè)務(wù)過(guò)程的自動(dòng)化和規(guī)范化，提升了企業(yè)的精細(xì)化管理水平以及對(duì)施工質(zhì)量和安全的監(jiān)管效果。同時(shí)，通過(guò)本次實(shí)踐，企業(yè)積

50、累了優(yōu)質(zhì)的管道設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)，為數(shù)字化交付和運(yùn)營(yíng)管理提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，為數(shù)字化交付的實(shí)施和推廣積累了良好的經(jīng)驗(yàn)。7.3 案例三：某央企地方分公司全廠基于數(shù)字化技術(shù)的LDAR管理實(shí)踐背景應(yīng)集團(tuán)公司和地方環(huán)保部門(mén)的要求，某央企地方分公司于2016年啟動(dòng)了LDAR專項(xiàng)治理工作。企業(yè)相關(guān)部門(mén)對(duì)已實(shí)施LDAR治理工作的企業(yè)進(jìn)行了調(diào)研，了解到業(yè)界普遍采用的傳統(tǒng)LDAR管理模式具有以下兩方面的問(wèn)題： 人工通過(guò)P&ID圖紙結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)采集密封點(diǎn)信息，建立密封點(diǎn)臺(tái)帳，往往導(dǎo)致工作量巨大，數(shù)據(jù)質(zhì)量差。 表格形式的密封點(diǎn)臺(tái)帳結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)掛牌的方式造成管理困難，現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)、維修工作容易造成標(biāo)識(shí)牌丟失，當(dāng)發(fā)現(xiàn)泄漏時(shí)，在臺(tái)賬記錄和現(xiàn)場(chǎng)泄

51、漏點(diǎn)的對(duì)應(yīng)上費(fèi)時(shí)費(fèi)力。目標(biāo) 對(duì)全廠主要工藝裝置的P&ID數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化重建，實(shí)現(xiàn)對(duì)全廠設(shè)備設(shè)施本體數(shù)據(jù)的初步治理。 部署智能增值應(yīng)用，大幅降低建立密封點(diǎn)臺(tái)帳的工作量，提升數(shù)據(jù)質(zhì)量，提升后期LDAR閉環(huán)管理的工作效率。成果基礎(chǔ)設(shè)施方面，通過(guò)對(duì)紙質(zhì)圖紙人工重繪以及電子圖檔半自動(dòng)轉(zhuǎn)換相結(jié)合的方式，將全廠六十套主要工藝裝置的兩千余張P&ID圖紙全部智能化，并導(dǎo)入三維數(shù)字化平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一管理和共享，便于企業(yè)統(tǒng)一管理。圖紙上的設(shè)備、管道、閥門(mén)和儀表的位號(hào)、工藝設(shè)計(jì)參數(shù)全部結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)，為未來(lái)工藝、生產(chǎn)領(lǐng)域智能增值應(yīng)用的建設(shè)奠定了良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。智能增值應(yīng)用方面，實(shí)現(xiàn)了智能化的LDAR管理： 自動(dòng)識(shí)別80%的密

52、封點(diǎn)，并自動(dòng)標(biāo)識(shí)于P&ID界面上，幫助車(chē)間技術(shù)人員通過(guò)熟悉的工作界面執(zhí)行LDAR閉環(huán)管理工作。 自動(dòng)生成符合石化行業(yè)VOCs污染源排查工作指南要求的密封點(diǎn)臺(tái)帳，大幅提高了建立臺(tái)帳工作效率，保證了臺(tái)賬的數(shù)據(jù)質(zhì)量。小結(jié)&展望通過(guò)本次實(shí)踐，企業(yè)積累了部分設(shè)備設(shè)施本體數(shù)據(jù)，建立了面向工藝、生產(chǎn)和設(shè)備管理領(lǐng)域的P&ID工作空間，具備了建設(shè)以工藝、生產(chǎn)為主，設(shè)備管理為輔的智能增值應(yīng)用基礎(chǔ)。7.4 案例四：某地?zé)挼叵鹿芫€三維數(shù)字化實(shí)踐背景設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)質(zhì)量差的直接影響之一，就是地下管線、地下電纜（以下簡(jiǎn)稱地下管線）等隱蔽設(shè)施成為動(dòng)土施工作業(yè)的安全隱患，稍有不慎就可能影響到安全生產(chǎn)甚至發(fā)生事故。相比大型央企，地?zé)捚髽I(yè)動(dòng)土施工作業(yè)的安全隱患更為嚴(yán)重由于地?zé)捚髽I(yè)信息化投入普遍有限，設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理基礎(chǔ)薄弱，導(dǎo)致大量的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)僅掌握在部分技術(shù)人員頭腦中，一方面加劇了人為因素對(duì)施工技術(shù)交底的負(fù)面影響，另一方面相關(guān)人員的