工厂数字化管理汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇工厂数字化管理范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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[关键词]数字化 ；长输管道； 采集

中图分类号：TE973 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）14-0194-01

1、数字化在管道施工阶段的重要性

管道建设属于隐蔽工程，承接工程项目的施工单位分布在全国各地，工程施工人员流动性较高，如果在施工过程中不对管道施工数据和属性数据进行及时采集，待管道建成投产后，按照传统的资料管理方式，项目竣工后为业主方提供的竣工资料，很多重要的现场施工数据将永远无法补救，资料的准确性难以得到有效保证。即使后期采用探测手段对部分数据进行补录，与施工阶段同步采集数据相比，不仅数据的准确性和完整性将大打折扣，同时耗费的人力、物力成本也将成倍增加。

2、数字化的施工阶段

数字化管道建设可以分为三个阶段，勘察设计阶段，工程建设阶段和运营管理阶段。这三个阶段是互相衔接，互为数据源的。加强施工阶段的数字化管理是保证数字化管道能真正数字化的重要环节；现结合漠大管道输油工程说明施工阶段数字化管理的重要性。

2.1测量放线

测量放线的准确性是保证施工中的每道工序都能严格按照施工图纸进行施工的重要环节，只有测量放线数据的准确才能保证后续工序的准确。数字化系统可以协助施工单位足不出户就可以查看施工作业带内的地面障碍物，如果土地协调不通需要变更线路走向就会选择最优的线路提供给设计人员审核，待审核通过后便可进行后续工作。

2.1.1放施工作业带边线

测量放线的坐标数据是勘查设计时产生的重要数据，测量放线时把设计图纸中控制桩、转交桩坐标输入GPS实时动态RTK中依线路控制点位参考基站，流动站采用快速静态模式进行测量，从而测量出准确的管道管沟中线，然后再根据图纸要求向左右两侧分别偏移12m，10m，找出施工作业带的两条边线后放线。见管道施工作业带示意图：

2.1.2放布管线

由于我们采用的是管道沟上组对、焊接的施工方法施工。所以布管线的准确性也很重要，是我们把关的重要环节之一。作业带清理完毕后，管线布管之前必须放布管线。布管线的放线方法同样是在管沟中线的基础上向左或右偏移3.5m保证管道与管沟上口边缘净间距≥1.0m，使挖掘机挖沟时有足够的间距，而不至于碰伤钢管防腐层，还能保证管沟能按管沟开挖前放好的挖沟线挖沟。布管线放线完毕，经比对检查无误后，再进行布管、组对、焊接等工序的施工。

2.1.3放管线挖沟线

管沟挖沟中线的放线是测量放线中作为重要的一步，管沟开挖之前必须测量管沟中心线和转交桩，测量放线完毕，并且核实无误后方可开挖管沟。开挖管沟前给挖沟机组作业人员进行技术交底，要求作业人员必须严格按照挖沟线挖沟。

管道施工采用数字化技术后可以直接用GPS RTK测量放线，GPS RTK测量放线比原来采用经纬仪或全站仪测量放线大大提高了测量的精准度；流动站和参考基站之间的间距8-10km之内的作业带均可测量放线，并且不用考虑作业带内的障碍物影响视线等问题，作业带清理之前不用移桩、栓桩和护桩，大大缩短了测量放线的施工用时。由于测量放线的准确度是保证管线按图纸施工至关重要的一步，所以采用GPS实时动态RTK测量放线更体现了数字化管道在施工阶段的优越性。测量放线的每个环节都能采集所放线的坐标，我们采用CAD技术把图纸中线成果表中的坐标转化成可视的线路图形，然后把测量人员现场测量完毕采集的坐标数据一一输入比对来把关测量放线各个环节的准确性。

3、数字化管道各施工工序数据采集

数字化管道施工中管道焊接记录表中记录了焊口编号，与之相对应的钢管信息，如钢管规格型号、钢管管号、钢管长度、防腐等级、施焊机组、日期、采用的焊接工艺规程编号和是否返修等信息；焊口补口记录中记录了每道焊口补口类型、所用补口材料的名称、规格型号、生产厂家和生产批次等信息；管道竣工测量成果表、管道沿线地下障碍物信息记录、顶管穿越管道检查记录等表，记录了每道焊口的GPS全球定位系统采的大地坐标数据和高程，水平拐点和纵向边坡点的坐标值和管道埋深；管道穿越公路、铁路、河流和地下障碍物（地下管道、光缆、电缆等）准确坐标值、交叉角度、净间距和障碍物的名称、所属单位、障碍物的简单描述等数据信息和属性信息；每段施压段的基本情况和无法试压连头焊口的基本信息和无法试压原因等；这些数据全过程地记录在“数字化管道系统中”，一旦出现问题，即可进行逆性数据跟踪，查出问题源头。

管道数据的采集是否及时，准确是至关重要的，为保证各项数据采集的准确性、完整性及一致性，防止出现竣工资料与实际情况不符、管道线位不准、管道技术数据错误等问题，要求现场机组技术人员必须及时采集相关数据信息，要求当天采集的数据必须当天完成表格的填写和上报，而且PC技术管理人员也会及时到施工现场抽查，检验和管线走向CAD技术对比等工作，争取把错误消灭在萌芽之中。

4、数字化管道的意义

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一、引言

语音室是一个学校英语专业和公共基础课教学体系的一个重要组成部分，承担外语语言实验教学的任务，是培养学生的听说读写译等综合运用能力的重要教学试验场地，是进行外语教学，提高学生外语能力的基础设施，随着网络及多媒体技术的快速发展，以及教育改革的深化，促进了信息技术的高速发展，大量新的教育信息技术融入了多媒体语言教学课堂，进一步推进了外语教学改革的不断深入和发展！

二、网络化多媒体语音实验室的基本情况

我院的语音室是基于PC架构设计，全面训练与评测学生听说读写译技能的教学与管理的设备，可以实现以下的几项功能：1、广播教学，目的是将教师机的画面转播给学生，教师可以通过麦克风、耳机等与已联机的学生进行沟通，从而达到课堂教学的目的。2、声音广播，功能是将教师端的教师麦克风声音和电脑声音均广播给学生。3、口语训练，主要针对语言教学领域，教师可以通过这个功能锻炼学生的口语能力，提升口语水平。4、学生示范，即教师选择一名学生向教师和其他学生演示她的桌面操作，在示范过程中，教师可以控制该学生的鼠标和键盘，还可以与选中的学生进行对话，并让其他学生听到他们之间的对话，5、网络影院，是由频道和添加的文件组成，频道就是一组学生的活动空间，各频道之间的学生可以互不干扰的进行观看该频道内播放的媒体文件，教师通过新建的多个频道同时播放多个教学内容，学生可以根据自己的喜好，切换不同的频道观看各个频道当前播放的教学内容。6、复读机，可以打开媒体文件和复读课件对学生进行复读训练，不直播时，复读机是一个单机播放器，它的主要功能是对学生进行口语训练，以及对学生进行A/B组的播放，以便进行口语和口译考试。7、外接设备直播，系统默认设置4路外接设备，分别是：视频展台、录音机、笔记本和摄像头，教师可以在选项里自定义这些外接设备，向学生展示多路画面，可以对画面和声音进行预览和监听，音视频直播。

三、语音室的日常管理

1、制度管理。为了保证语音室的正常运行，需要建立健全完善的制度化管理体制，为此，我们制订了《语音室使用守则及处罚条例》、《语音室使用细则》、《语音室规章制度》、《语音室安全规则》、《语音室管理人员岗位职责》等各种规章制度，教师和学生都要遵守，按要求使用语音室，从而保证语音室的规范化运行，更好地为外语教学工作服务.

2、对设备的管理。每台语音设备都配有计算机、高灵敏度耳机等重要配件，为了保证语音室的正常和长期使用，语音室管理人员要在语音室开始使用前十五分钟开门，在设备开始使用之前，要对设备进行检查，确认完好无故障之后才能使用，使用结束后对设备的软硬件进行检查，确认下次使用的设备室完好，然后对设备进行断电处理，防止因为超负荷运转导致设备的损坏。网络数字化语音室都配有网络，为避免因为中毒造成的设备损坏，应在设备上安装杀毒软件，还要给设备安装还原卡，做好GHOST备份，这样可以有效的进行维护，可以在下次开机时重新恢复到原来的最初状态，还可以在短时间内恢复成一个全新的系统，保证教学秩序的正常运行！

3、对学生的管理。学生是语音室的主要使用者，学生在语音室上课的时候，必须根据学号按照固定位置就座，不得随意更改和变动座位，不得在显示器和桌面上乱写乱画，不得在语音室内随意乱扔果皮等垃圾，对因为人为原因造成的设备损坏，还要严肃处理并根据处罚条例赔偿设备损失，学生入座后需检查设备的完好情况，如出现故障，需及时登记并处理，以免影响正常教学！

四、上课教师的管理

任课教师对语音室功能的掌握直接影响到语音室的使用，作为语音室的直接操作者，应当对新进的教师和对计算机专业技术不太熟悉的教师提前进行培训，这样才能避免因为教师对设备的不熟悉而造成的损坏，方便其更好地使用语音室。

五、管理教师的管理

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1.电力自动化和智能化概述

近年来随着城乡电网改造的进行，自动化无功补偿技术在各地低压配电网的公用配变被广泛应用，它是基于网络技术和计算机技术发展而形成的。特点是将发电厂、变电站、输配电网络、用户集成起来，其目标就是通过系统的融合达到对电力生产到供应全过程的自动化检测和控制，从而保证供电过程的高效化和节能性。具体看，就是电力系统在发电、供电和变电的实现过程中，将一些设备组合起来，在计算机和可控电子元件的帮助下，实现切断和接通、改变或者调整电压的方式控制电力的流动，以此实现了供电的自动化。其中电力系统的自动化主要包括的子系统有：电网调度自动化、发电厂自动化、电力系统的信息传输、电力系统故障处理自动化、供电系统自动化、网络管理自动化等等。整个体系建立的最终目的就是实现在电力生产－传输－使用过程中实现无障碍的自动化控制，让电力供应更加的高效、低耗、安全[1]。

在这里应当注意的是，自动化和智能监控管理是密不可分的，因为自动化的实现就是电力系统管理的智能化，也就是利用自动化的网络实现对系统各个环节动作的自动化运行，并可以根据供电情况来实现智能化的调整和切换，从而实现“无人值守”化的电力网络运行，这样既可以保证人员安全，也可以防止人为误动的损失。可见实现自动化智能网络控制系统是电力网络自动化的最终目标。

2.电力系统无功补偿技术要点

2.1 在补偿中容量的确定

补偿容量的确定是补偿的关键参数，也是实现智能补偿的基础数据，这一数据的确定是一个较为复杂的过程，其计算也是根据不同的供电系统和使用用户来确定的，也只有确定了补偿容量才能实现系统的正常运转。例如：在一般的线路补偿中，都要考虑到动力类的负荷，估计配变的功率因数为0.75上下，如果设计在满负荷的状态下，功率因数提高0.9的话，这时根据电网的运行经验可以得出补偿的容量一般为变压器额定的20-30%。

2.2 常规补偿方式的选择

一般的补偿方式有三项共补、分相补偿、综合补偿（共补和分补共用），如在供电系统中，需要补偿的容量超过60kvar的时采用综合补偿。

2.3 系统补偿级数的选择

补偿级数也就是电容的分组数量，如果级数越多，补偿精度就越高，但是也会增加装置的成本，也增加了设备的体积。所以在选择级数的时候要综合考虑合理选取。

2.4 系统投切方式

在选择该方式的时候，尽量减小装置的体积，简化结构，提高可靠性，也就是让电容器安装一定的容量比分组，通过自动化软件进行组合投切。

3.电力系统自动化中的智能无功补偿技术

3.1 智能补偿方式选取

在自动化智能无功补偿中，对补偿方式的选取应遵循：1）固定补偿和动态化补偿相结合的原则，随着生产技术的发展，电力系统面对的载荷也越来越复杂，电网对无功补偿的要求也随之提高，因此传统的固定补偿已经不足以满足需求，动态化的补偿技术的采用是与智能化相配合最佳方式。2）采取综合补偿的方法实现智能补偿，一些新的设备的使用使得两相用电量增大，电网中三相不平衡的情况加剧，三相共补的方式显然已经不再适用，而采用单相补偿的成本又较大。所以在智能补偿系统中应根据实际的情况采用共分结合的补偿方法，以此实现效果和效益的双赢。3）稳定态补偿和快速跟踪补偿相结合，这样的方式可以实现灵活补偿，也是未来发展的一个重要趋势［2］。

3.2 智能补偿的投切开关选用

目前比较常见的投切开关主要有以下几种：1）过零触发固态继电器。这种设备的特点是动作快，在投切的过程中没有对电网的冲击、物涌流、使用寿命长；但是会产生一定的功耗和谐波。2）机电一体化的复合智能开关。这种开关是交流接触器和固态继电器并联运行，这就综合了两种开关的优点，即可实现快速的投切也可以降低功耗，但是其成本和可靠性影响了推广。3）机电一体化的智能真空开关。这种开关采用的是低压真空灭弧室和永磁操作机构，可以实现电容过零投切，也可适用电容器串联电抗器回路的投切，特点是寿命长、可靠性高。

3.3 智能补偿的无功控制措施

主要的工作原理：计算机采集三相电压、电流，跟踪系统中的无功变化，把无功功率变为控制物理量，以用户设定的功率因数为投切的参考限量，并按照模糊控制理论智能化的选择电容器组合，智能投切是针对星－角结合情况。电容投切控制采用智能的控制理论，自动及时的投切电容补偿和补偿无功功率容量。根据配电系统三相中每一相无功功率的大小智能化的选择电容器组合，根据取平补齐的原则投入到电网中，提高了补偿精度。主要措施有：1）电压限制条件的科学化。智能系统中设定过、欠电压保护值，可设置禁投、

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禁切电压值，具缺相保护功能，以无功功率设定投切限值。2）设置投切延时。延时时间可调，同组的电容投切动作时间间隔可以设置，对快速跟踪补偿设置可以为零[3]。

4.智能无功补偿参数的计算方法

在智能无功补偿中需要对一些具体的数据进行计算，以调整系统的参数，以下是一些参数的计算方式。

4.1 补偿前线路功率因数计算

先选定有代表性的时间段，根据变电站出线单位时间的有功电量和无功电量，计算线路的功率因数，即：

式中：λ1－线路补偿前功率因数；AY－线路有功电量；AW－线路无电量。

4.2 最小和最大有功功率

变电站出线可根据线路最小和最大电流及母线电压、功率因数，计算最小和最大有功功率，即：

式中：Px，Pd－线路最小和最大有功功率；Ix，Id－线路最小和最大电流；U－10kV母线电压；cosφ1－线路补偿前功率因数。

4.3 线路补偿容量

1）最小补偿容量：根据线路最小负荷和补偿前、后功率因数，计算出线路最小补偿容量，作为固定补偿（定补）容量。这是为了防止当线路运行在最低负荷时（如夜间），因线路过补偿而向系统倒送无功功率引起线损升高。

式中：Qx－线路最小补偿容量；cosφ2－线路补偿后功率因数。

2）最大补偿容量：根据线路最大负荷和补偿前、后功率因数，计算出线路最大补偿容量。

式中：Qd－线路最大补偿容量，单位kvar。

5.小结

总之，随着科技的快速发展进步，高科技企业的增加，电力企业在如何更好地满足用户不断提高的需求的同时，还要对用户电网进行更全面的治理、监控，在这个过程中，将有各种新技术、新设备发展起来，未来的自动化无功补偿技术将会更加经济有效。

参考文献

[1]江海涛.浅谈电力自动化技术的发展[J].硅谷,

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数字化工厂是以制造产品和提供服务的企业为核心，由核心企业以及一切相关联的成员构成，使所有运营信息数字化的动态“组织”。通过数字化工厂信息系统有效地组织控制人流、物流、资金流和信息流，实现组织内部所有成员之间的高度协作和资源共享，为客户提供满意的产品和服务。而数字化工厂工作流管理系统作为数字化工厂信息系统的基础，是协调数字化工厂成员内部、成员相互间的各项活动的具体执行者。数字化工厂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。是现代数字制造技术与计算机仿真技术相结合的产物，同时具有其鲜明的特征。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。

一、数字化工厂概述

数字化工厂（DF）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。在设计部分，CAD和PDM系统的应用已相当普及；在生产部分，ERP等相关的信息系统也获得了相当的普及，但在解决“如何制造工艺设计”这一关键环节上，大部分国内企业还没有实现有效的计算机辅助治理机制，“数字化工厂”技术与系统作为新型的制造系统，紧承着虚拟样机（VP）和虚拟制造（VM）的数字化辅助工程，提供了一个制造工艺信息平台，能够对整个制造过程进行设计规划，模拟仿真和治理，并将制造信息及时地与相关部分、供应商共享，从而实现虚拟制造和并行工程，保障生产的顺利进行。“数字化工厂”规划系统通过同一的数据平台，通过具体的规划设计和验证预见所有的制造任务，在进步质量的同时减少设计时间，加速产品开发周期，消除浪费，减少为了完成某项任务所需的资源数目等，实现主机厂内部、生产线供给商、工装夹具供给商等的并行工程。数字化工厂（DF）是企业数字化辅助工程新的发展阶段，包括产品开发数字化、生产准备数字化、制造数字化、管理数字化、营销数字化。除了要对产品开发过程进行建模与仿真外，还要根据产品的变化对生产系统的重组和运行进行仿真，使生产系统在投入运行前就了解系统的使用性能，分析其可靠性、经济性、质量、工期等，为生产过程优化和网络制造提供支持。

二、数字化工厂的关键技术

通常研究的制造系统是非线性离散化系统，需要建立产品模型、资源模型制造设备、材料、能源、工夹具、生产人员和制造环境等、工艺模型工艺规则、制造路线等以及生产管理模型系统的限制和约束关系。数字化工厂是建立在模型基础上的优化仿真系统，所数字化建模技术是数字化工厂的基础。随着虚拟设计技术的发展，在计算机中进行产品零件的三维造型、装配分析和数控加模拟技术以及以上程分析技术不断发展和完善，这种技术进一步向制造过程领域发展。数字化建模的基础上，对制造系统进行运动学、动力学、加工能力等各方面进行动态仿真优化。随着三维造型技术发展，三维实体造型技术已得到普遍的应用。具有沉浸性的虚拟现实技术，使用户能身临其境地感受产品的设计过程和制造过程，使仿真的旁观者成为虚拟环境的组成部分。数字化工，软件模块之间以及和其他软件模块之间的信息交换和集成。虚拟环境的下具集、各种数据转换工具、设备控制程序的生成器、各种报表的输出工具等。

三、数字化工厂的解决方案

（一）产品研发的数字化和虚拟化

数字化工厂通过使用CAX等软件，建立产品的逻辑、几何、功能、性能和关联等模型，实现基于模型的产品定义与关联设计，在虚拟的数字世界中完成多学科优化、协同设计、优化分析、制造试验仿真及模拟产品的制造和运营过程（包括虚拟工厂、生产线布局、物流等）。同时，通过PLM与ERP/MES等集成，实现三维模型、数字化工艺指令等信息向生产现场的推送，并与质量、采购、物流等部门进行共享。各部门依据这些共享信息即可开展相应的零部件生产、原材料采购、产品验收和产品确认等工作。

（二）生产过程的精益化和标准化

数字化工厂是按照精益思想建设的，通过对生产过程进行优化整合，并制定相应的标准化操作规程，确保车间生产节奏更加紧凑和有序。它使用ERP统一管理和下达生产指令，使用MES和数据采集与监控系统实现对生产计划调度、物料追踪、数据采集、生产设备状态监控、工位操作、包装发货等生产运营全过程的管理，并将检测结果与PLM中设计模型进行快速对比，形成从虚拟产品设计到实际生产制造的闭环产品质量控制，实现从原料进厂到产品出厂的生产过程自动化、装备制造信息化和智能化、生产过程的高度透明化。

（三）车间生产的自动化和集成化

数字化工厂车间生产自动化是在统一通信、统一编程以及统一IT架构的基础上，通过高运行可靠性和可用性的数据链路（物联网及工业网等），把生产制造过程中众多独立的产品、工具与关联的服务进行集成，支持自动化控制、制造执行和企业资源管理等系统的完美整合。并将网络与通信、传感器与感知、自动检测、人机交互与专家系统等智能化技术加入车间制造单元与生产线中，实现系统自优化、自重构、自诊断，形成高度的柔性生产方式，达到信息技术和制造技术深度融合的目的，使得高度智能的快速生产成为可能。

四、结束语

绿色和人文是数字化工厂的重要特征，所以数字化工厂的建设不仅要求体现数字化、自动化和智能化元素，还要符合绿色人文的需求。它一方面用自动化设备来减轻人员的体力消耗和精神压力，以及用持续的职业发展规划来延长员工的工作寿命和工作质量。

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根据学校改革示范校任务目标的发展规划，结合本学校实际的情况，就一体化工作站提出了建设数字化工厂。通过积极探索，不断的创新与实践，充分考虑到今后发展的需要，把企业设计制造过程的现代化无纸化引入学校，真实模拟现代企业的生产经营场景，使学校成为培养高技能高素质的优秀毕业生的理想实践场所。我校现在已经建立起PLM体验中心、理实一体化教室、数字化实训工作站、教学资源库等数字化平台。从而实现理论教学、实习训练的全数字化。为职业教育的“双师型”师资培养培训及交流创造良好的数字平台。

一、“数字化工厂”具体的内涵

信息化建设是现代设计技术的发展方向，是企业走向竞争市场的一次深刻的革命。我们认为从五个方面着手实现“数字化工厂”的目标。对各项目标的具体实施，即为“数字化工厂”具体的内涵。

（1）搭建一体化工作站数字化

搭建安全快速的网络平台是一体化工作站信息化的前提。计算机已成为管理人员和操作人员的工具。我校一体化工作站的系统平台由计算机主机、网络、数据库等组成。通过软件来相连各个系统的平台，将实训车间的数控设备与数据管理平台相连，进而实现对数控设备网络化管理。当然，操作技术人员必须具备网络操作能力，只有软硬件和操作人员都具备了数字化的能力才能实现数字化工厂。

（2）打造无纸生产场景数字化

随着管理集成系统的搭建，通过数据查询系统，即可看到学生现阶段一体化工作站的任务零件及相关信息如：毛坯尺寸、产品材料、加工图样、工艺流程、注意事项等，实现与现代化的生产制造流程接轨。对学生生产用到的数控程序，通过数据终端直接传输到机床上进行应用加工，实现无纸化的设计与生产，既提高了生产效率又规范了操作规程。

（3）一体化讨论区数字化

在一体化讨论区，通过大屏幕投影，可将学生在PLM体验中心中的工作过程现场调出来，包括产品的三维或二维图，工艺流程卡、加工模型及刀路轨迹、仿真结果、加工程序等。同时，也可看到车间机床操作面板及产品加工过程。通过模型结果及机床加工过程现场，实现理论与实践的一体化教学。

（4）一体化工作站管理数字化

通过搭建一体化工作站的管理系统，通过视频可以看到师生教学在工作台上的操作场景，包括工件装夹情况、找正对刀、机床加工等情况。有信息化的支撑，一体化工作站的管理效率大幅度的提高。管理逐步向规范化转变。

二、建设数字化工厂的体会

几年来的信息化建设，使我们在探索建立数字化工厂的道路上感受颇多，在此谈谈自己的心得体会。

（1）规划管理要统一

信息化建设要统一规划，在指导部门的安排下进行信息化的建设，信息互联互通，共享资源，避免重复建设。“应用主导，面向市场”是信息化建设的内在动力和重要手段。

① 强调资源共享时，也耍推进方法和经验的交流，取长补短。我厂的信息化工作交流活动，将各部门在信息化工作开展过程中的效果和方法进行交流，特别是具有探索性的、难度大的工作，通过交流的方式互相学习进步。

② 建成管理网络。分三个层次：一层是信息化主管部门负责全厂信息化建设整体规划及协调工作；二层由专业科室组成，负责在信息化推进过程中结合专业具体开展工作；三层是车间部门层，是各项工作具体落实和实现的地方。

③ 全厂的信息化工作统一规划。信息化主管部门制定目标，长期目标包括五年计划，短期目标包括年度和季皮工作计划等，规划将包容全厂的信息化工作内容，各部门在此基础上再制定分解目标，既紧扣总体规划，又体现自身的个性内容。

（2）现代化技术要合理运用

在建设一体化数字化工厂的过程中，先进的技术是其重要支撑。但是，片面的依赖高、新、全为目标的话，是一个错误的误区，关键是要选择最适合自己的先进的技术。其功能以够用为主。

（3）推行管理要逐步化

一体化数字工厂是一个长周期的过程，初期投入的时间很长。在建设完善过程中要有耐心和恒心。在建设过程中从人员配合及管理人员的超前意识等等都是一个逐步完善的过程。，要在每一个环节中都能让大家看到希望，感觉到好处，管理人员觉得不难了，思路清晰了，再将目标提高一个台阶。最终提出了全面推行信息化管理，实现一体化数字化工厂。

（4）操作系统要扁平化

在一体化数字工厂的建设的整个过程中，有些系统在过程中不再适合新条件下生产管理需求。例如，在初期一些小系统的开发，可能到目前为止这些小系统还在用，甚至用得很不错，但为了完整的大系统，就需要抛弃这些小的孤立的系统，这其实是操作系统需要本身扁平。

（5）建设过程要应用化

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1.1数字化管道技术建设    

中国海油气电集团的“数字气电”从研究数字化管道技术开始，自2007年起开展了中国海油液化天然气管网及接收场站的数字化技术研究与应用，主要研究了数字站线的建设原则与实施策略、总体框架、功能需求与数据需求、应用系统建设、数据采集与质量控制等(图1)。其中，数据采集内容包括基础地理信息数据、管道专业数据及管道周边环境数据的采集，涵盖天然气管道从设计、施工、运营维护到停役的全生命周期;应用系统的建设包括管道数据库管理系统、管道地理信息系统、巡线与线路管理系统、第三方施工管理系统、隐患管理系统、阴保与腐蚀监测系统、地质灾害管理系统、缺陷管理系统、维修维护管理系统、应急信息管理系统、接口集成等。

1.2数字化管网与场站可视化管理    

油气管道大多位于地下，被地面与建构筑物所覆盖，二位图形无法表现管道之间的空间关系。数字化管网、场站的可视化系统是在基础地理信息系统软件与可视化开发语言进行的集成式二次开发，合理建立有效的三维管道数据库是可视化系统高效、稳定运行的保障。    

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中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）09-0000-00

现代工厂庞大复杂，流程工厂被认为是现代社会最复杂的工业系统。这些工业系统包括大量现代高技术设备本身，也包括工艺流程、电气控制等等现代系统工业技术。

1 企业总体需求

总体上来说，企业普遍要求在拥有数字化电厂自主知识产权的基础上，解决数字化电厂的具体业务实施和应用问题，所以开发知识产权归属企业自身的数字化电厂的重要性是第一位的。本文从某一数字化电厂项目实施过程中遇到的实际需求为出发点，对工厂用户实际需求进行一定的梳理和分析。

1.1生产部门的需求

要求解决方案能够直观展示装置生产运行，管理人员能在与现场完全一致的虚拟环境中得到工作区域相关的生产信息。在虚拟现实场景中自由漫步，点击设备即可查看相关属性和运行状态信息（例如：压力温度信息、阀门开度、管线腐蚀等情况）。

1.2检修培训等部门的需求

通过对关键设备剖切来查看其内部结构，在三维场景里可视化设备内部结构以及维修方法，演示设备的虚拟组装和拆卸，员工可以360度直观展示、查看设备，标注设备拆装步骤，了解设备的工作原理，将平时看不到的设备结构以及维修方法在三维场景里可视化展现，并可以实现设备的虚拟组装和拆卸。

在工厂的设计建造施工过程中，涉及到非常多的外部参与部门，包括设计方，施工方，设备厂商等。各参与部门对数字化电厂解决方案都有一定的想法和需求。限于篇幅，本文对这一方面不再详述。

2 现有数字化电厂流行方案的整体介绍

2.1 基于现有成熟软件系统的数字化电厂方案

GIS软件提供商，工程软件提供商与机械行业软件提供商在国内数字化电厂领域均有一定的应用。GIS集中于大场景相关应用，如石油长输管线周边地形等应用，工程软件提供商集中于工厂级的三维模型展示与资料管理，机械行业软件提供商集中于具体设备的模拟与仿真，各有所长，均能解决一定的企业业务应用。

2.2 基于底层图形库与几何算法库开发的数字化电厂解决方案

基于Opengl等图形库进行的方案开发以及基于OGRE，OSG等相关开源框架进行的方案开发，在数字化电厂行业内均有一定的案例。有较强的计算机开发能力储备的企业单位都以此为基础进行过部分开发，满足了一定的企业业务应用。总体上来说，基于底层图形库或者开源算法框架进行的开发，深度较浅，范围较窄。其可用性，稳定性以及项目投资都超过了绝大多数行业内企业的承受能力。

软件厂商的数字化电厂解决方案是一份软件使用授权和技术服务合同。其软件著作权依旧归属于软件厂商，并不能随数字化电厂方案一同移交给企业。极大了制约了企业推进数字化电厂的积极性和主动性。

3 自主知识产权的数字化电厂整体规划方案

3D引擎属于更加广义的软件开发环境，类似微软的VisualStudio或者IBM的Eclipse但是又有很大不同，3D引擎综合了大量成熟的开源框架，将最先进的软件架构技术融合进引擎编辑器，同时将在三维造型，场景渲染，动画模拟，仿真计算等领域具有领先地位的图形算法库打包至其核心框架中，其产品解决方案跨平台，直接运行于IOS，Android等移动平台，或者于PC环境，浏览器本地插件环境，或者以html5格式于浏览器直接运行环境等。其解决方案能够满足企业自主知识产权和多样化需求的需要。

综合对业主与客户的多次调研，规划出数字化电厂的基本系统架构。

企业的数字化电厂系统应用架构可分为三层：数据层、平台层和应用层，如图1所示：

图1 数字化电厂系统应用架构图

数据层：由模型数据库、静态数据库、动态数据库组成。模型数据库中的点云数据库负责存储激光扫描数据，三维模型数据库负责存储智能化的三维模型。企业已建立的静态和动态数据库（例如3D CAD文件、工程文档、P&ID图纸、装置静态数据、SIS、ERP、EAM、工业监控等）为系统的数据源。

平台层：由3D引擎在三维模型上提供数字化电厂的三维平台服务。

应用层：由3D引擎开发实现，同时，结合平台层导出的标准三维模型，可以集成更多第三方应用。

基于数字化电厂系统应用构架，规划数字化电厂总体技术架构，如图2所示。

图2 数字化电厂技术架构图

4 数字化电厂的业务功能实现

4.1 工艺状态监控，设备监测等

基于3D引擎开发数字化电厂系统，在虚拟空间中直观提供装置设备运行状态查询，实现在虚拟空间中自由漫步，利用数字化电厂进行实时监控等。

4.2 检修与培训等

利用数字化电厂进行设备检修和拆装培训，可以极大的提高培训效果和员工积极性。采用3D引擎复合应用技术进行数字化电厂的规划能够满足业主的需求，经过几年的探索，工厂的信息化建设已经有了比较完整和稳定的模式，”数字化电厂”是在原有信息化的基础上的提升，它不是一个独立的软件，而是基于平台化的规划，配以应用数据的扩展延伸，为各类生产运营系统提供数据支持和关联，让各类系统能够更好的运行，数据能够最大程度的跨平台关联查询，优化工厂运营管理。

5 对数字化电厂的建议与展望

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中图分类号：TS118 文献标志码：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

近几年，我国纺织行业的生产成本普遍上涨，大量企业出现了用工成本大幅度上升和招工难并存的局面，而企业自身科技创新能力不足、产品附加值不高，也严重了影响纺织企业的竞争力。

与此同时，全球经济发展方式正在发生深刻变革，科技创新孕育新的突破，“智能制造”已成为世界制造业发展的大趋势。《经济学人》2012 年4月发表的“第三次工业革命：制造业与创新”专题报道中阐述了目前由技术创新引发的制造业的深刻变化，指出数字化与智能化的制造技术是“第三次工业革命”的核心技术。

在发达国家，汽车、电子电器、工程机械等行业已大量使用工业机器人自动化生产线，出现了数字化、智能化工厂。近年来，物联网、云计算、人工智能等领域内各项新技术得到了快速发展和广泛应用，这将对纺织行业向数字化、网络化、连续化和集成化、智能化方向转型发挥强劲的驱动作用。

目前欧、美等发达国家和地区已经有纺织工厂实现了从原料到成品的全流程智能化生产，生产状况和车间环境实现了集中监控和远程控制，工人劳动强度大幅降低。作为纺织科技的重要载体，数字化、智能化的纺织工厂将是纺织行业未来重要的发展方向，是现代纺织工业化与信息化深度融合的应用体现。

2 经纬纺机新型无人化棉纺工厂

棉纺是纺织行业最重要的组成部分之一。在国内，棉纺机械较早推广使用数字化技术，棉纺工厂的自动化水平有了很大的提高，但与国际新技术相比在高速、高产、高质、连续化、智能化及稳定性、可靠性等方面还有很大差距。国外先进纺机具备了高度智能化的功能，生产自动化、连续化程度很高。

作为中国最大的棉纺织成套设备供应商，经纬纺织机械股份有限公司（以下简称“经纬纺机”）拥有30多家分、子公司，产品覆盖清、钢、并、粗、细、络、捻、织、染等工艺流程。经纬纺机通过原始创新、集成创新和消化吸收再创新，加强产、学、研间的技术合作与交流，利用棉纺装备开发平台协同分、子公司研发和应用当代先进的数字化、智能化技术，致力于打造新型无人化数字棉纺工厂。图 1 描述了经纬纺机新型无人化数字棉纺工厂的构想。

经纬纺机新型无人化数字棉纺工厂主要由智能化单元设备、车间数据采集与监控系统、智能物流与搬运系统、基于大数据和云计算的智能数据处理与分析等系统组成。数字棉纺工厂提供的棉纺成套工艺方案包括：精梳/紧密纺成套工艺、普梳成套工艺、气流纺成套工艺。紧密纺流程：清梳联合机（含清花设备、异性纤维分检机、梳棉机）头并并条机条并卷联合机精梳机末并并条机自动落纱粗纱机集体落纱环锭细纱机细络联型自动络筒机。转杯纺流程：清梳联合机并条机转杯纺纱机。

无人化数字棉纺工厂能够把传统上分为多个工序的棉纺装备通过自动化、连续化、数字化技术集成为一个智能化的整体进行管理，将原来需要大量人工管理的生产流程统一在系统智能管控之下，将原来大量需要人工搬运的原料和半成品实现自动输送，将原来大量需要一线工人掌握高超技能的操作简化为装备的自动化标准操作，各项生产工艺数据实现自动采集分析、预测。无人化数字棉纺工厂是现代纺织工业化、信息化、智能化融合的综合体现，也是实现智能化纺织的必经之路。 2.1 棉纺单机设备由机电一体化走向智能化

智能化纺织机械是在原有机电一体化设备的基础上，通过数字化和计算机技术，融合传感器技术、信息科学、人工智能等新思想、新方法，模拟人类智能，使其具有感知、推理和逻辑分析功能，以实现自适应、自学习、自组织、自主决策能力。比如，纺织过程各种工艺参数、运行状态能够在线检测、显示和自动调节；机台具有自适应的生产控制、智能化加工编程、故障自动诊断、远程监控等功能。智能化纺织机械是新型无人化数字棉纺工厂的重要组成部分，表 1列出了几种主要棉纺单机的作用和智能化功能。

综上所述，棉纺机械单机的智能化主要体现为：（1）在机电一体化的基础上进一步融合机器视觉、模式识别等技术实现质量在线监测系统，如异纤分检机、自动络筒机的断纱智能检测装置和空管自动识别装置；（2）先进控制技术的应用：并条机自调匀整系统、细纱机集体落纱全过程恒张力控制技术、半自动转杯纺纱机张力精确控制系统；（3）先进的驱动技术，有变频调速、交流伺服、步进电机等；（4）联网接口、RFID射频识别、现场总线和人机界面，实现工艺参数、运行状态的在线监测、显示和自动调节，使机器运行在最优状态，具备故障显示和自动排除、远程诊断和服务等功能。

2.2 棉纺工序连续化

随着纺织工厂自动化水平的提高，单机自动化已经无法满足纺织行业发展的需求。通过智能化技术将纺纱工序进行合理的硬连接或软连接，实现工序连续化已经成为棉纺工厂目前的迫切需求，并为最终实现纺纱全自动化铺平道路。

2.2.1 联合机

联合机是将不同工序设备进行有机的自动联结，如：清梳联、粗细联、细络联等，使部分纺纱工序连续化，实现少人或无人管理的从原棉到成品纱的连续生产。

（1）清梳联：将清花工序与梳棉工序组合成一条新的生产线，实现棉纤维的抓取、开松、除杂、混合、梳理自动联接，直接生成棉条。该设备精确配合自调匀整系统，对棉流、棉箱、棉层、棉条进行智能控制；工艺参数在线调整、数据实时采集、传递；设备故障自动诊断和维护。

（2）粗细联轨道自动输送系统：与自动落纱粗纱机配合，使用空中电动轨道小车系统EMS（Electrified Monorail Systems）牵引运纱单元将满筒粗纱送至满筒纱库，待细纱机发出需求信号后再将满筒粗纱送至细纱机；将细纱机用完的空管送回空管库，待粗纱机发出需求信号后再将空管送至粗纱机，供粗纱机自动落纱使用，实现粗细联。

（3）细络联：在细纱机和自动络筒机之间增加一个轨道联接系统，其主要功能是将经细纱机自动落纱装置落下的管纱自动运输到自动络筒机进行络纱，并将空管自动运回到细纱机。经纬纺机研发的新型细络联型自动络筒机，可以与细纱机直接连接，自动落纱、生头、插管、换管、空管返回，实现了管纱从细纱机到络筒机的自动输送，改善纱线的清洁情况，避免纱线的接触损伤，减少毛羽增量，生产效率大大提高。

2.2.2 智能化柔性物流仓储系统

自动导引车AGV（automated guided vehicle）、电动轨道小车系统EMS与机器人技术在一些现代制造企业，比如汽车制造等领域已广泛应用，但是在棉纺行业中尚无应用。AGV、EMS系统配有电磁、磁条、光学、视觉等自动导引装置，按规定的导引路线自动行驶，用于多功能运输，是一个完全自动化、智能化的系统。

AGV、EMS系统具有自动导航、优化路线、自动作业、交通管理、车辆调度、安全避碰、自动充电、自动诊断、多传感器控制、网络交互等功能。数字棉纺工厂利用AGV、EMS系统与机器人技术，实现智能物流系统的柔性搬运、传输、打包等功能，包括条桶智能输送系统、精梳棉卷智能输送系统、粗纱空中输送系统、筒纱智能整理输送与包装系统等。

2.3 网络化、智能化系统实现棉纺工厂管控一体化

2.3.1 棉纺设备网络监控和管理系统

棉纺设备网络监控和管理系统利用传感器、通信、总线、数据库、物联网等技术，把棉纺厂单机设备的运转数据、产量数据、质量数据（如异纤分检机、电子清纱器等）、设备的用电数据、人员、环境温湿度、空压、除尘系统、电力供应、ERP数据等相互独立的信息流集成在一个平台上，消除生产过程的黑箱运行，实现纺织工厂的敏捷化、透明化、数字化生产和现代化管理。

该系统以数据采集为基础，实时显示设备的状态，记录主机设备运行的各种数据；可按班组、员工、品种自动统计报表；实时记录设备的每个状态变化，如细纱机的落纱次数、落纱时间、落纱长度；把数据转换为状态的管理报警，如速度过高、CV值过高的报警；车间环境智能监控系统，可对温湿度、空压、粉尘浓度等环境状况进行监控，使得电力供应统一调度，工厂少人或无人值守，为各种设备的运行维护提供有利工具。

该系统通过有线或无线网络把棉纺工厂的各个单元联接起来，消除信息孤岛，构建全厂信息流，实现生产高效的管理；可对整个工厂的各种资源（如设备、能源、人员等）进行优化配置，提高效率，降低能耗；提高棉纺工厂的智能化、信息化、管控一体化水平。

2.3.2 大数据、云计算技术、物联网技术的融合

随着信息化的发展，棉纺工业将应对大数据时代来临的挑战。数字化纺织工厂设备（棉纺设备、辅助设备）众多，棉纺设备网络监控和管理系统实时采集成千上万个传感器的数据，并生成各种统计图表。企业ERP系统每天都在生成大量数据和报表。图 2 展示了数字化棉纺工厂信息数据处理流程图。这些数据不仅体量巨大，而且种类多样、实时性强。面对大数据，处理数据的效率就是企业的生命，传统关系型数据库对其难以存储，单机数据分析统计工具也无法对其处理。

拥有数千万台机器的大规模并行运行的云计算平台为这些海量数据提供了廉价的存储空间和超强的计算能力。云存储不仅为数字棉纺工厂提供了远端大容量存储空间，而且可以对这些数据进行管理，如对重要数据进行本地与云端的两级备份。另外，还可通过web方式、PC客户端、手机客户端等形式访问数据，对设备状态进行监控，对生产进行控制和管理等。

大数据的核心是要获得数据价值，数据需要理解才能转化为有用的信息，最关键的部分是数据分析。打造智能化的数字棉纺工厂，就要依靠专家系统与智能软件对大数据进行自动分析、归纳推理，从中挖掘出潜在的模式，调节纺织机械设备达到最优的状态，进而更好地控制生产，同时将有用的信息反馈给管理者帮助其正确决策、执行，减少风险。随着网络化、数字化技术的发展，基于机器学习、统计学、数据库、可视化等技术的数据挖掘方法有了很大的进步。利用数据挖掘技术对采集的数据进行分类统计、对比分析、关联分析、聚类分析、异常分析、预测分析等，能够及时发现设备的问题，并对生产异常状况进行报警、预测、判断和敏捷响应。

大数据和云计算技术相辅相成，与棉纺设备网络监控和管理系统、企业ERP等系统的融合，将会对棉纺企业带来革命性的影响，改变企业传统的管理和运营模式，成为企业的神经系统及决策中心，能有效降低管理成本，提高生产、商务和服务的智能化水平。

3 结论与展望

新型无人化数字棉纺工厂实现了从原料到筒纱的自动化生产流程；从工厂环境辅助设备的监控到设备运转数据的采集；从设备单元的自动化、智能化到工厂生产的连续化、网络化、智能化，并最终实现少人化、无人化管理。智能棉纺设备具有高速、高产、高效的性能，能极大提高成纱品质和产品附加值。联合机和基于AGV、EMS、机器人系统的物流仓储系统实现了棉纺工序之间的刚/柔性联接，保证了全流程运行的稳定性、可靠性、连续性，极大地提高了生产效率。大数据和云计算技术将助力棉纺设备网络监控和管理系统、ERP系统，提高棉纺工厂的信息化水平。因此，利用智能化技术，融合新思想、新技术，打造新型无人化数字棉纺工厂将成为当前和今后一段时期内纺织装备企业的主要任务之一。

建设新型无人化数字棉纺工厂，将对加快棉纺企业的转型升级，提高生产效率、技术水平和产品质量，降低能源、资源消耗，节约用工成本，实现纺纱生产过程的数字化、智能化、网络化，提高企业竞争力，在应对国际挑战中发挥重要作用。因此，智能化数字棉纺工厂将会给纺织行业、纺机制造业带来巨大的经济效益和社会效益，具有良好的发展前景。

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近年来，各行业企业对现代化经济运营管理模式重要性的认识不断加深，并加大了现代化经营管理模式的创新探索，矿山企业在创新理念指导发展中对新型管理模式的探索尤其典型。矿山企业在创新发展中立足于资源不可持续现状进行了技术、装备、管理、效益等综合化的管理系统探索，以统筹全面推进企业资源开发与经济运行。本文以新型矿山企业选厂隐蔽工程建设为例，着重分析探讨隐蔽工程建设规划中的信息技术特点与要点。

1 基础数据的整合处理

现阶段，众多现代化的新型企业在选厂隐蔽工程构建工作中均基于数字化互联网软件信息平台技术与企业实际情况进行了数字化技术应用说明与管理文件制定，如部分矿山企业选厂隐蔽工程数字化管理模式建设过程中制定了“基础数据收集、整合、分析处理及管理规范说明”等，该类说明、指导性文件为选厂隐蔽工程数字化工程建设提供了数据整合、收集工作指导，也最大程度的保证了数字化隐蔽工程建设资料与数据收集、整合的完整性、有效性与准确性。

1.1 基础数据内容

现代企业工厂建设工作中会涉及到选厂地表与地形、工厂生产作业场地、地下管线、厂区供电线路等基本设备与设施，构建信息化的选厂隐蔽工程要实现完善的统筹化的管理，需要在隐蔽工程基础信息收集与整合管理中掌控选厂隐蔽工程建设相关的资料信息，主要包括选厂地表资料、场地资料、相关信息挡案和各种线路资料等。

1.2 数据收集与分析处理

选厂场地的地表装置与设施资料的获取一般借助GPS测量设备进行实际的测量，并就测量数据构建起宏大的、系统的信息框架，进而为数据的建设提供信息指导与依据。矿业、工厂或企业选厂隐蔽工程建设均具备不断深入更新的特点。选厂场地中地下设施信息的获取是依据设计图纸与施工信息等资料。选厂隐蔽工程数字化建设应用中多是整合信息形成三维化的数据模型，进而进行统筹数字化运行管理。

2 数字化模型构建与实际应用

2.1 三维可视化数字模型的构建

在基础信息收集与整合工作中要依据地表地形信息资料进行科学标高赋值，在实际信息资料的基础上计算出对等、科学的图纸信息数据，进而构建制定符合实际的三维地表地形模型，以为后期选厂隐蔽工程数字化建设提供信息基础。

2.1.1 地表设施三维可视化模型构建

地表地形三维数字化模型的构建工作中以图纸信息中二维地表坐标等信息进行科学计算转换，后在数字化可视模型建设中进行对等的高程赋值，形成三维模型。

2.1.2 地下管线系统矢量化

工厂、矿山选厂建设过程中为保证正常的生产与生活，需要在场地区域内铺设多种管道设备，常见的管道设备有电力、排水、热力、通信等，另外不同行业的选厂隐蔽工程建设还包括不同的地下管道设备，如矿业企业选厂建设中必备供水、回水，矿浆工艺管线等。需要注意的是在地下管线设备三维可视化数字化工作中要将不同用途的地下管道进行区别分类，进而在数字化模型构建中建立完善的图标，增加模型的可读性。地下管线设备的矢量化最大的特点便是颜色区别管理，这也是地下设备三维可视化的基础。

2.1.3 地表数字模型与地下矢量模型的整合

三维数字化模型图表的应用还需要地表与地下三维图复合处理，这是制定三维数字化模型形成的最后环节。在选厂隐蔽工程数字化建设应用中选取任一点三维坐标进行空间处理，形成三维复合处理，该种模型处理方法还能间接优化选厂隐蔽工程建设方案，减少建设投资。

2.2 三维数字化模型的应用

选厂隐蔽工程三维数字化模型应用需要涵盖模型建立与储量计算、选厂隐蔽工程规划与设计、统筹管理等环节，笔者以矿山选厂隐蔽工程数字化模型应用为例，着重分析了三维数字化模型的应用与实践要点。

2.2.1 可视化模型构建与储量计算

矿业选厂隐蔽工程数字化建设工作多是在获取地质勘察数据的基础上进行信息整合与管理，进而指导矿床地质模型的构建。矿床可视化模型的构建在地质图件编制管理与研究的基础上计算矿床储量，为矿业工厂资源开发规划提供有效的优化指导。

2.2.2 选厂隐蔽工程规划与设计科学度提升

矿业选厂三维模型构建过程中要进行地质储量计算，该计算工作中以规划与设计软件为主要工具，能够为选厂规划与设计提供优化思路，进而为选厂生产计划的动态化调整、完善提供指导。将三维可视化模型应用于选厂隐蔽工程数字化建设中利于资源的合理利用，对于科学、系统的经营管理模式运行作用十分突出，还能降低生产成本。

现阶段，三维数字化模型的应用不断推广，选厂隐蔽工程数字化建设过程中建设三维化的管控模型能够有效利用整个工程原始数据，并提升工程统筹管理的科学化水平。

3 隐蔽工程的系统优化布局

选厂隐蔽工程数字化模型建立工作是以工程规划方案为基础，充分利用各种信息化技术与三维可视图来进行工程优化布局。

现阶段，矿业工厂或企业在选厂隐蔽工程建设中多是借助于Surpac数据处理软件进行信息处理，该信息处理平台在应用中能够为工程规划方案优化提供隐蔽工程整体布局可视图，进而提供选厂内物流流畅程度、占地情况、运输距离、安全保证、功能区规划等基本信息，为选厂隐蔽工程数字化建设方案优化提供科学的信息指导。此外，选厂隐蔽工程数字化工程建设中能够借助三维可视化图表进行优化布局，还能最大程度的实现场地利用与成本最低化。

4 选厂隐蔽工程数字化研究成果总结

选厂隐蔽工程数字化经验研究表明隐蔽工程数字化建设能够借助可视化的三维模型来指导隐蔽工程布局，从根本上改善厂区内各环节基础设施建设状况，尤其能够改善选厂内部的交通设施条件。数字化的应用模型应用中矿业等各领域选厂隐蔽工程建设中能够提供不同的厂址方案，对于提升选厂方案的科学化水平作用突出，这些信息化的数字指导有利于选厂隐蔽工程建设成本控制。

选厂隐蔽工程数字化还融入了同步更新系统，能够保证工程建设数据库的动态化，这样能够为隐蔽工程建设提供科学、实用的指导。

选厂隐蔽工程数字化建设过程中着重针对场地地表与地下设备进行了可视化模型设计，为选厂隐蔽工程建设提供直观化的管控平台，也增加了选厂隐蔽工程建设工作中的技术含量，为现代化项目管理运营模式的构建与应用提供便利基础。

5 结语

本文着重分析了选厂隐蔽工程数字化应用要点与特点。选厂隐蔽工程数字化建设主要是在收集、整合信息、分析处理的基础上构建可视化的三维模型，进而借助可视化的数字化模型指导选厂隐蔽工程建设，并为隐蔽工程建设提供方案优化信息指导与参照，这种数字化的管理运行模式已经成为当前各领域选厂隐蔽工程建设工作中的主流，能够为选厂隐蔽工程建设科学化水平提供保证，值得实践推广应用。此外，笔者认为在选厂隐蔽工程数字化建设工作中经过借助信息化的管理技术不断总结经验，并在经验完善过程中优化提升选厂隐蔽工程建设规划方案的科学化水平。

参考文献：

[1]贺俊林，武凤茹，刘占全.巴润选厂隐蔽工程数字化研究[J].矿冶工程，2011（6）.

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SEWC是Siemens在德国之外的首家数字化企业。在该企业的数字化企业平台中，包含企业层、生产管理层、操作层、控制层、现场层和生产流程几个部分构成，其中，Siemens PLM Software的系统软件（NX、Teamcenter和Tecnomatix等）与Siemens的PLC、工控设备等一起，搭建了一个完整的企业业务的全数字化平台和物理执行平台，真实展现了未来工业企业数字化、自动化、绿色化和虚拟化的特征。

2013年10月底，西门子股份公司管理委员会成员、西门子工业业务领域首席执行官鲁思沃教授在中国工程院主办的交流会议上首次谈到了“工业4.0”的话题，他认为，在“工业4.0”时代，虚拟世界将与现实世界相融合。通过虚拟生产结合现实的生产方式，未来制造业将实现更高的工程效率、更短的上市时间，以及更高的生产灵活性。

事实上，最早提出“工业4.0”想法的是德国的一些政府研究机构，“德国政府所提出的工业4.0核心是Cyber-Physical System（信息物理融合系统），如今还只是一个愿景，但Siemens PLM Software今天和明天所做的事情是：全面整合优化产品生命周期和制造的生命周期。”Siemens PLM Software大中华区售前技术总监方志刚在接受采访时将所谓“工业4.0”做了更现实的解读。

笔者就工业4.0的话题对梁乃明和方志刚进行了采访。

CAD杂志：Siemens PLM Software在“工业4.0”中发挥着怎样的作用？

方志刚： 第四次工业革命的基础是虚拟世界和物理世界的整合。Siemens PLM Software负责虚拟世界的产品生命周期管理，具体包括设计、制造、仿真一体化软件NX，全生命周期管理软件Teamcenter和数字化制造软件Tecnomatix。而西门子的数字化企业解决方案将现实和虚拟的生产世界相结合，着力推动制造业未来的发展。其持续的创新能力、完整的产品线和丰富的行业知识，为“工业 4.0”的到来奠定了坚实基础。

CAD杂志：此次SEWC展示的数字化工业企业是采用西门子的软硬件产品共同构成，对于其他寻求改造升级的企业来讲，如果采用其他的硬件设备，是否会影响Siemens PLM Software的软件产品在数字化工厂建设当中发挥的作用？

梁乃明：在集成方面，SEWC是最佳的一个例子——用Siemens的产品生产Siemens——这是用自己最好的科技实践出来的，也可能是最容易，或者最完美、最简洁的解决方案，当然这并不绝对。今天Siemens PLM Software的软件研发是采取开放式平台，例如Teamcenter不仅可以管理NX产品的数据，也可以管理我们竞争对手的研发数据。所以，从我们的软件开发理念来讲，我们是开放式的平台。当然，有些客户希望进一步提高开放的程度和深度，但是，越开放的代价就是执行起来越复杂，挑战就越多，集成方面的成本、维修、运营的挑战都会加大，因此需要控制在一定的范围内。总地来说，我们希望以我们的经验和专业知识在西门子内部开始率先实施SENC这样一个代表性的案例，给我们国内的客户做一个样板出来。但是并不表示我们只能基于Siemens的硬件系统来建设数字化工厂的。

CAD杂志：那些想要建设数字化工厂的企业，应该具有怎样的信息化基础？这些企业是否需要采用SiemensPLM Software的全套软件产品？

方志刚：信息化的基础没有明确的要求。一般来讲，信息化要求标准化、精细化和透明化，在一个管理粗放、不透明、不规范的企业推行信息化的挑战相对要大一些。Siemens PLM Software有实力、有大的格局，忠实地实行开放系统战略，不会要求客户采取全套软件产品，我们可以根据客户的需要对产品进行配置、剪裁和配置，为客户提供投资回报最优的解决方案。

CAD杂志：Siemens PLM Software是否会对针对构建数字化工厂的需求推出更具针对性的解决方案，以减少在构建全数字化工厂过程中的软件重新配置？

方志刚： 是的， Siemens PLM Software从两年前开始加强了在行业解决方案的投资，目前推出了一系列“行业催化剂”软件包，基于我们的标准平台，可以减少客户的投资并加速实施，早日实现业务价值。

CAD杂志：您认为信息化手段对于现在的企业意味着什么？