工廠數字化管理匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇工廠數字化管理范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

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[關鍵詞]數字化 ；長輸管道； 采集

中圖分類號：TE973 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）14-0194-01

1、數字化在管道施工階段的重要性

管道建設屬于隱蔽工程，承接工程項目的施工單位分布在全國各地，工程施工人員流動性較高，如果在施工過程中不對管道施工數據和屬性數據進行及時采集，待管道建成投產后，按照傳統的資料管理方式，項目竣工后為業主方提供的竣工資料，很多重要的現場施工數據將永遠無法補救，資料的準確性難以得到有效保證。即使后期采用探測手段對部分數據進行補錄，與施工階段同步采集數據相比，不僅數據的準確性和完整性將大打折扣，同時耗費的人力、物力成本也將成倍增加。

2、數字化的施工階段

數字化管道建設可以分為三個階段，勘察設計階段，工程建設階段和運營管理階段。這三個階段是互相銜接，互為數據源的。加強施工階段的數字化管理是保證數字化管道能真正數字化的重要環節；現結合漠大管道輸油工程說明施工階段數字化管理的重要性。

2.1測量放線

測量放線的準確性是保證施工中的每道工序都能嚴格按照施工圖紙進行施工的重要環節，只有測量放線數據的準確才能保證后續工序的準確。數字化系統可以協助施工單位足不出戶就可以查看施工作業帶內的地面障礙物，如果土地協調不通需要變更線路走向就會選擇最優的線路提供給設計人員審核，待審核通過后便可進行后續工作。

2.1.1放施工作業帶邊線

測量放線的坐標數據是勘查設計時產生的重要數據，測量放線時把設計圖紙中控制樁、轉交樁坐標輸入GPS實時動態RTK中依線路控制點位參考基站，流動站采用快速靜態模式進行測量，從而測量出準確的管道管溝中線，然后再根據圖紙要求向左右兩側分別偏移12m，10m，找出施工作業帶的兩條邊線后放線。見管道施工作業帶示意圖：

2.1.2放布管線

由于我們采用的是管道溝上組對、焊接的施工方法施工。所以布管線的準確性也很重要，是我們把關的重要環節之一。作業帶清理完畢后，管線布管之前必須放布管線。布管線的放線方法同樣是在管溝中線的基礎上向左或右偏移3.5m保證管道與管溝上口邊緣凈間距≥1.0m，使挖掘機挖溝時有足夠的間距，而不至于碰傷鋼管防腐層，還能保證管溝能按管溝開挖前放好的挖溝線挖溝。布管線放線完畢，經比對檢查無誤后，再進行布管、組對、焊接等工序的施工。

2.1.3放管線挖溝線

管溝挖溝中線的放線是測量放線中作為重要的一步，管溝開挖之前必須測量管溝中心線和轉交樁，測量放線完畢，并且核實無誤后方可開挖管溝。開挖管溝前給挖溝機組作業人員進行技術交底，要求作業人員必須嚴格按照挖溝線挖溝。

管道施工采用數字化技術后可以直接用GPS RTK測量放線，GPS RTK測量放線比原來采用經緯儀或全站儀測量放線大大提高了測量的精準度；流動站和參考基站之間的間距8-10km之內的作業帶均可測量放線，并且不用考慮作業帶內的障礙物影響視線等問題，作業帶清理之前不用移樁、栓樁和護樁，大大縮短了測量放線的施工用時。由于測量放線的準確度是保證管線按圖紙施工至關重要的一步，所以采用GPS實時動態RTK測量放線更體現了數字化管道在施工階段的優越性。測量放線的每個環節都能采集所放線的坐標，我們采用CAD技術把圖紙中線成果表中的坐標轉化成可視的線路圖形，然后把測量人員現場測量完畢采集的坐標數據一一輸入比對來把關測量放線各個環節的準確性。

3、數字化管道各施工工序數據采集

數字化管道施工中管道焊接記錄表中記錄了焊口編號，與之相對應的鋼管信息，如鋼管規格型號、鋼管管號、鋼管長度、防腐等級、施焊機組、日期、采用的焊接工藝規程編號和是否返修等信息；焊口補口記錄中記錄了每道焊口補口類型、所用補口材料的名稱、規格型號、生產廠家和生產批次等信息；管道竣工測量成果表、管道沿線地下障礙物信息記錄、頂管穿越管道檢查記錄等表，記錄了每道焊口的GPS全球定位系統采的大地坐標數據和高程，水平拐點和縱向邊坡點的坐標值和管道埋深；管道穿越公路、鐵路、河流和地下障礙物（地下管道、光纜、電纜等）準確坐標值、交叉角度、凈間距和障礙物的名稱、所屬單位、障礙物的簡單描述等數據信息和屬性信息；每段施壓段的基本情況和無法試壓連頭焊口的基本信息和無法試壓原因等；這些數據全過程地記錄在“數字化管道系統中”，一旦出現問題，即可進行逆性數據跟蹤，查出問題源頭。

管道數據的采集是否及時，準確是至關重要的，為保證各項數據采集的準確性、完整性及一致性，防止出現竣工資料與實際情況不符、管道線位不準、管道技術數據錯誤等問題，要求現場機組技術人員必須及時采集相關數據信息，要求當天采集的數據必須當天完成表格的填寫和上報，而且PC技術管理人員也會及時到施工現場抽查，檢驗和管線走向CAD技術對比等工作，爭取把錯誤消滅在萌芽之中。

4、數字化管道的意義

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一、引言

語音室是一個學校英語專業和公共基礎課教學體系的一個重要組成部分，承擔外語語言實驗教學的任務，是培養學生的聽說讀寫譯等綜合運用能力的重要教學試驗場地，是進行外語教學，提高學生外語能力的基礎設施，隨著網絡及多媒體技術的快速發展，以及教育改革的深化，促進了信息技術的高速發展，大量新的教育信息技術融入了多媒體語言教學課堂，進一步推進了外語教學改革的不斷深入和發展！

二、網絡化多媒體語音實驗室的基本情況

我院的語音室是基于PC架構設計，全面訓練與評測學生聽說讀寫譯技能的教學與管理的設備，可以實現以下的幾項功能：1、廣播教學，目的是將教師機的畫面轉播給學生，教師可以通過麥克風、耳機等與已聯機的學生進行溝通，從而達到課堂教學的目的。2、聲音廣播，功能是將教師端的教師麥克風聲音和電腦聲音均廣播給學生。3、口語訓練，主要針對語言教學領域，教師可以通過這個功能鍛煉學生的口語能力，提升口語水平。4、學生示范，即教師選擇一名學生向教師和其他學生演示她的桌面操作，在示范過程中，教師可以控制該學生的鼠標和鍵盤，還可以與選中的學生進行對話，并讓其他學生聽到他們之間的對話，5、網絡影院，是由頻道和添加的文件組成，頻道就是一組學生的活動空間，各頻道之間的學生可以互不干擾的進行觀看該頻道內播放的媒體文件，教師通過新建的多個頻道同時播放多個教學內容，學生可以根據自己的喜好，切換不同的頻道觀看各個頻道當前播放的教學內容。6、復讀機，可以打開媒體文件和復讀課件對學生進行復讀訓練，不直播時，復讀機是一個單機播放器，它的主要功能是對學生進行口語訓練，以及對學生進行A/B組的播放，以便進行口語和口譯考試。7、外接設備直播，系統默認設置4路外接設備，分別是：視頻展臺、錄音機、筆記本和攝像頭，教師可以在選項里自定義這些外接設備，向學生展示多路畫面，可以對畫面和聲音進行預覽和監聽，音視頻直播。

三、語音室的日常管理

1、制度管理。為了保證語音室的正常運行，需要建立健全完善的制度化管理體制，為此，我們制訂了《語音室使用守則及處罰條例》、《語音室使用細則》、《語音室規章制度》、《語音室安全規則》、《語音室管理人員崗位職責》等各種規章制度，教師和學生都要遵守，按要求使用語音室，從而保證語音室的規范化運行，更好地為外語教學工作服務.

2、對設備的管理。每臺語音設備都配有計算機、高靈敏度耳機等重要配件，為了保證語音室的正常和長期使用，語音室管理人員要在語音室開始使用前十五分鐘開門，在設備開始使用之前，要對設備進行檢查，確認完好無故障之后才能使用，使用結束后對設備的軟硬件進行檢查，確認下次使用的設備室完好，然后對設備進行斷電處理，防止因為超負荷運轉導致設備的損壞。網絡數字化語音室都配有網絡，為避免因為中毒造成的設備損壞，應在設備上安裝殺毒軟件，還要給設備安裝還原卡，做好GHOST備份，這樣可以有效的進行維護，可以在下次開機時重新恢復到原來的最初狀態，還可以在短時間內恢復成一個全新的系統，保證教學秩序的正常運行！

3、對學生的管理。學生是語音室的主要使用者，學生在語音室上課的時候，必須根據學號按照固定位置就座，不得隨意更改和變動座位，不得在顯示器和桌面上亂寫亂畫，不得在語音室內隨意亂扔果皮等垃圾，對因為人為原因造成的設備損壞，還要嚴肅處理并根據處罰條例賠償設備損失，學生入座后需檢查設備的完好情況，如出現故障，需及時登記并處理，以免影響正常教學！

四、上課教師的管理

任課教師對語音室功能的掌握直接影響到語音室的使用，作為語音室的直接操作者，應當對新進的教師和對計算機專業技術不太熟悉的教師提前進行培訓，這樣才能避免因為教師對設備的不熟悉而造成的損壞，方便其更好地使用語音室。

五、管理教師的管理

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1.電力自動化和智能化概述

近年來隨著城鄉電網改造的進行，自動化無功補償技術在各地低壓配電網的公用配變被廣泛應用，它是基于網絡技術和計算機技術發展而形成的。特點是將發電廠、變電站、輸配電網絡、用戶集成起來，其目標就是通過系統的融合達到對電力生產到供應全過程的自動化檢測和控制，從而保證供電過程的高效化和節能性。具體看，就是電力系統在發電、供電和變電的實現過程中，將一些設備組合起來，在計算機和可控電子元件的幫助下，實現切斷和接通、改變或者調整電壓的方式控制電力的流動，以此實現了供電的自動化。其中電力系統的自動化主要包括的子系統有：電網調度自動化、發電廠自動化、電力系統的信息傳輸、電力系統故障處理自動化、供電系統自動化、網絡管理自動化等等。整個體系建立的最終目的就是實現在電力生產－傳輸－使用過程中實現無障礙的自動化控制，讓電力供應更加的高效、低耗、安全[1]。

在這里應當注意的是，自動化和智能監控管理是密不可分的，因為自動化的實現就是電力系統管理的智能化，也就是利用自動化的網絡實現對系統各個環節動作的自動化運行，并可以根據供電情況來實現智能化的調整和切換，從而實現“無人值守”化的電力網絡運行，這樣既可以保證人員安全，也可以防止人為誤動的損失。可見實現自動化智能網絡控制系統是電力網絡自動化的最終目標。

2.電力系統無功補償技術要點

2.1 在補償中容量的確定

補償容量的確定是補償的關鍵參數，也是實現智能補償的基礎數據，這一數據的確定是一個較為復雜的過程，其計算也是根據不同的供電系統和使用用戶來確定的，也只有確定了補償容量才能實現系統的正常運轉。例如：在一般的線路補償中，都要考慮到動力類的負荷，估計配變的功率因數為0.75上下，如果設計在滿負荷的狀態下，功率因數提高0.9的話，這時根據電網的運行經驗可以得出補償的容量一般為變壓器額定的20-30%。

2.2 常規補償方式的選擇

一般的補償方式有三項共補、分相補償、綜合補償（共補和分補共用），如在供電系統中，需要補償的容量超過60kvar的時采用綜合補償。

2.3 系統補償級數的選擇

補償級數也就是電容的分組數量，如果級數越多，補償精度就越高，但是也會增加裝置的成本，也增加了設備的體積。所以在選擇級數的時候要綜合考慮合理選取。

2.4 系統投切方式

在選擇該方式的時候，盡量減小裝置的體積，簡化結構，提高可靠性，也就是讓電容器安裝一定的容量比分組，通過自動化軟件進行組合投切。

3.電力系統自動化中的智能無功補償技術

3.1 智能補償方式選取

在自動化智能無功補償中，對補償方式的選取應遵循：1）固定補償和動態化補償相結合的原則，隨著生產技術的發展，電力系統面對的載荷也越來越復雜，電網對無功補償的要求也隨之提高，因此傳統的固定補償已經不足以滿足需求，動態化的補償技術的采用是與智能化相配合最佳方式。2）采取綜合補償的方法實現智能補償，一些新的設備的使用使得兩相用電量增大，電網中三相不平衡的情況加劇，三相共補的方式顯然已經不再適用，而采用單相補償的成本又較大。所以在智能補償系統中應根據實際的情況采用共分結合的補償方法，以此實現效果和效益的雙贏。3）穩定態補償和快速跟蹤補償相結合，這樣的方式可以實現靈活補償，也是未來發展的一個重要趨勢［2］。

3.2 智能補償的投切開關選用

目前比較常見的投切開關主要有以下幾種：1）過零觸發固態繼電器。這種設備的特點是動作快，在投切的過程中沒有對電網的沖擊、物涌流、使用壽命長；但是會產生一定的功耗和諧波。2）機電一體化的復合智能開關。這種開關是交流接觸器和固態繼電器并聯運行，這就綜合了兩種開關的優點，即可實現快速的投切也可以降低功耗，但是其成本和可靠性影響了推廣。3）機電一體化的智能真空開關。這種開關采用的是低壓真空滅弧室和永磁操作機構，可以實現電容過零投切，也可適用電容器串聯電抗器回路的投切，特點是壽命長、可靠性高。

3.3 智能補償的無功控制措施

主要的工作原理：計算機采集三相電壓、電流，跟蹤系統中的無功變化，把無功功率變為控制物理量，以用戶設定的功率因數為投切的參考限量，并按照模糊控制理論智能化的選擇電容器組合，智能投切是針對星－角結合情況。電容投切控制采用智能的控制理論，自動及時的投切電容補償和補償無功功率容量。根據配電系統三相中每一相無功功率的大小智能化的選擇電容器組合，根據取平補齊的原則投入到電網中，提高了補償精度。主要措施有：1）電壓限制條件的科學化。智能系統中設定過、欠電壓保護值，可設置禁投、

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禁切電壓值，具缺相保護功能，以無功功率設定投切限值。2）設置投切延時。延時時間可調，同組的電容投切動作時間間隔可以設置，對快速跟蹤補償設置可以為零[3]。

4.智能無功補償參數的計算方法

在智能無功補償中需要對一些具體的數據進行計算，以調整系統的參數，以下是一些參數的計算方式。

4.1 補償前線路功率因數計算

先選定有代表性的時間段，根據變電站出線單位時間的有功電量和無功電量，計算線路的功率因數，即：

式中：λ1－線路補償前功率因數；AY－線路有功電量；AW－線路無電量。

4.2 最小和最大有功功率

變電站出線可根據線路最小和最大電流及母線電壓、功率因數，計算最小和最大有功功率，即：

式中：Px，Pd－線路最小和最大有功功率；Ix，Id－線路最小和最大電流；U－10kV母線電壓；cosφ1－線路補償前功率因數。

4.3 線路補償容量

1）最小補償容量：根據線路最小負荷和補償前、后功率因數，計算出線路最小補償容量，作為固定補償（定補）容量。這是為了防止當線路運行在最低負荷時（如夜間），因線路過補償而向系統倒送無功功率引起線損升高。

式中：Qx－線路最小補償容量；cosφ2－線路補償后功率因數。

2）最大補償容量：根據線路最大負荷和補償前、后功率因數，計算出線路最大補償容量。

式中：Qd－線路最大補償容量，單位kvar。

5.小結

總之，隨著科技的快速發展進步，高科技企業的增加，電力企業在如何更好地滿足用戶不斷提高的需求的同時，還要對用戶電網進行更全面的治理、監控，在這個過程中，將有各種新技術、新設備發展起來，未來的自動化無功補償技術將會更加經濟有效。

參考文獻

[1]江海濤.淺談電力自動化技術的發展[J].硅谷,

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數字化工廠是以制造產品和提供服務的企業為核心，由核心企業以及一切相關聯的成員構成，使所有運營信息數字化的動態“組織”。通過數字化工廠信息系統有效地組織控制人流、物流、資金流和信息流，實現組織內部所有成員之間的高度協作和資源共享，為客戶提供滿意的產品和服務。而數字化工廠工作流管理系統作為數字化工廠信息系統的基礎，是協調數字化工廠成員內部、成員相互間的各項活動的具體執行者。數字化工廠是指以產品全生命周期的相關數據為基礎，在計算機虛擬環境中，對整個生產過程進行仿真、評估和優化，并進一步擴展到整個產品生命周期的新型生產組織方式。是現代數字制造技術與計算機仿真技術相結合的產物，同時具有其鮮明的特征。它的出現給基礎制造業注入了新的活力，主要作為溝通產品設計和產品制造之間的橋梁。

一、數字化工廠概述

數字化工廠（DF）以產品全生命周期的相關數據為基礎，在計算機虛擬環境中，對整個生產過程進行仿真、評估和優化，并進一步擴展到整個產品生命周期的新型生產組織方式。在設計部分，CAD和PDM系統的應用已相當普及；在生產部分，ERP等相關的信息系統也獲得了相當的普及，但在解決“如何制造工藝設計”這一關鍵環節上，大部分國內企業還沒有實現有效的計算機輔助治理機制，“數字化工廠”技術與系統作為新型的制造系統，緊承著虛擬樣機（VP）和虛擬制造（VM）的數字化輔助工程，提供了一個制造工藝信息平臺，能夠對整個制造過程進行設計規劃，模擬仿真和治理，并將制造信息及時地與相關部分、供應商共享，從而實現虛擬制造和并行工程，保障生產的順利進行。“數字化工廠”規劃系統通過同一的數據平臺，通過具體的規劃設計和驗證預見所有的制造任務，在進步質量的同時減少設計時間，加速產品開發周期，消除浪費，減少為了完成某項任務所需的資源數目等，實現主機廠內部、生產線供給商、工裝夾具供給商等的并行工程。數字化工廠（DF）是企業數字化輔助工程新的發展階段，包括產品開發數字化、生產準備數字化、制造數字化、管理數字化、營銷數字化。除了要對產品開發過程進行建模與仿真外，還要根據產品的變化對生產系統的重組和運行進行仿真，使生產系統在投入運行前就了解系統的使用性能，分析其可靠性、經濟性、質量、工期等，為生產過程優化和網絡制造提供支持。

二、數字化工廠的關鍵技術

通常研究的制造系統是非線性離散化系統，需要建立產品模型、資源模型制造設備、材料、能源、工夾具、生產人員和制造環境等、工藝模型工藝規則、制造路線等以及生產管理模型系統的限制和約束關系。數字化工廠是建立在模型基礎上的優化仿真系統，所數字化建模技術是數字化工廠的基礎。隨著虛擬設計技術的發展，在計算機中進行產品零件的三維造型、裝配分析和數控加模擬技術以及以上程分析技術不斷發展和完善，這種技術進一步向制造過程領域發展。數字化建模的基礎上，對制造系統進行運動學、動力學、加工能力等各方面進行動態仿真優化。隨著三維造型技術發展，三維實體造型技術已得到普遍的應用。具有沉浸性的虛擬現實技術，使用戶能身臨其境地感受產品的設計過程和制造過程，使仿真的旁觀者成為虛擬環境的組成部分。數字化工，軟件模塊之間以及和其他軟件模塊之間的信息交換和集成。虛擬環境的下具集、各種數據轉換工具、設備控制程序的生成器、各種報表的輸出工具等。

三、數字化工廠的解決方案

（一）產品研發的數字化和虛擬化

數字化工廠通過使用CAX等軟件，建立產品的邏輯、幾何、功能、性能和關聯等模型，實現基于模型的產品定義與關聯設計，在虛擬的數字世界中完成多學科優化、協同設計、優化分析、制造試驗仿真及模擬產品的制造和運營過程（包括虛擬工廠、生產線布局、物流等）。同時，通過PLM與ERP/MES等集成，實現三維模型、數字化工藝指令等信息向生產現場的推送，并與質量、采購、物流等部門進行共享。各部門依據這些共享信息即可開展相應的零部件生產、原材料采購、產品驗收和產品確認等工作。

（二）生產過程的精益化和標準化

數字化工廠是按照精益思想建設的，通過對生產過程進行優化整合，并制定相應的標準化操作規程，確保車間生產節奏更加緊湊和有序。它使用ERP統一管理和下達生產指令，使用MES和數據采集與監控系統實現對生產計劃調度、物料追蹤、數據采集、生產設備狀態監控、工位操作、包裝發貨等生產運營全過程的管理，并將檢測結果與PLM中設計模型進行快速對比，形成從虛擬產品設計到實際生產制造的閉環產品質量控制，實現從原料進廠到產品出廠的生產過程自動化、裝備制造信息化和智能化、生產過程的高度透明化。

（三）車間生產的自動化和集成化

數字化工廠車間生產自動化是在統一通信、統一編程以及統一IT架構的基礎上，通過高運行可靠性和可用性的數據鏈路（物聯網及工業網等），把生產制造過程中眾多獨立的產品、工具與關聯的服務進行集成，支持自動化控制、制造執行和企業資源管理等系統的完美整合。并將網絡與通信、傳感器與感知、自動檢測、人機交互與專家系統等智能化技術加入車間制造單元與生產線中，實現系統自優化、自重構、自診斷，形成高度的柔性生產方式，達到信息技術和制造技術深度融合的目的，使得高度智能的快速生產成為可能。

四、結束語

綠色和人文是數字化工廠的重要特征，所以數字化工廠的建設不僅要求體現數字化、自動化和智能化元素，還要符合綠色人文的需求。它一方面用自動化設備來減輕人員的體力消耗和精神壓力，以及用持續的職業發展規劃來延長員工的工作壽命和工作質量。

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根據學校改革示范校任務目標的發展規劃，結合本學校實際的情況，就一體化工作站提出了建設數字化工廠。通過積極探索，不斷的創新與實踐，充分考慮到今后發展的需要，把企業設計制造過程的現代化無紙化引入學校，真實模擬現代企業的生產經營場景，使學校成為培養高技能高素質的優秀畢業生的理想實踐場所。我校現在已經建立起PLM體驗中心、理實一體化教室、數字化實訓工作站、教學資源庫等數字化平臺。從而實現理論教學、實習訓練的全數字化。為職業教育的“雙師型”師資培養培訓及交流創造良好的數字平臺。

一、“數字化工廠”具體的內涵

信息化建設是現代設計技術的發展方向，是企業走向競爭市場的一次深刻的革命。我們認為從五個方面著手實現“數字化工廠”的目標。對各項目標的具體實施，即為“數字化工廠”具體的內涵。

（1）搭建一體化工作站數字化

搭建安全快速的網絡平臺是一體化工作站信息化的前提。計算機已成為管理人員和操作人員的工具。我校一體化工作站的系統平臺由計算機主機、網絡、數據庫等組成。通過軟件來相連各個系統的平臺，將實訓車間的數控設備與數據管理平臺相連，進而實現對數控設備網絡化管理。當然，操作技術人員必須具備網絡操作能力，只有軟硬件和操作人員都具備了數字化的能力才能實現數字化工廠。

（2）打造無紙生產場景數字化

隨著管理集成系統的搭建，通過數據查詢系統，即可看到學生現階段一體化工作站的任務零件及相關信息如：毛坯尺寸、產品材料、加工圖樣、工藝流程、注意事項等，實現與現代化的生產制造流程接軌。對學生生產用到的數控程序，通過數據終端直接傳輸到機床上進行應用加工，實現無紙化的設計與生產，既提高了生產效率又規范了操作規程。

（3）一體化討論區數字化

在一體化討論區，通過大屏幕投影，可將學生在PLM體驗中心中的工作過程現場調出來，包括產品的三維或二維圖，工藝流程卡、加工模型及刀路軌跡、仿真結果、加工程序等。同時，也可看到車間機床操作面板及產品加工過程。通過模型結果及機床加工過程現場，實現理論與實踐的一體化教學。

（4）一體化工作站管理數字化

通過搭建一體化工作站的管理系統，通過視頻可以看到師生教學在工作臺上的操作場景，包括工件裝夾情況、找正對刀、機床加工等情況。有信息化的支撐，一體化工作站的管理效率大幅度的提高。管理逐步向規范化轉變。

二、建設數字化工廠的體會

幾年來的信息化建設，使我們在探索建立數字化工廠的道路上感受頗多，在此談談自己的心得體會。

（1）規劃管理要統一

信息化建設要統一規劃，在指導部門的安排下進行信息化的建設，信息互聯互通，共享資源，避免重復建設。“應用主導，面向市場”是信息化建設的內在動力和重要手段。

① 強調資源共享時，也耍推進方法和經驗的交流，取長補短。我廠的信息化工作交流活動，將各部門在信息化工作開展過程中的效果和方法進行交流，特別是具有探索性的、難度大的工作，通過交流的方式互相學習進步。

② 建成管理網絡。分三個層次：一層是信息化主管部門負責全廠信息化建設整體規劃及協調工作；二層由專業科室組成，負責在信息化推進過程中結合專業具體開展工作；三層是車間部門層，是各項工作具體落實和實現的地方。

③ 全廠的信息化工作統一規劃。信息化主管部門制定目標，長期目標包括五年計劃，短期目標包括年度和季皮工作計劃等，規劃將包容全廠的信息化工作內容，各部門在此基礎上再制定分解目標，既緊扣總體規劃，又體現自身的個性內容。

（2）現代化技術要合理運用

在建設一體化數字化工廠的過程中，先進的技術是其重要支撐。但是，片面的依賴高、新、全為目標的話，是一個錯誤的誤區，關鍵是要選擇最適合自己的先進的技術。其功能以夠用為主。

（3）推行管理要逐步化

一體化數字工廠是一個長周期的過程，初期投入的時間很長。在建設完善過程中要有耐心和恒心。在建設過程中從人員配合及管理人員的超前意識等等都是一個逐步完善的過程。，要在每一個環節中都能讓大家看到希望，感覺到好處，管理人員覺得不難了，思路清晰了，再將目標提高一個臺階。最終提出了全面推行信息化管理，實現一體化數字化工廠。

（4）操作系統要扁平化

在一體化數字工廠的建設的整個過程中，有些系統在過程中不再適合新條件下生產管理需求。例如，在初期一些小系統的開發，可能到目前為止這些小系統還在用，甚至用得很不錯，但為了完整的大系統，就需要拋棄這些小的孤立的系統，這其實是操作系統需要本身扁平。

（5）建設過程要應用化

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1.1數字化管道技術建設    

中國海油氣電集團的“數字氣電”從研究數字化管道技術開始，自2007年起開展了中國海油液化天然氣管網及接收場站的數字化技術研究與應用，主要研究了數字站線的建設原則與實施策略、總體框架、功能需求與數據需求、應用系統建設、數據采集與質量控制等(圖1)。其中，數據采集內容包括基礎地理信息數據、管道專業數據及管道周邊環境數據的采集，涵蓋天然氣管道從設計、施工、運營維護到停役的全生命周期;應用系統的建設包括管道數據庫管理系統、管道地理信息系統、巡線與線路管理系統、第三方施工管理系統、隱患管理系統、陰保與腐蝕監測系統、地質災害管理系統、缺陷管理系統、維修維護管理系統、應急信息管理系統、接口集成等。

1.2數字化管網與場站可視化管理    

油氣管道大多位于地下，被地面與建構筑物所覆蓋，二位圖形無法表現管道之間的空間關系。數字化管網、場站的可視化系統是在基礎地理信息系統軟件與可視化開發語言進行的集成式二次開發，合理建立有效的三維管道數據庫是可視化系統高效、穩定運行的保障。    

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中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2015）09-0000-00

現代工廠龐大復雜，流程工廠被認為是現代社會最復雜的工業系統。這些工業系統包括大量現代高技術設備本身，也包括工藝流程、電氣控制等等現代系統工業技術。

1 企業總體需求

總體上來說，企業普遍要求在擁有數字化電廠自主知識產權的基礎上，解決數字化電廠的具體業務實施和應用問題，所以開發知識產權歸屬企業自身的數字化電廠的重要性是第一位的。本文從某一數字化電廠項目實施過程中遇到的實際需求為出發點，對工廠用戶實際需求進行一定的梳理和分析。

1.1生產部門的需求

要求解決方案能夠直觀展示裝置生產運行，管理人員能在與現場完全一致的虛擬環境中得到工作區域相關的生產信息。在虛擬現實場景中自由漫步，點擊設備即可查看相關屬性和運行狀態信息（例如：壓力溫度信息、閥門開度、管線腐蝕等情況）。

1.2檢修培訓等部門的需求

通過對關鍵設備剖切來查看其內部結構，在三維場景里可視化設備內部結構以及維修方法，演示設備的虛擬組裝和拆卸，員工可以360度直觀展示、查看設備，標注設備拆裝步驟，了解設備的工作原理，將平時看不到的設備結構以及維修方法在三維場景里可視化展現，并可以實現設備的虛擬組裝和拆卸。

在工廠的設計建造施工過程中，涉及到非常多的外部參與部門，包括設計方，施工方，設備廠商等。各參與部門對數字化電廠解決方案都有一定的想法和需求。限于篇幅，本文對這一方面不再詳述。

2 現有數字化電廠流行方案的整體介紹

2.1 基于現有成熟軟件系統的數字化電廠方案

GIS軟件提供商，工程軟件提供商與機械行業軟件提供商在國內數字化電廠領域均有一定的應用。GIS集中于大場景相關應用，如石油長輸管線周邊地形等應用，工程軟件提供商集中于工廠級的三維模型展示與資料管理，機械行業軟件提供商集中于具體設備的模擬與仿真，各有所長，均能解決一定的企業業務應用。

2.2 基于底層圖形庫與幾何算法庫開發的數字化電廠解決方案

基于Opengl等圖形庫進行的方案開發以及基于OGRE，OSG等相關開源框架進行的方案開發，在數字化電廠行業內均有一定的案例。有較強的計算機開發能力儲備的企業單位都以此為基礎進行過部分開發，滿足了一定的企業業務應用。總體上來說，基于底層圖形庫或者開源算法框架進行的開發，深度較淺，范圍較窄。其可用性，穩定性以及項目投資都超過了絕大多數行業內企業的承受能力。

軟件廠商的數字化電廠解決方案是一份軟件使用授權和技術服務合同。其軟件著作權依舊歸屬于軟件廠商，并不能隨數字化電廠方案一同移交給企業。極大了制約了企業推進數字化電廠的積極性和主動性。

3 自主知識產權的數字化電廠整體規劃方案

3D引擎屬于更加廣義的軟件開發環境，類似微軟的VisualStudio或者IBM的Eclipse但是又有很大不同，3D引擎綜合了大量成熟的開源框架，將最先進的軟件架構技術融合進引擎編輯器，同時將在三維造型，場景渲染，動畫模擬，仿真計算等領域具有領先地位的圖形算法庫打包至其核心框架中，其產品解決方案跨平臺，直接運行于IOS，Android等移動平臺，或者于PC環境，瀏覽器本地插件環境，或者以html5格式于瀏覽器直接運行環境等。其解決方案能夠滿足企業自主知識產權和多樣化需求的需要。

綜合對業主與客戶的多次調研，規劃出數字化電廠的基本系統架構。

企業的數字化電廠系統應用架構可分為三層：數據層、平臺層和應用層，如圖1所示：

圖1 數字化電廠系統應用架構圖

數據層：由模型數據庫、靜態數據庫、動態數據庫組成。模型數據庫中的點云數據庫負責存儲激光掃描數據，三維模型數據庫負責存儲智能化的三維模型。企業已建立的靜態和動態數據庫（例如3D CAD文件、工程文檔、P&ID圖紙、裝置靜態數據、SIS、ERP、EAM、工業監控等）為系統的數據源。

平臺層：由3D引擎在三維模型上提供數字化電廠的三維平臺服務。

應用層：由3D引擎開發實現，同時，結合平臺層導出的標準三維模型，可以集成更多第三方應用。

基于數字化電廠系統應用構架，規劃數字化電廠總體技術架構，如圖2所示。

圖2 數字化電廠技術架構圖

4 數字化電廠的業務功能實現

4.1 工藝狀態監控，設備監測等

基于3D引擎開發數字化電廠系統，在虛擬空間中直觀提供裝置設備運行狀態查詢，實現在虛擬空間中自由漫步，利用數字化電廠進行實時監控等。

4.2 檢修與培訓等

利用數字化電廠進行設備檢修和拆裝培訓，可以極大的提高培訓效果和員工積極性。采用3D引擎復合應用技術進行數字化電廠的規劃能夠滿足業主的需求，經過幾年的探索，工廠的信息化建設已經有了比較完整和穩定的模式，”數字化電廠”是在原有信息化的基礎上的提升，它不是一個獨立的軟件，而是基于平臺化的規劃，配以應用數據的擴展延伸，為各類生產運營系統提供數據支持和關聯，讓各類系統能夠更好的運行，數據能夠最大程度的跨平臺關聯查詢，優化工廠運營管理。

5 對數字化電廠的建議與展望

篇（8）

中圖分類號：TS118 文獻標志碼：A

Building Unmanned Digital Cotton Spinning Mill Based on Intelligent Technology

Abstract： Chinese textile industry is in a critical period for industrial upgrading， and this requires textile machinery producers strengthen their R&D on digital， intelligent spinning equipment to help cotton spinning mills use less labor or build unmanned workshop. Nowadays， although domestic cotton spinning industry has the largest production capacity around the world， most domestic cotton spinning machines are not so good in intelligent performance. To meet the requirements of market， it is significant for textile machinery producers to develop cutting-edge textile machinery applying new ideas and technology， and help to build new intelligent unmanned cotton spinning mill.

Key words： intelligent technology； unmanned digital cotton spinning mill； internet-based； big data

1 引言

近幾年，我國紡織行業的生產成本普遍上漲，大量企業出現了用工成本大幅度上升和招工難并存的局面，而企業自身科技創新能力不足、產品附加值不高，也嚴重了影響紡織企業的競爭力。

與此同時，全球經濟發展方式正在發生深刻變革，科技創新孕育新的突破，“智能制造”已成為世界制造業發展的大趨勢。《經濟學人》2012 年4月發表的“第三次工業革命：制造業與創新”專題報道中闡述了目前由技術創新引發的制造業的深刻變化，指出數字化與智能化的制造技術是“第三次工業革命”的核心技術。

在發達國家，汽車、電子電器、工程機械等行業已大量使用工業機器人自動化生產線，出現了數字化、智能化工廠。近年來，物聯網、云計算、人工智能等領域內各項新技術得到了快速發展和廣泛應用，這將對紡織行業向數字化、網絡化、連續化和集成化、智能化方向轉型發揮強勁的驅動作用。

目前歐、美等發達國家和地區已經有紡織工廠實現了從原料到成品的全流程智能化生產，生產狀況和車間環境實現了集中監控和遠程控制，工人勞動強度大幅降低。作為紡織科技的重要載體，數字化、智能化的紡織工廠將是紡織行業未來重要的發展方向，是現代紡織工業化與信息化深度融合的應用體現。

2 經緯紡機新型無人化棉紡工廠

棉紡是紡織行業最重要的組成部分之一。在國內，棉紡機械較早推廣使用數字化技術，棉紡工廠的自動化水平有了很大的提高，但與國際新技術相比在高速、高產、高質、連續化、智能化及穩定性、可靠性等方面還有很大差距。國外先進紡機具備了高度智能化的功能，生產自動化、連續化程度很高。

作為中國最大的棉紡織成套設備供應商，經緯紡織機械股份有限公司（以下簡稱“經緯紡機”）擁有30多家分、子公司，產品覆蓋清、鋼、并、粗、細、絡、捻、織、染等工藝流程。經緯紡機通過原始創新、集成創新和消化吸收再創新，加強產、學、研間的技術合作與交流，利用棉紡裝備開發平臺協同分、子公司研發和應用當代先進的數字化、智能化技術，致力于打造新型無人化數字棉紡工廠。圖 1 描述了經緯紡機新型無人化數字棉紡工廠的構想。

經緯紡機新型無人化數字棉紡工廠主要由智能化單元設備、車間數據采集與監控系統、智能物流與搬運系統、基于大數據和云計算的智能數據處理與分析等系統組成。數字棉紡工廠提供的棉紡成套工藝方案包括：精梳/緊密紡成套工藝、普梳成套工藝、氣流紡成套工藝。緊密紡流程：清梳聯合機（含清花設備、異性纖維分檢機、梳棉機）頭并并條機條并卷聯合機精梳機末并并條機自動落紗粗紗機集體落紗環錠細紗機細絡聯型自動絡筒機。轉杯紡流程：清梳聯合機并條機轉杯紡紗機。

無人化數字棉紡工廠能夠把傳統上分為多個工序的棉紡裝備通過自動化、連續化、數字化技術集成為一個智能化的整體進行管理，將原來需要大量人工管理的生產流程統一在系統智能管控之下，將原來大量需要人工搬運的原料和半成品實現自動輸送，將原來大量需要一線工人掌握高超技能的操作簡化為裝備的自動化標準操作，各項生產工藝數據實現自動采集分析、預測。無人化數字棉紡工廠是現代紡織工業化、信息化、智能化融合的綜合體現，也是實現智能化紡織的必經之路。 2.1 棉紡單機設備由機電一體化走向智能化

智能化紡織機械是在原有機電一體化設備的基礎上，通過數字化和計算機技術，融合傳感器技術、信息科學、人工智能等新思想、新方法，模擬人類智能，使其具有感知、推理和邏輯分析功能，以實現自適應、自學習、自組織、自主決策能力。比如，紡織過程各種工藝參數、運行狀態能夠在線檢測、顯示和自動調節；機臺具有自適應的生產控制、智能化加工編程、故障自動診斷、遠程監控等功能。智能化紡織機械是新型無人化數字棉紡工廠的重要組成部分，表 1列出了幾種主要棉紡單機的作用和智能化功能。

綜上所述，棉紡機械單機的智能化主要體現為：（1）在機電一體化的基礎上進一步融合機器視覺、模式識別等技術實現質量在線監測系統，如異纖分檢機、自動絡筒機的斷紗智能檢測裝置和空管自動識別裝置；（2）先進控制技術的應用：并條機自調勻整系統、細紗機集體落紗全過程恒張力控制技術、半自動轉杯紡紗機張力精確控制系統；（3）先進的驅動技術，有變頻調速、交流伺服、步進電機等；（4）聯網接口、RFID射頻識別、現場總線和人機界面，實現工藝參數、運行狀態的在線監測、顯示和自動調節，使機器運行在最優狀態，具備故障顯示和自動排除、遠程診斷和服務等功能。

2.2 棉紡工序連續化

隨著紡織工廠自動化水平的提高，單機自動化已經無法滿足紡織行業發展的需求。通過智能化技術將紡紗工序進行合理的硬連接或軟連接，實現工序連續化已經成為棉紡工廠目前的迫切需求，并為最終實現紡紗全自動化鋪平道路。

2.2.1 聯合機

聯合機是將不同工序設備進行有機的自動聯結，如：清梳聯、粗細聯、細絡聯等，使部分紡紗工序連續化，實現少人或無人管理的從原棉到成品紗的連續生產。

（1）清梳聯：將清花工序與梳棉工序組合成一條新的生產線，實現棉纖維的抓取、開松、除雜、混合、梳理自動聯接，直接生成棉條。該設備精確配合自調勻整系統，對棉流、棉箱、棉層、棉條進行智能控制；工藝參數在線調整、數據實時采集、傳遞；設備故障自動診斷和維護。

（2）粗細聯軌道自動輸送系統：與自動落紗粗紗機配合，使用空中電動軌道小車系統EMS（Electrified Monorail Systems）牽引運紗單元將滿筒粗紗送至滿筒紗庫，待細紗機發出需求信號后再將滿筒粗紗送至細紗機；將細紗機用完的空管送回空管庫，待粗紗機發出需求信號后再將空管送至粗紗機，供粗紗機自動落紗使用，實現粗細聯。

（3）細絡聯：在細紗機和自動絡筒機之間增加一個軌道聯接系統，其主要功能是將經細紗機自動落紗裝置落下的管紗自動運輸到自動絡筒機進行絡紗，并將空管自動運回到細紗機。經緯紡機研發的新型細絡聯型自動絡筒機，可以與細紗機直接連接，自動落紗、生頭、插管、換管、空管返回，實現了管紗從細紗機到絡筒機的自動輸送，改善紗線的清潔情況，避免紗線的接觸損傷，減少毛羽增量，生產效率大大提高。

2.2.2 智能化柔性物流倉儲系統

自動導引車AGV（automated guided vehicle）、電動軌道小車系統EMS與機器人技術在一些現代制造企業，比如汽車制造等領域已廣泛應用，但是在棉紡行業中尚無應用。AGV、EMS系統配有電磁、磁條、光學、視覺等自動導引裝置，按規定的導引路線自動行駛，用于多功能運輸，是一個完全自動化、智能化的系統。

AGV、EMS系統具有自動導航、優化路線、自動作業、交通管理、車輛調度、安全避碰、自動充電、自動診斷、多傳感器控制、網絡交互等功能。數字棉紡工廠利用AGV、EMS系統與機器人技術，實現智能物流系統的柔性搬運、傳輸、打包等功能，包括條桶智能輸送系統、精梳棉卷智能輸送系統、粗紗空中輸送系統、筒紗智能整理輸送與包裝系統等。

2.3 網絡化、智能化系統實現棉紡工廠管控一體化

2.3.1 棉紡設備網絡監控和管理系統

棉紡設備網絡監控和管理系統利用傳感器、通信、總線、數據庫、物聯網等技術，把棉紡廠單機設備的運轉數據、產量數據、質量數據（如異纖分檢機、電子清紗器等）、設備的用電數據、人員、環境溫濕度、空壓、除塵系統、電力供應、ERP數據等相互獨立的信息流集成在一個平臺上，消除生產過程的黑箱運行，實現紡織工廠的敏捷化、透明化、數字化生產和現代化管理。

該系統以數據采集為基礎，實時顯示設備的狀態，記錄主機設備運行的各種數據；可按班組、員工、品種自動統計報表；實時記錄設備的每個狀態變化，如細紗機的落紗次數、落紗時間、落紗長度；把數據轉換為狀態的管理報警，如速度過高、CV值過高的報警；車間環境智能監控系統，可對溫濕度、空壓、粉塵濃度等環境狀況進行監控，使得電力供應統一調度，工廠少人或無人值守，為各種設備的運行維護提供有利工具。

該系統通過有線或無線網絡把棉紡工廠的各個單元聯接起來，消除信息孤島，構建全廠信息流，實現生產高效的管理；可對整個工廠的各種資源（如設備、能源、人員等）進行優化配置，提高效率，降低能耗；提高棉紡工廠的智能化、信息化、管控一體化水平。

2.3.2 大數據、云計算技術、物聯網技術的融合

隨著信息化的發展，棉紡工業將應對大數據時代來臨的挑戰。數字化紡織工廠設備（棉紡設備、輔助設備）眾多，棉紡設備網絡監控和管理系統實時采集成千上萬個傳感器的數據，并生成各種統計圖表。企業ERP系統每天都在生成大量數據和報表。圖 2 展示了數字化棉紡工廠信息數據處理流程圖。這些數據不僅體量巨大，而且種類多樣、實時性強。面對大數據，處理數據的效率就是企業的生命，傳統關系型數據庫對其難以存儲，單機數據分析統計工具也無法對其處理。

擁有數千萬臺機器的大規模并行運行的云計算平臺為這些海量數據提供了廉價的存儲空間和超強的計算能力。云存儲不僅為數字棉紡工廠提供了遠端大容量存儲空間，而且可以對這些數據進行管理，如對重要數據進行本地與云端的兩級備份。另外，還可通過web方式、PC客戶端、手機客戶端等形式訪問數據，對設備狀態進行監控，對生產進行控制和管理等。

大數據的核心是要獲得數據價值，數據需要理解才能轉化為有用的信息，最關鍵的部分是數據分析。打造智能化的數字棉紡工廠，就要依靠專家系統與智能軟件對大數據進行自動分析、歸納推理，從中挖掘出潛在的模式，調節紡織機械設備達到最優的狀態，進而更好地控制生產，同時將有用的信息反饋給管理者幫助其正確決策、執行，減少風險。隨著網絡化、數字化技術的發展，基于機器學習、統計學、數據庫、可視化等技術的數據挖掘方法有了很大的進步。利用數據挖掘技術對采集的數據進行分類統計、對比分析、關聯分析、聚類分析、異常分析、預測分析等，能夠及時發現設備的問題，并對生產異常狀況進行報警、預測、判斷和敏捷響應。

大數據和云計算技術相輔相成，與棉紡設備網絡監控和管理系統、企業ERP等系統的融合，將會對棉紡企業帶來革命性的影響，改變企業傳統的管理和運營模式，成為企業的神經系統及決策中心，能有效降低管理成本，提高生產、商務和服務的智能化水平。

3 結論與展望

新型無人化數字棉紡工廠實現了從原料到筒紗的自動化生產流程；從工廠環境輔助設備的監控到設備運轉數據的采集；從設備單元的自動化、智能化到工廠生產的連續化、網絡化、智能化，并最終實現少人化、無人化管理。智能棉紡設備具有高速、高產、高效的性能，能極大提高成紗品質和產品附加值。聯合機和基于AGV、EMS、機器人系統的物流倉儲系統實現了棉紡工序之間的剛/柔性聯接，保證了全流程運行的穩定性、可靠性、連續性，極大地提高了生產效率。大數據和云計算技術將助力棉紡設備網絡監控和管理系統、ERP系統，提高棉紡工廠的信息化水平。因此，利用智能化技術，融合新思想、新技術，打造新型無人化數字棉紡工廠將成為當前和今后一段時期內紡織裝備企業的主要任務之一。

建設新型無人化數字棉紡工廠，將對加快棉紡企業的轉型升級，提高生產效率、技術水平和產品質量，降低能源、資源消耗，節約用工成本，實現紡紗生產過程的數字化、智能化、網絡化，提高企業競爭力，在應對國際挑戰中發揮重要作用。因此，智能化數字棉紡工廠將會給紡織行業、紡機制造業帶來巨大的經濟效益和社會效益，具有良好的發展前景。

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近年來，各行業企業對現代化經濟運營管理模式重要性的認識不斷加深，并加大了現代化經營管理模式的創新探索，礦山企業在創新理念指導發展中對新型管理模式的探索尤其典型。礦山企業在創新發展中立足于資源不可持續現狀進行了技術、裝備、管理、效益等綜合化的管理系統探索，以統籌全面推進企業資源開發與經濟運行。本文以新型礦山企業選廠隱蔽工程建設為例，著重分析探討隱蔽工程建設規劃中的信息技術特點與要點。

1 基礎數據的整合處理

現階段，眾多現代化的新型企業在選廠隱蔽工程構建工作中均基于數字化互聯網軟件信息平臺技術與企業實際情況進行了數字化技術應用說明與管理文件制定，如部分礦山企業選廠隱蔽工程數字化管理模式建設過程中制定了“基礎數據收集、整合、分析處理及管理規范說明”等，該類說明、指導性文件為選廠隱蔽工程數字化工程建設提供了數據整合、收集工作指導，也最大程度的保證了數字化隱蔽工程建設資料與數據收集、整合的完整性、有效性與準確性。

1.1 基礎數據內容

現代企業工廠建設工作中會涉及到選廠地表與地形、工廠生產作業場地、地下管線、廠區供電線路等基本設備與設施，構建信息化的選廠隱蔽工程要實現完善的統籌化的管理，需要在隱蔽工程基礎信息收集與整合管理中掌控選廠隱蔽工程建設相關的資料信息，主要包括選廠地表資料、場地資料、相關信息擋案和各種線路資料等。

1.2 數據收集與分析處理

選廠場地的地表裝置與設施資料的獲取一般借助GPS測量設備進行實際的測量，并就測量數據構建起宏大的、系統的信息框架，進而為數據的建設提供信息指導與依據。礦業、工廠或企業選廠隱蔽工程建設均具備不斷深入更新的特點。選廠場地中地下設施信息的獲取是依據設計圖紙與施工信息等資料。選廠隱蔽工程數字化建設應用中多是整合信息形成三維化的數據模型，進而進行統籌數字化運行管理。

2 數字化模型構建與實際應用

2.1 三維可視化數字模型的構建

在基礎信息收集與整合工作中要依據地表地形信息資料進行科學標高賦值，在實際信息資料的基礎上計算出對等、科學的圖紙信息數據，進而構建制定符合實際的三維地表地形模型，以為后期選廠隱蔽工程數字化建設提供信息基礎。

2.1.1 地表設施三維可視化模型構建

地表地形三維數字化模型的構建工作中以圖紙信息中二維地表坐標等信息進行科學計算轉換，后在數字化可視模型建設中進行對等的高程賦值，形成三維模型。

2.1.2 地下管線系統矢量化

工廠、礦山選廠建設過程中為保證正常的生產與生活，需要在場地區域內鋪設多種管道設備，常見的管道設備有電力、排水、熱力、通信等，另外不同行業的選廠隱蔽工程建設還包括不同的地下管道設備，如礦業企業選廠建設中必備供水、回水，礦漿工藝管線等。需要注意的是在地下管線設備三維可視化數字化工作中要將不同用途的地下管道進行區別分類，進而在數字化模型構建中建立完善的圖標，增加模型的可讀性。地下管線設備的矢量化最大的特點便是顏色區別管理，這也是地下設備三維可視化的基礎。

2.1.3 地表數字模型與地下矢量模型的整合

三維數字化模型圖表的應用還需要地表與地下三維圖復合處理，這是制定三維數字化模型形成的最后環節。在選廠隱蔽工程數字化建設應用中選取任一點三維坐標進行空間處理，形成三維復合處理，該種模型處理方法還能間接優化選廠隱蔽工程建設方案，減少建設投資。

2.2 三維數字化模型的應用

選廠隱蔽工程三維數字化模型應用需要涵蓋模型建立與儲量計算、選廠隱蔽工程規劃與設計、統籌管理等環節，筆者以礦山選廠隱蔽工程數字化模型應用為例，著重分析了三維數字化模型的應用與實踐要點。

2.2.1 可視化模型構建與儲量計算

礦業選廠隱蔽工程數字化建設工作多是在獲取地質勘察數據的基礎上進行信息整合與管理，進而指導礦床地質模型的構建。礦床可視化模型的構建在地質圖件編制管理與研究的基礎上計算礦床儲量，為礦業工廠資源開發規劃提供有效的優化指導。

2.2.2 選廠隱蔽工程規劃與設計科學度提升

礦業選廠三維模型構建過程中要進行地質儲量計算，該計算工作中以規劃與設計軟件為主要工具，能夠為選廠規劃與設計提供優化思路，進而為選廠生產計劃的動態化調整、完善提供指導。將三維可視化模型應用于選廠隱蔽工程數字化建設中利于資源的合理利用，對于科學、系統的經營管理模式運行作用十分突出，還能降低生產成本。

現階段，三維數字化模型的應用不斷推廣，選廠隱蔽工程數字化建設過程中建設三維化的管控模型能夠有效利用整個工程原始數據，并提升工程統籌管理的科學化水平。

3 隱蔽工程的系統優化布局

選廠隱蔽工程數字化模型建立工作是以工程規劃方案為基礎，充分利用各種信息化技術與三維可視圖來進行工程優化布局。

現階段，礦業工廠或企業在選廠隱蔽工程建設中多是借助于Surpac數據處理軟件進行信息處理，該信息處理平臺在應用中能夠為工程規劃方案優化提供隱蔽工程整體布局可視圖，進而提供選廠內物流流暢程度、占地情況、運輸距離、安全保證、功能區規劃等基本信息，為選廠隱蔽工程數字化建設方案優化提供科學的信息指導。此外，選廠隱蔽工程數字化工程建設中能夠借助三維可視化圖表進行優化布局，還能最大程度的實現場地利用與成本最低化。

4 選廠隱蔽工程數字化研究成果總結

選廠隱蔽工程數字化經驗研究表明隱蔽工程數字化建設能夠借助可視化的三維模型來指導隱蔽工程布局，從根本上改善廠區內各環節基礎設施建設狀況，尤其能夠改善選廠內部的交通設施條件。數字化的應用模型應用中礦業等各領域選廠隱蔽工程建設中能夠提供不同的廠址方案，對于提升選廠方案的科學化水平作用突出，這些信息化的數字指導有利于選廠隱蔽工程建設成本控制。

選廠隱蔽工程數字化還融入了同步更新系統，能夠保證工程建設數據庫的動態化，這樣能夠為隱蔽工程建設提供科學、實用的指導。

選廠隱蔽工程數字化建設過程中著重針對場地地表與地下設備進行了可視化模型設計，為選廠隱蔽工程建設提供直觀化的管控平臺，也增加了選廠隱蔽工程建設工作中的技術含量，為現代化項目管理運營模式的構建與應用提供便利基礎。

5 結語

本文著重分析了選廠隱蔽工程數字化應用要點與特點。選廠隱蔽工程數字化建設主要是在收集、整合信息、分析處理的基礎上構建可視化的三維模型，進而借助可視化的數字化模型指導選廠隱蔽工程建設，并為隱蔽工程建設提供方案優化信息指導與參照，這種數字化的管理運行模式已經成為當前各領域選廠隱蔽工程建設工作中的主流，能夠為選廠隱蔽工程建設科學化水平提供保證，值得實踐推廣應用。此外，筆者認為在選廠隱蔽工程數字化建設工作中經過借助信息化的管理技術不斷總結經驗，并在經驗完善過程中優化提升選廠隱蔽工程建設規劃方案的科學化水平。

參考文獻：

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SEWC是Siemens在德國之外的首家數字化企業。在該企業的數字化企業平臺中，包含企業層、生產管理層、操作層、控制層、現場層和生產流程幾個部分構成，其中，Siemens PLM Software的系統軟件（NX、Teamcenter和Tecnomatix等）與Siemens的PLC、工控設備等一起，搭建了一個完整的企業業務的全數字化平臺和物理執行平臺，真實展現了未來工業企業數字化、自動化、綠色化和虛擬化的特征。

2013年10月底，西門子股份公司管理委員會成員、西門子工業業務領域首席執行官魯思沃教授在中國工程院主辦的交流會議上首次談到了“工業4.0”的話題，他認為，在“工業4.0”時代，虛擬世界將與現實世界相融合。通過虛擬生產結合現實的生產方式，未來制造業將實現更高的工程效率、更短的上市時間，以及更高的生產靈活性。

事實上，最早提出“工業4.0”想法的是德國的一些政府研究機構，“德國政府所提出的工業4.0核心是Cyber-Physical System（信息物理融合系統），如今還只是一個愿景，但Siemens PLM Software今天和明天所做的事情是：全面整合優化產品生命周期和制造的生命周期。”Siemens PLM Software大中華區售前技術總監方志剛在接受采訪時將所謂“工業4.0”做了更現實的解讀。

筆者就工業4.0的話題對梁乃明和方志剛進行了采訪。

CAD雜志：Siemens PLM Software在“工業4.0”中發揮著怎樣的作用？

方志剛： 第四次工業革命的基礎是虛擬世界和物理世界的整合。Siemens PLM Software負責虛擬世界的產品生命周期管理，具體包括設計、制造、仿真一體化軟件NX，全生命周期管理軟件Teamcenter和數字化制造軟件Tecnomatix。而西門子的數字化企業解決方案將現實和虛擬的生產世界相結合，著力推動制造業未來的發展。其持續的創新能力、完整的產品線和豐富的行業知識，為“工業 4.0”的到來奠定了堅實基礎。

CAD雜志：此次SEWC展示的數字化工業企業是采用西門子的軟硬件產品共同構成，對于其他尋求改造升級的企業來講，如果采用其他的硬件設備，是否會影響Siemens PLM Software的軟件產品在數字化工廠建設當中發揮的作用？

梁乃明：在集成方面，SEWC是最佳的一個例子——用Siemens的產品生產Siemens——這是用自己最好的科技實踐出來的，也可能是最容易，或者最完美、最簡潔的解決方案，當然這并不絕對。今天Siemens PLM Software的軟件研發是采取開放式平臺，例如Teamcenter不僅可以管理NX產品的數據，也可以管理我們競爭對手的研發數據。所以，從我們的軟件開發理念來講，我們是開放式的平臺。當然，有些客戶希望進一步提高開放的程度和深度，但是，越開放的代價就是執行起來越復雜，挑戰就越多，集成方面的成本、維修、運營的挑戰都會加大，因此需要控制在一定的范圍內。總地來說，我們希望以我們的經驗和專業知識在西門子內部開始率先實施SENC這樣一個代表性的案例，給我們國內的客戶做一個樣板出來。但是并不表示我們只能基于Siemens的硬件系統來建設數字化工廠的。

CAD雜志：那些想要建設數字化工廠的企業，應該具有怎樣的信息化基礎？這些企業是否需要采用SiemensPLM Software的全套軟件產品？

方志剛：信息化的基礎沒有明確的要求。一般來講，信息化要求標準化、精細化和透明化，在一個管理粗放、不透明、不規范的企業推行信息化的挑戰相對要大一些。Siemens PLM Software有實力、有大的格局，忠實地實行開放系統戰略，不會要求客戶采取全套軟件產品，我們可以根據客戶的需要對產品進行配置、剪裁和配置，為客戶提供投資回報最優的解決方案。

CAD雜志：Siemens PLM Software是否會對針對構建數字化工廠的需求推出更具針對性的解決方案，以減少在構建全數字化工廠過程中的軟件重新配置？

方志剛： 是的， Siemens PLM Software從兩年前開始加強了在行業解決方案的投資，目前推出了一系列“行業催化劑”軟件包，基于我們的標準平臺，可以減少客戶的投資并加速實施，早日實現業務價值。

CAD雜志：您認為信息化手段對于現在的企業意味著什么？