智能工厂三维数字化指南

1智能工厂三维数字化指南2016年9月21.前言.................................................................................................................................................42.引言.................................................................................................................................................42.1数据资产的重要性....................................................................................................................................42.2落后的设备设施数据资产造成的影响.....................................................................................................42.3设备设施数据资产的落后现状.................................................................................................................52.4三维数字工厂是设备设施数据资产管理的最佳实践...............................................................................63.范围与边界........................................................................................................................................84.术语和定义........................................................................................................................................95.整体架构..........................................................................................................................................105.1智能工厂三维数字化业务架构...............................................................................................................105.2三维数字工厂IT技术架构.....................................................................................................................115.3三维数字工厂与传统IT架构相容并行..................................................................................................126.实施过程..........................................................................................................................................136.1实施原则.................................................................................................................................................136.2实施路线.................................................................................................................................................146.3关键环节及注意事项..............................................................................................................................146.4评估与改进.............................................................................................................................................157.附录...................................................................................................................................................1637.1案例一：某央企地方分公司化工装置运营期三维数字化实践.............................................................167.2案例二：某央企地方分公司工程建设期三维数字化实践.....................................................................247.3案例三：某央企地方分公司全厂基于数字化技术的LDAR管理实践...................................................297.4案例四：某地炼地下管线三维数字化实践............................................................................................317.5案例五：某民企煤化工项目数字化交付实践........................................................................................3341.前言分体系研究单位：中国石油和化学工业联合会分体系执行单位：中国化工经济技术发展中心北京中科辅龙科技股份有限公司分体系起草单位：中国化工经济技术发展中心、北京中科辅龙科技股份有限公司分体系指导委员会主任：赵俊贵分体系指导委员会副主任：祝昉分体系专家组成员：高新民、杨海成、张志檩、谢宏、王同良、李剑峰、陈溯、陈为民、彭连军、宫向阳、何力健、梁坚、杨景杰、闫高斌、夏茂森、罗敏明、罗建平、李松涛、任忠、柯林分体系工作组组长：谢宏分体系工作组成员：关世太、张春利、翟国丽、宋楠、胡宇、甘雨、张朝明、孙露露2.引言2.1数据资产的重要性设备设施资产是工厂建设投资的成果主体，也是企业生产运营的物质基础。相应的，设备设施资产在建设、运维直至报废的全生命周期过程中产生了大量数据，形成了设备设施数据资产。随着经济形势变化的加剧，以及大数据、人工智能等技术爆发式增长，数据资产对于企业的价值日益凸显。上至企业的发展战略决策，下至资产操作运维工作，良好的数据资产都是设备设施资产绩效的基础和必要保障。2.2落后的设备设施数据资产造成的影响5落后的设备设施数据资产对企业造成的影响包括：增加了企业运营成本，占年收入1.5%（数据来自ARC集团于2010年发布的研究报告）；带来了极大的安全隐患；严重滞后于企业的精细化管理需求；阻碍了企业向智能工厂的演进。ARC集团的研究报告指出，落后的设备设施数据资产是导致设备设施管理诸多问题的根本性因素。StudieshaveidentifiedpoorAIMastherootcauseofmanyassetperformanceproblems,suchaspoorassetutilization,lowmaintenanceeffi-ciency,highMROcosts,etc.研究表明，落后的设备设施数据资产是导致设备设施管理诸多问题的根本性因素，如落后的资产利用率、低维护效率、高维修成本。——ARC咨询集团,2010年7月2.3设备设施数据资产的落后现状国内企业对设备设施数据资产普遍缺乏足够的关注和投入。一方面，企业在经营数据资产、生产数据资产方面持续投资，形成了完善的管理体系——部署ERP、PI等IT系统，建立了相应的数据维护制度。另一方面，企业在设备设施数据资产方面投入则明显不足，使得设备设施数据资产普遍存在以下三方面的问题：6数据缺失：缺乏对易失效零部件（如轴承、垫片）以及易失效部位（如焊缝、裂纹）的管理、缺少有效的变更管理；质量堪忧：图纸或IT系统中的数据与现场不一致，表现在账卡物不一致、图纸与现场差异30%以上、ERP/EAM系统中设备零部件数据与现场不一致、设备故障往往很难找到有效的数据加以分析等方面；可访问性差：复杂的图纸、多个IT系统、多种编码体系、无法用自然语言描述失效部位等诸多问题，让设备员、专工难以发现潜在的问题以及在短时间内有效地获取信息进行决策。2.4三维数字工厂是设备设施数据资产管理的最佳实践三维数字工厂的定义三维数字工厂是利用工程级三维数字化技术构建的一个物理工厂全生命周期，完整、准确、可用的虚拟镜像。其本质是通过创新的数据组织方式，记录和管理着物理工厂所有设备设施的本体数据和活动记录，这些数据始终与物理工厂保持同步，并以虚拟现实的交互方式呈现给用户。三维数字工厂是人和实物资产间的全新纽带，如同互联网改变了人与人的互动一样，三维数字工厂将会改变人与物理工厂的互动。三维数字工厂是智能工厂的一项关键基础设施，它为我们搭建了一个广阔的技术平台，将持继催生出无数今天我们还不知道的新应用、新商业模式，甚至新的产业。基于三维数字工厂的数据管理解决方案是设备设施数据资产管理的最佳实践。Underthecoversoftheir3Dfacadeliesagemofasystemformanagingassetinformationacrossallofanorganization’sO&Msolutions.Itprovideseveryworkerwithanintuitive,seemingly“realworld”portalintoalloftheorganization’sassetinformation.And,thisinformationispresentedinthecontextofa“virtual”plantwhichhelpsthemappreciatethefullimplicationsofeverypieceofdata.——ARCAdvisoryGroup,20097专业的数据模型确保数据完整三维数字工厂采用工程级三维数字化的技术路线，数据模型遵循流程工业专用的设备设施数