数字化工厂介绍(概念、建设和方法)

1数字化工厂概念22数字化工厂建设33建设数字工厂的意义和方法4数字化工厂的发展趋势数字化工厂（DF）是指以产品全生命周期的相关数据为基础，在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。现代数字制造技术与计算机仿真技术相结合的产物，它的出现给基础制造业注入了新的活力，主要作为沟通产品设计和产品制造之间的桥梁。“数字化工厂”提供了全面的制造过程管理，在实际产品生产前，在计算机模拟的环境中完成虚拟生产全部过程，生成经过“数字化工厂”验证过的、实际生产所需的各种工艺数据和文档。工工从工装工具、生产部门获取资源数据（2D）：从工装工具、生产部门获取资源数据（2D）：通过系统集成，从设计部门的PDM系统中自动通过系统集成和客户化开发，输出工艺执行文件；通过系统广义数字化工厂用于生产企业广义数字化工厂用于生产企业资产运行管理、安全管理、规章管理、员工培训和维修管理，以提升工厂的生产效率、安全水平和决策能力。以工程对象为中心，将大量复杂的工厂资产相关数据转化为容易理解和以业务导向的信息，以表现资产真实物理状况的三维工厂电子模型为基础，并且无缝集成各种工厂企业信息系统，如设计数据、施工数据、竣工数据、ERP、MES、实时数据库、运行、维护以及文档管理等系统。以设备位号进行关联最终达到的效果阶段及内容最终达到的效果阶段及内容数字化移交工程建设期：工厂运维期：我们对数字工厂的认识4数字工厂建设与业务流程高度融合，实现业务全流程的自动化、智能化6通过数据深度挖掘和专家知识的加工积累，实现智能化决策支持静态数据动态数据静态数据动态数据一体化可视化以“一体化运营”为核心，数字工厂建设与业务流程高度融合，实现业务全流程的数字工厂技术与管道线性资产特性结合对管道全生命周期（设计、施工、运营）数据综合管理约束输出约束输出数字化管道可研设计施工竣工数字化管道可研设计施工竣工运营可研数字化成果设计数字化成果施工图（三合一图）施工采集数字化成果竣工数字化成果多源勘察数据规范管道设计规则施工期数据采集规范竣工数据规范管道完整性管理数据规范数字化移交规范管道可研数字化管理系统管道设计数字化管理系统-三图合一特点-一、二、三维一体化线性里程线性里程查询结果亮埋深埋深穿跨越穿跨越数字工厂技术与油田特点（勘探、开发、生产）结合注重地下部分数据收集、分析及三维展示油田勘探油田生产油田勘探油田生产油田开发体化体化运营平台统决策智能分析采出水处理工程给排水及消防供电工程自动控制通信工程供热和暖通道路工程生产维修工程…………总体框架总体框架两大体系 标准体系开发规范一体化运营平台辅助决策信息安全二三维一体化系统集成地质油藏开发生产化验空间数据两大体系 标准体系开发规范一体化运营平台辅助决策信息安全二三维一体化系统集成地质油藏开发生产化验空间数据三维模型中心数据库井作业净化集输钻井录井测井物探 数据质量控制数据字典转换规范自控系统视频监控硬件设施网络基础设施安全体系服务安全物理安全安全管理一体化平台连通基础设施和数字化应用的桥梁。一体化平台连通基础设施和数字化应用的桥梁。二三维一体化二三维一体化整个油田场景差异点共同点数字工厂适合行业：石化企业、生产企业移交平台搭建，数据收集、整理2、一体化平台建设3、业务整合4、基于可视化技术5、基于良好的硬件基础重点关注：生产管理、HSE管理、培训、交互、工艺仿真通用性比较强数字管道适合行业：管道公司重点关注：管道线性资产的生命状况针对管道完整性，专业性比较强数字油田适合行业：油气田重点关注：油气田业务，侧重勘探、开发、生产一体化解决能力。三维展示地面结构、地下构造、油气藏针对油气生产全流程，涵盖部分管道业务1数字化工厂概念22数字化工厂建设33建设数字工厂的意义和方法4数字化工厂的发展趋势没有按照没有按照统一标准对设计数据进行组织没有标准没有标准软件接口对各厂家设计数据进行整合设计数据与勘查图数据对应不上设计数据与勘查图数据对应不上施工过程施工过程土石方计算不准确设计过程中设计过程中位号信息没有统一1、制定统一设计规范、移交规范。2、统一设备位号。3、统一的数字化平台。从设计、施工到生产运营建立统一的数据移交平台，一体化应用平台。4、建立通用接口工具，不同格式设计文件都能读取、操作。5、数字化平台满足设计单位和业主对于数字移交的要求，同时兼顾业主对于生产应用的要求。设计阶段建设时机设计阶段建设时机优点：统一规划、全面设计；设计成果、过程文件能够有效管理。优点：统一规划、全面设计；设计成果、过程文件能够有效管理。缺点：建设周期长施工阶段施工阶段特点介于设计阶段和运营阶段之间。特点介于设计阶段和运营阶段之间。运营阶段优点：任务目标明确，周期短，缺点：缺乏总体规划；数据遗失（需要补录）；需要系统整合；资金投入加大，后续面临重复投资设计阶段设计阶段数据采集管理数据采集管理261326135设计阶段设计阶段数据采集管理数据采集管理自行提交各种格式数据设计阶段设计阶段过程控制管理过程控制管理手段流程控制流程控制任务通知任务通知自动生成审核结果报表自动生成审核结果报表模型比较模型比较规范项目过程规范项目过程减少错误发生减少错误发生保障数据正确性保障数据正确性施工阶段施工阶段物理工厂数字工厂数字移交两个工厂施工阶段施工阶段信息移交规范√定义移交内容信息移交规范√定义移交内容√定义信息规范√定义移交方式信息移交平台√信息提交√信息接收√信息校验√信息发布设计采购建设调试供应商供应商工程信息移交平台工程信息集成工程信息集成管理施工阶段施工阶段数字移交流程生产应用档案完整性管理档案完整性管理可视化工艺培训、工艺仿真可视化应一体化平台一体化平台一体化平台一体化平台数字化工程信数字化工程信息移交平台供应商供应商未来提交“两个”工厂一个真实的工厂一个数字的工厂运行、维护阶段运行、维护阶段场景可视化管理场景可视化管理真实三维地形搭建真实三维地形搭建真实DEM全厂布局全厂布局三维搭建装置区三维装置区三维模型搭建工艺管道工厂可视化精细模型内部结构建模设备内部精细模型内部结构建模柴油加氢改质装置•2.2功能建设连续重整装置柴油加氢改质装置•2.2功能建设连续重整装置催化裂化装置聚丙烯装置催化裂化装置聚丙烯装置场景可视化管理场景可视化管理稳高压消防水运行、维护阶段运行、维护阶段设备培训管理——剖切设备培训管理——剖切对于内部精细化建模的设备设施，系统提供剖切工具对其进行各个截面的展示，剖切功能如下：步骤1：点击“剖切功能”按钮，开启剖切功能步骤2：平台中选择内部精细化建模的设备，双击，弹出设备剖切显示框。步骤3：分别沿X、Y、Z轴，虚拟平面剖切设备。设备培训管理——组装设备培训管理——组装对于设备内部结构进行精细化建模的设备，系统提供设备拆装功能，主要有两种形式：1、标准化组装工艺流程展2、提供用户自由选择设备某部分进行示及标注功能。拆装的功能。工艺培训管理工艺培训管理根据工艺流程图纸根据工艺流程图纸，通过控制上下游关断阀门及设备流量，制作生产工艺动态流程，通过模拟气、液流动效果，还可以半透、虚化、管道、地下生产流程。对生产工艺所包含的设备属性、生产参数同步显示，让用户快速学习掌握生产工艺流程相关知识。操作培训管理操作培训管理应急培训管理应急培训管理使安全部门和抢维修人员快速掌握科学、先进的应急使安全部门和抢维修人员快速掌握科学、先进的应急流程，全面了解应急资源调度和设备工艺技术。达到企业安全运营的目标。三维应急案例动画是为了满足企业安全生产部门应急培训、演练的需要，通过事故过程的三维动画展现，实现人员、资源、设备的综合调度演练；实现预案决策培训、实现抢险流程，工艺技术的培训，通过培训提升抢维修人员对突发事件的处理能力和对现场设备的熟练操作能力。设备状态监控设备状态监控根据工程建设基础数据、装置运行基础数据、模拟分析评价基础数据，在三维可视化场景下对设备模型折旧状况、腐蚀状况进行模拟分析，为安全环保评估预测提供依据,是保证工厂安全运行的重要环节。生产综合管理生产监控管理生产监控管理工厂平台直观查看所有设备、管线运行参数、生产状况。数字工厂系统与ERP数字工厂系统与ERP系统进行接口开发。生产监控管理可视化视频监控管理可视化视频监控管理数字工厂对全厂所有摄像头进行一对一建模，与视频监控系统进行接口开发，将图像与对应的摄像头模型进行数据挂接，方便用户对现场状况的实际监控，同时提供远程控制；历史存档回放等各种功能。可视化巡检管理可视化巡检管理手持机通过GPRS功能把包含有巡检人员实时坐标的数据包发送至服务器，经系统解析后，可以帮助监控人定位巡检人员的位置，也可以配合调度维修人员快速进行目标设施或故障事件的定位。系统在地图上以图标的方式定位显示巡检人员的位置；通过通讯台主动向Web站点传输数据，不需要通过读取数据库，从而加快了Web站点获取最新坐标的时间(系统的优势之一)。可视化生产控制可视化生产控制系统可以将所有系统可以将所有监控信息（温度、流量、压力、液位）等信息与其对应的传感器模型、仪表模型进行挂接，用户在个人电脑就可以查看生产信息。并可以控制原料流量，协调工厂生产计划。宣传、规划宣传、规划以数字工厂大场景为基础，配合背景音乐，专业解说，制作企业宣传动画。生动介绍项目建设情况，各装置区基本情况。同时配合虚拟现实技术，将现场施工情况以动画的形式展示，达到超自然的效果。提升企业信息化水平，提高企业形象。宣传、规划宣传、规划•2.2功能建设•2.2功能建设运维阶段施工阶段运维阶段施工阶段设计阶段三维设计模型转换技术三维设计模型转换技术可视化系统Maximo其他系统三维应急系统可视化系统Maximo其他系统三维应急系统三维模型数据库 美化处理通用模型三维模型数据库 美化处理通用模型设计模型设计模型三维扫描技术一体化平台技术一体化平台技术理理据据据据据据EPC动设备静设备布置装置图工艺PID图数据层数据层地质虚拟现实技术地质虚拟现实技术1数字化工厂概念22数字化工厂建设33建设数字工厂的意义4数字化工厂的发展趋势设计单位设计单位345业主单位业主单位从设计之