李小冉 黄兴祥

摘要：通过对工厂的管理需求现状进行分析了解，初步认识数字化工厂的概念和意义，从而进一步了解数字化工厂全生命周期管理架构及功能，深入研究数字化工厂全生命周期管理的亮点，从而为今后数字化工厂的发展和推广起到了一定的参考和指导意义。

关键词：数字化;全生命周期;三维;巡检; 预案;设备管理

1.工厂的管理需求现状

如何立体展示工厂的物理分布情况和各设备属性数据？如何尽快让操作人员对整个工厂有一个全面、直观的认识？如何提高培训演练的真实性和有效性，减少培训演练成本？如何实现预案管理标准化和规范化，及时检验预案的合理性、有效性？如何进行设备维检修、工厂的改扩建？如何实现整个设计、建设过程中工程设计文档、设备资料、技改技措文档、过程文件、各种管理文档等所有数据的规范化、有序化积累，确保整个工程资料的完整性？

数字化工厂系统可为工厂提供三维可视化管理的支撑，即通过系统实现对工厂装置区管线、地上地下线缆敷设、设备进行三维可视化及智能P&ID展示，对管道、设备及电缆敷设的实际运行状况、文档管理以及岗位培训进行仿真，实现对工程立项、设计、建设、生产运行及停用进行全生命周期管理。

在物理资产从产生、运营到退役的全过程中，提供资产信息的工程设计、数字資产移交、整合与生命周期管理、技改变更、运行维护、动态展示、信息查询和模拟演示，能够为规划、设计、施工、运营等部门提供准确数据支持的管理环境。

2.数字化工厂全生命周期管理架构及功能

根据设计项目资料并整合现场采集的数字化信息，搭建真实的全息化三维场景。搭建巡检系统、设备管理系统、在线监测系统、安全运营系统等，实现生产数据在三维场景中的动态更新显示与报警，提供虚拟真实场景的可视化互动培训，实现完整性的可视化设备管理。

系统建设主要包含四部分内容，一是数字工厂系统的硬件设备的采购与安装;二是开发用于数字工厂基础数据管理和三维展示的基础数据平台;三是基于基础数据平台开发多种应用系统（巡检系统、设备管理系统、在线监测系统、安全运营系统等）;四是提供多种服务，包括建模（三维建模和智能P&lD建模）、图纸资料的整理挂接、信息结构化录入等服务。

3.数字化工厂全生命周期管理功能亮点

1）设备三维可视化

使用多种建模技术，对工厂地上地下设备、管线，进行三维电子建模，立体展示工厂的物理分布情况和各设备属性数据，是企业介绍和演示的有效工具。

2）工程信息管理

建立一个全面的电子化数据库，数据全面涵盖工厂结构、属性、设备关联关系等各种业务结构化数据，以及过程记录、标准规范、工程图纸、操作程序、专题报告、设计文档等非结构化数据，更好地实现对数据资产全生命周期的管理。

3）安全巡检

可以实现对巡检人员、巡检动态、巡检线路、巡检数据和巡检过程的电子化管理，保证巡检的及时，减少用于巡检管理的人工，提高工厂的管理水平。

4）预案和应急管理

实现预案管理标准化和规范化，实现预案模拟，进行实体建模和虚拟场景搭建，在此基础上对各类突然事故进行模拟展示和典型事故的三维预案录入，及时检验预案的合理性和有效性。为指挥救援、现场控制及事故原因调查提供指导，提高灾害事故的现场处理水平。模拟预测事故发展态势，实现各级救援指挥部门联合制定救援措施、采取统一的救援行动、实时反馈救援信息，使指挥中心能够以清晰方式调度协调。建立一套完善的预警和应急指挥系统，增强对生产运行动态监控能力，确保生产安全平稳运营。

5）设备管理系统

通过设备管理系统的实施，深入设备资产的精细化管理，实现设备资产管理的信息化、标准化、流程化。可以与基础数据平台和其他业务系统构成一个完整的整体，实现各个系统之间的数据共享，满足系统扩展性的需求。实现设备管理与物资采购、库存、合同及供应商管理的紧密结合，为采购工作提供依据。

6）可视化培训

虚拟真实的工厂环境，提高培训演练的真实性和有效性，减少培训演练成本，内置各种培训演练内容和方式，适应不同岗位和工种需求。数字工厂系统中，将提供可视化工艺过程管理及培训，实现逼真的生产装置漫游、工艺流程展示及三维快速定位等功能。通过准确和直观的虚拟化方式，可以接近真实地检查浏览和确认操作步骤，避免操作错误。

7）消防安全保障系统

为保证应急抢维修工作顺利进行，要保证消防人员和物资能够及时到位，进行统一管理和调配。通过数字化平台可以在三维场景中，查询消防设施的信息、准确定位，同时提供消防逃生路径查看、路径规划等。

结束语

通过各类基础数据的收集、整理，构建全厂装置、设备的三维模型，集成其它各种信息化系统，完成全生命周期管理系统建立，实现数字化平台及三维平台的协作，确保数字化基础数据高效、规范、有序。数字化工厂将全面实现数字化、信息化、集成化的综合管理平台，为今后工厂的统一管理、预测、决策等起到至关重要的作用！