序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇工廠數(shù)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(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

[關(guān)鍵詞]數(shù)字化 ；長輸管道； 采集

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

1、數(shù)字化在管道施工階段的重要性

管道建設(shè)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(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進行及時采集，待管道建成投產(chǎn)后，按照傳統(tǒng)的資料管理方式，項目竣工后為業(yè)主方提供的竣工資料，很多重要的現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)將永遠無法補救，資料的準(zhǔn)確性難以得到有效保證。即使后期采用探測手段對部分?jǐn)?shù)據(jù)進行補錄，與施工階段同步采集數(shù)據(jù)相比，不僅數(shù)據(jù)的準(zhǔn)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(shù)字化的施工階段

數(shù)字化管道建設(shè)可以分為三個階段，勘察設(shè)計階段，工程建設(shè)階段和運營管理階段。這三個階段是互相銜接，互為數(shù)據(jù)源的。加強施工階段的數(shù)字化管理是保證數(shù)字化管道能真正數(shù)字化的重要環(huán)節(jié)；現(xiàn)結(jié)合漠大管道輸油工程說明施工階段數(shù)字化管理的重要性。

2.1測量放線

測量放線的準(zhǔn)確性是保證施工中的每道工序都能嚴(yán)格按照施工圖紙進行施工的重要環(huán)節(jié)，只有測量放線數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確才能保證后續(xù)工序的準(zhǔn)確。數(shù)字化系統(tǒng)可以協(xié)助施工單位足不出戶就可以查看施工作業(yè)帶內(nèi)的地面障礙物，如果土地協(xié)調(diào)不通需要變更線路走向就會選擇最優(yōu)的線路提供給設(shè)計人員審核，待審核通過后便可進行后續(xù)工作。

2.1.1放施工作業(yè)帶邊線

測量放線的坐標(biāo)數(shù)據(jù)是勘查設(shè)計時產(chǎn)生的重要數(shù)據(jù)，測量放線時把設(shè)計圖紙中控制樁、轉(zhuǎn)交樁坐標(biāo)輸入GPS實時動態(tài)RTK中依線路控制點位參考基站，流動站采用快速靜態(tài)模式進行測量，從而測量出準(zhǔn)確的管道管溝中線，然后再根據(jù)圖紙要求向左右兩側(cè)分別偏移12m，10m，找出施工作業(yè)帶的兩條邊線后放線。見管道施工作業(yè)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(zhǔn)確性也很重要，是我們把關(guān)的重要環(huán)節(jié)之一。作業(yè)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(chǔ)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(jīng)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(zhuǎn)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(yè)人員進行技術(shù)交底，要求作業(yè)人員必須嚴(yán)格按照挖溝線挖溝。

管道施工采用數(shù)字化技術(shù)后可以直接用GPS RTK測量放線，GPS RTK測量放線比原來采用經(jīng)緯儀或全站儀測量放線大大提高了測量的精準(zhǔn)度；流動站和參考基站之間的間距8-10km之內(nèi)的作業(yè)帶均可測量放線，并且不用考慮作業(yè)帶內(nèi)的障礙物影響視線等問題，作業(yè)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(zhǔn)確度是保證管線按圖紙施工至關(guān)重要的一步，所以采用GPS實時動態(tài)RTK測量放線更體現(xiàn)了數(shù)字化管道在施工階段的優(yōu)越性。測量放線的每個環(huán)節(jié)都能采集所放線的坐標(biāo)，我們采用CAD技術(shù)把圖紙中線成果表中的坐標(biāo)轉(zhuǎn)化成可視的線路圖形，然后把測量人員現(xiàn)場測量完畢采集的坐標(biāo)數(shù)據(jù)一一輸入比對來把關(guān)測量放線各個環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確性。

3、數(shù)字化管道各施工工序數(shù)據(jù)采集

數(shù)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(yīng)的鋼管信息，如鋼管規(guī)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(guī)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(guī)格型號、生產(chǎn)廠家和生產(chǎn)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(tǒng)采的大地坐標(biāo)數(shù)據(jù)和高程，水平拐點和縱向邊坡點的坐標(biāo)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(zhǔn)確坐標(biāo)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)全過程地記錄在“數(shù)字化管道系統(tǒng)中”，一旦出現(xiàn)問題，即可進行逆性數(shù)據(jù)跟蹤，查出問題源頭。

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

4、數(shù)字化管道的意義

篇（2）

一、引言

語音室是一個學(xué)校英語專業(yè)和公共基礎(chǔ)課教學(xué)體系的一個重要組成部分，承擔(dān)外語語言實驗教學(xué)的任務(wù)，是培養(yǎng)學(xué)生的聽說讀寫譯等綜合運用能力的重要教學(xué)試驗場地，是進行外語教學(xué)，提高學(xué)生外語能力的基礎(chǔ)設(shè)施，隨著網(wǎng)絡(luò)及多媒體技術(shù)的快速發(fā)展，以及教育改革的深化，促進了信息技術(shù)的高速發(fā)展，大量新的教育信息技術(shù)融入了多媒體語言教學(xué)課堂，進一步推進了外語教學(xué)改革的不斷深入和發(fā)展！

二、網(wǎng)絡(luò)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(gòu)設(shè)計，全面訓(xùn)練與評測學(xué)生聽說讀寫譯技能的教學(xué)與管理的設(shè)備，可以實現(xiàn)以下的幾項功能：1、廣播教學(xué)，目的是將教師機的畫面轉(zhuǎn)播給學(xué)生，教師可以通過麥克風(fēng)、耳機等與已聯(lián)機的學(xué)生進行溝通，從而達到課堂教學(xué)的目的。2、聲音廣播，功能是將教師端的教師麥克風(fēng)聲音和電腦聲音均廣播給學(xué)生。3、口語訓(xùn)練，主要針對語言教學(xué)領(lǐng)域，教師可以通過這個功能鍛煉學(xué)生的口語能力，提升口語水平。4、學(xué)生示范，即教師選擇一名學(xué)生向教師和其他學(xué)生演示她的桌面操作，在示范過程中，教師可以控制該學(xué)生的鼠標(biāo)和鍵盤，還可以與選中的學(xué)生進行對話，并讓其他學(xué)生聽到他們之間的對話，5、網(wǎng)絡(luò)影院，是由頻道和添加的文件組成，頻道就是一組學(xué)生的活動空間，各頻道之間的學(xué)生可以互不干擾的進行觀看該頻道內(nèi)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(xué)內(nèi)容，學(xué)生可以根據(jù)自己的喜好，切換不同的頻道觀看各個頻道當(dāng)前播放的教學(xué)內(nèi)容。6、復(fù)讀機，可以打開媒體文件和復(fù)讀課件對學(xué)生進行復(fù)讀訓(xùn)練，不直播時，復(fù)讀機是一個單機播放器，它的主要功能是對學(xué)生進行口語訓(xùn)練，以及對學(xué)生進行A/B組的播放，以便進行口語和口譯考試。7、外接設(shè)備直播，系統(tǒng)默認設(shè)置4路外接設(shè)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(shè)備，向?qū)W生展示多路畫面，可以對畫面和聲音進行預(yù)覽和監(jiān)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(guī)章制度》、《語音室安全規(guī)則》、《語音室管理人員崗位職責(zé)》等各種規(guī)章制度，教師和學(xué)生都要遵守，按要求使用語音室，從而保證語音室的規(guī)范化運行，更好地為外語教學(xué)工作服務(wù).

2、對設(shè)備的管理。每臺語音設(shè)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(shè)備開始使用之前，要對設(shè)備進行檢查，確認完好無故障之后才能使用，使用結(jié)束后對設(shè)備的軟硬件進行檢查，確認下次使用的設(shè)備室完好，然后對設(shè)備進行斷電處理，防止因為超負荷運轉(zhuǎn)導(dǎo)致設(shè)備的損壞。網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化語音室都配有網(wǎng)絡(luò)，為避免因為中毒造成的設(shè)備損壞，應(yīng)在設(shè)備上安裝殺毒軟件，還要給設(shè)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(fù)到原來的最初狀態(tài)，還可以在短時間內(nèi)恢復(fù)成一個全新的系統(tǒng)，保證教學(xué)秩序的正常運行！

3、對學(xué)生的管理。學(xué)生是語音室的主要使用者，學(xué)生在語音室上課的時候，必須根據(jù)學(xué)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(nèi)隨意亂扔果皮等垃圾，對因為人為原因造成的設(shè)備損壞，還要嚴(yán)肅處理并根據(jù)處罰條例賠償設(shè)備損失，學(xué)生入座后需檢查設(shè)備的完好情況，如出現(xiàn)故障，需及時登記并處理，以免影響正常教學(xué)！

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(yīng)當(dāng)對新進的教師和對計算機專業(yè)技術(shù)不太熟悉的教師提前進行培訓(xùn)，這樣才能避免因為教師對設(shè)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

篇（3）

1.電力自動化和智能化概述

近年來隨著城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造的進行，自動化無功補償技術(shù)在各地低壓配電網(wǎng)的公用配變被廣泛應(yīng)用，它是基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計算機技術(shù)發(fā)展而形成的。特點是將發(fā)電廠、變電站、輸配電網(wǎng)絡(luò)、用戶集成起來，其目標(biāo)就是通過系統(tǒng)的融合達到對電力生產(chǎn)到供應(yīng)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(jié)能性。具體看，就是電力系統(tǒng)在發(fā)電、供電和變電的實現(xiàn)過程中，將一些設(shè)備組合起來，在計算機和可控電子元件的幫助下，實現(xiàn)切斷和接通、改變或者調(diào)整電壓的方式控制電力的流動，以此實現(xiàn)了供電的自動化。其中電力系統(tǒng)的自動化主要包括的子系統(tǒng)有：電網(wǎng)調(diào)度自動化、發(fā)電廠自動化、電力系統(tǒng)的信息傳輸、電力系統(tǒng)故障處理自動化、供電系統(tǒng)自動化、網(wǎng)絡(luò)管理自動化等等。整個體系建立的最終目的就是實現(xiàn)在電力生產(chǎn)－傳輸－使用過程中實現(xiàn)無障礙的自動化控制，讓電力供應(yīng)更加的高效、低耗、安全[1]。

在這里應(yīng)當(dāng)注意的是，自動化和智能監(jiān)控管理是密不可分的，因為自動化的實現(xiàn)就是電力系統(tǒng)管理的智能化，也就是利用自動化的網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)動作的自動化運行，并可以根據(jù)供電情況來實現(xiàn)智能化的調(diào)整和切換，從而實現(xiàn)“無人值守”化的電力網(wǎng)絡(luò)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?？梢妼崿F(xiàn)自動化智能網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是電力網(wǎng)絡(luò)自動化的最終目標(biāo)。

2.電力系統(tǒng)無功補償技術(shù)要點

2.1 在補償中容量的確定

補償容量的確定是補償?shù)年P(guān)鍵參數(shù)，也是實現(xiàn)智能補償?shù)幕A(chǔ)數(shù)據(jù)，這一數(shù)據(jù)的確定是一個較為復(fù)雜的過程，其計算也是根據(jù)不同的供電系統(tǒng)和使用用戶來確定的，也只有確定了補償容量才能實現(xiàn)系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。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(shù)為0.75上下，如果設(shè)計在滿負荷的狀態(tài)下，功率因數(shù)提高0.9的話，這時根據(jù)電網(wǎng)的運行經(jīng)驗可以得出補償?shù)娜萘恳话銥樽儔浩黝~定的20-30%。

2.2 常規(guī)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(tǒng)中，需要補償?shù)娜萘砍^60kvar的時采用綜合補償。

2.3 系統(tǒng)補償級數(shù)的選擇

補償級數(shù)也就是電容的分組數(shù)量，如果級數(shù)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(shè)備的體積。所以在選擇級數(shù)的時候要綜合考慮合理選取。

2.4 系統(tǒng)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(jié)構(gòu)，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(tǒng)自動化中的智能無功補償技術(shù)

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(yīng)遵循：1）固定補償和動態(tài)化補償相結(jié)合的原則，隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)面對的載荷也越來越復(fù)雜，電網(wǎng)對無功補償?shù)囊笠搽S之提高，因此傳統(tǒng)的固定補償已經(jīng)不足以滿足需求，動態(tài)化的補償技術(shù)的采用是與智能化相配合最佳方式。2）采取綜合補償?shù)姆椒▽崿F(xiàn)智能補償，一些新的設(shè)備的使用使得兩相用電量增大，電網(wǎng)中三相不平衡的情況加劇，三相共補的方式顯然已經(jīng)不再適用，而采用單相補償?shù)某杀居州^大。所以在智能補償系統(tǒng)中應(yīng)根據(jù)實際的情況采用共分結(jié)合的補償方法，以此實現(xiàn)效果和效益的雙贏。3）穩(wěn)定態(tài)補償和快速跟蹤補償相結(jié)合，這樣的方式可以實現(xiàn)靈活補償，也是未來發(fā)展的一個重要趨勢［2］。

3.2 智能補償?shù)耐肚虚_關(guān)選用

目前比較常見的投切開關(guān)主要有以下幾種：1）過零觸發(fā)固態(tài)繼電器。這種設(shè)備的特點是動作快，在投切的過程中沒有對電網(wǎng)的沖擊、物涌流、使用壽命長；但是會產(chǎn)生一定的功耗和諧波。2）機電一體化的復(fù)合智能開關(guān)。這種開關(guān)是交流接觸器和固態(tài)繼電器并聯(lián)運行，這就綜合了兩種開關(guān)的優(yōu)點，即可實現(xiàn)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(guān)。這種開關(guān)采用的是低壓真空滅弧室和永磁操作機構(gòu)，可以實現(xiàn)電容過零投切，也可適用電容器串聯(lián)電抗器回路的投切，特點是壽命長、可靠性高。

3.3 智能補償?shù)臒o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(tǒng)中的無功變化，把無功功率變?yōu)榭刂莆锢砹浚杂脩粼O(shè)定的功率因數(shù)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(jié)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(jù)配電系統(tǒng)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(jù)取平補齊的原則投入到電網(wǎng)中，提高了補償精度。主要措施有：1）電壓限制條件的科學(xué)化。智能系統(tǒng)中設(shè)定過、欠電壓保護值，可設(shè)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(shè)定投切限值。2）設(shè)置投切延時。延時時間可調(diào)，同組的電容投切動作時間間隔可以設(shè)置，對快速跟蹤補償設(shè)置可以為零[3]。

4.智能無功補償參數(shù)的計算方法

在智能無功補償中需要對一些具體的數(shù)據(jù)進行計算，以調(diào)整系統(tǒng)的參數(shù)，以下是一些參數(shù)的計算方式。

4.1 補償前線路功率因數(shù)計算

先選定有代表性的時間段，根據(jù)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(shù)，即：

式中：λ1－線路補償前功率因數(shù)；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(jù)線路最小和最大電流及母線電壓、功率因數(shù)，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(shù)。

4.3 線路補償容量

1）最小補償容量：根據(jù)線路最小負荷和補償前、后功率因數(shù)，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(dāng)線路運行在最低負荷時（如夜間），因線路過補償而向系統(tǒng)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(shù)。

2）最大補償容量：根據(jù)線路最大負荷和補償前、后功率因數(shù)，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(jié)

總之，隨著科技的快速發(fā)展進步，高科技企業(yè)的增加，電力企業(yè)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(wǎng)進行更全面的治理、監(jiān)控，在這個過程中，將有各種新技術(shù)、新設(shè)備發(fā)展起來，未來的自動化無功補償技術(shù)將會更加經(jīng)濟有效。

參考文獻

[1]江海濤.淺談電力自動化技術(shù)的發(fā)展[J].硅谷,

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數(shù)字化工廠是以制造產(chǎn)品和提供服務(wù)的企業(yè)為核心，由核心企業(yè)以及一切相關(guān)聯(lián)的成員構(gòu)成，使所有運營信息數(shù)字化的動態(tài)“組織”。通過數(shù)字化工廠信息系統(tǒng)有效地組織控制人流、物流、資金流和信息流，實現(xiàn)組織內(nèi)部所有成員之間的高度協(xié)作和資源共享，為客戶提供滿意的產(chǎn)品和服務(wù)。而數(shù)字化工廠工作流管理系統(tǒng)作為數(shù)字化工廠信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是協(xié)調(diào)數(shù)字化工廠成員內(nèi)部、成員相互間的各項活動的具體執(zhí)行者。數(shù)字化工廠是指以產(chǎn)品全生命周期的相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在計算機虛擬環(huán)境中，對整個生產(chǎn)過程進行仿真、評估和優(yōu)化，并進一步擴展到整個產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)組織方式。是現(xiàn)代數(shù)字制造技術(shù)與計算機仿真技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，同時具有其鮮明的特征。它的出現(xiàn)給基礎(chǔ)制造業(yè)注入了新的活力，主要作為溝通產(chǎn)品設(shè)計和產(chǎn)品制造之間的橋梁。

一、數(shù)字化工廠概述

數(shù)字化工廠（DF）以產(chǎn)品全生命周期的相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在計算機虛擬環(huán)境中，對整個生產(chǎn)過程進行仿真、評估和優(yōu)化，并進一步擴展到整個產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)組織方式。在設(shè)計部分，CAD和PDM系統(tǒng)的應(yīng)用已相當(dāng)普及；在生產(chǎn)部分，ERP等相關(guān)的信息系統(tǒng)也獲得了相當(dāng)?shù)钠占?，但在解決“如何制造工藝設(shè)計”這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)上，大部分國內(nèi)企業(yè)還沒有實現(xiàn)有效的計算機輔助治理機制，“數(shù)字化工廠”技術(shù)與系統(tǒng)作為新型的制造系統(tǒng)，緊承著虛擬樣機（VP）和虛擬制造（VM）的數(shù)字化輔助工程，提供了一個制造工藝信息平臺，能夠?qū)φ麄€制造過程進行設(shè)計規(guī)劃，模擬仿真和治理，并將制造信息及時地與相關(guān)部分、供應(yīng)商共享，從而實現(xiàn)虛擬制造和并行工程，保障生產(chǎn)的順利進行。“數(shù)字化工廠”規(guī)劃系統(tǒng)通過同一的數(shù)據(jù)平臺，通過具體的規(guī)劃設(shè)計和驗證預(yù)見所有的制造任務(wù)，在進步質(zhì)量的同時減少設(shè)計時間，加速產(chǎn)品開發(fā)周期，消除浪費，減少為了完成某項任務(wù)所需的資源數(shù)目等，實現(xiàn)主機廠內(nèi)部、生產(chǎn)線供給商、工裝夾具供給商等的并行工程。數(shù)字化工廠（DF）是企業(yè)數(shù)字化輔助工程新的發(fā)展階段，包括產(chǎn)品開發(fā)數(shù)字化、生產(chǎn)準(zhǔn)備數(shù)字化、制造數(shù)字化、管理數(shù)字化、營銷數(shù)字化。除了要對產(chǎn)品開發(fā)過程進行建模與仿真外，還要根據(jù)產(chǎn)品的變化對生產(chǎn)系統(tǒng)的重組和運行進行仿真，使生產(chǎn)系統(tǒng)在投入運行前就了解系統(tǒng)的使用性能，分析其可靠性、經(jīng)濟性、質(zhì)量、工期等，為生產(chǎn)過程優(yōu)化和網(wǎng)絡(luò)制造提供支持。

二、數(shù)字化工廠的關(guān)鍵技術(shù)

通常研究的制造系統(tǒng)是非線性離散化系統(tǒng)，需要建立產(chǎn)品模型、資源模型制造設(shè)備、材料、能源、工夾具、生產(chǎn)人員和制造環(huán)境等、工藝模型工藝規(guī)則、制造路線等以及生產(chǎn)管理模型系統(tǒng)的限制和約束關(guān)系。數(shù)字化工廠是建立在模型基礎(chǔ)上的優(yōu)化仿真系統(tǒng)，所數(shù)字化建模技術(shù)是數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)。隨著虛擬設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，在計算機中進行產(chǎn)品零件的三維造型、裝配分析和數(shù)控加模擬技術(shù)以及以上程分析技術(shù)不斷發(fā)展和完善，這種技術(shù)進一步向制造過程領(lǐng)域發(fā)展。數(shù)字化建模的基礎(chǔ)上，對制造系統(tǒng)進行運動學(xué)、動力學(xué)、加工能力等各方面進行動態(tài)仿真優(yōu)化。隨著三維造型技術(shù)發(fā)展，三維實體造型技術(shù)已得到普遍的應(yīng)用。具有沉浸性的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，使用戶能身臨其境地感受產(chǎn)品的設(shè)計過程和制造過程，使仿真的旁觀者成為虛擬環(huán)境的組成部分。數(shù)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(huán)境的下具集、各種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工具、設(shè)備控制程序的生成器、各種報表的輸出工具等。

三、數(shù)字化工廠的解決方案

（一）產(chǎn)品研發(fā)的數(shù)字化和虛擬化

數(shù)字化工廠通過使用CAX等軟件，建立產(chǎn)品的邏輯、幾何、功能、性能和關(guān)聯(lián)等模型，實現(xiàn)基于模型的產(chǎn)品定義與關(guān)聯(lián)設(shè)計，在虛擬的數(shù)字世界中完成多學(xué)科優(yōu)化、協(xié)同設(shè)計、優(yōu)化分析、制造試驗仿真及模擬產(chǎn)品的制造和運營過程（包括虛擬工廠、生產(chǎn)線布局、物流等）。同時，通過PLM與ERP/MES等集成，實現(xiàn)三維模型、數(shù)字化工藝指令等信息向生產(chǎn)現(xiàn)場的推送，并與質(zhì)量、采購、物流等部門進行共享。各部門依據(jù)這些共享信息即可開展相應(yīng)的零部件生產(chǎn)、原材料采購、產(chǎn)品驗收和產(chǎn)品確認等工作。

（二）生產(chǎn)過程的精益化和標(biāo)準(zhǔn)化

數(shù)字化工廠是按照精益思想建設(shè)的，通過對生產(chǎn)過程進行優(yōu)化整合，并制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化操作規(guī)程，確保車間生產(chǎn)節(jié)奏更加緊湊和有序。它使用ERP統(tǒng)一管理和下達生產(chǎn)指令，使用MES和數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對生產(chǎn)計劃調(diào)度、物料追蹤、數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、工位操作、包裝發(fā)貨等生產(chǎn)運營全過程的管理，并將檢測結(jié)果與PLM中設(shè)計模型進行快速對比，形成從虛擬產(chǎn)品設(shè)計到實際生產(chǎn)制造的閉環(huán)產(chǎn)品質(zhì)量控制，實現(xiàn)從原料進廠到產(chǎn)品出廠的生產(chǎn)過程自動化、裝備制造信息化和智能化、生產(chǎn)過程的高度透明化。

（三）車間生產(chǎn)的自動化和集成化

數(shù)字化工廠車間生產(chǎn)自動化是在統(tǒng)一通信、統(tǒng)一編程以及統(tǒng)一IT架構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過高運行可靠性和可用性的數(shù)據(jù)鏈路（物聯(lián)網(wǎng)及工業(yè)網(wǎng)等），把生產(chǎn)制造過程中眾多獨立的產(chǎn)品、工具與關(guān)聯(lián)的服務(wù)進行集成，支持自動化控制、制造執(zhí)行和企業(yè)資源管理等系統(tǒng)的完美整合。并將網(wǎng)絡(luò)與通信、傳感器與感知、自動檢測、人機交互與專家系統(tǒng)等智能化技術(shù)加入車間制造單元與生產(chǎn)線中，實現(xiàn)系統(tǒng)自優(yōu)化、自重構(gòu)、自診斷，形成高度的柔性生產(chǎn)方式，達到信息技術(shù)和制造技術(shù)深度融合的目的，使得高度智能的快速生產(chǎn)成為可能。

四、結(jié)束語

綠色和人文是數(shù)字化工廠的重要特征，所以數(shù)字化工廠的建設(shè)不僅要求體現(xiàn)數(shù)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(shè)備來減輕人員的體力消耗和精神壓力，以及用持續(xù)的職業(yè)發(fā)展規(guī)劃來延長員工的工作壽命和工作質(zhì)量。

篇（5）

根據(jù)學(xué)校改革示范校任務(wù)目標(biāo)的發(fā)展規(guī)劃，結(jié)合本學(xué)校實際的情況，就一體化工作站提出了建設(shè)數(shù)字化工廠。通過積極探索，不斷的創(chuàng)新與實踐，充分考慮到今后發(fā)展的需要，把企業(yè)設(shè)計制造過程的現(xiàn)代化無紙化引入學(xué)校，真實模擬現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營場景，使學(xué)校成為培養(yǎng)高技能高素質(zhì)的優(yōu)秀畢業(yè)生的理想實踐場所。我?，F(xiàn)在已經(jīng)建立起PLM體驗中心、理實一體化教室、數(shù)字化實訓(xùn)工作站、教學(xué)資源庫等數(shù)字化平臺。從而實現(xiàn)理論教學(xué)、實習(xí)訓(xùn)練的全數(shù)字化。為職業(yè)教育的“雙師型”師資培養(yǎng)培訓(xùn)及交流創(chuàng)造良好的數(shù)字平臺。

一、“數(shù)字化工廠”具體的內(nèi)涵

信息化建設(shè)是現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的發(fā)展方向，是企業(yè)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(xiàn)“數(shù)字化工廠”的目標(biāo)。對各項目標(biāo)的具體實施，即為“數(shù)字化工廠”具體的內(nèi)涵。

（1）搭建一體化工作站數(shù)字化

搭建安全快速的網(wǎng)絡(luò)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(tǒng)平臺由計算機主機、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫等組成。通過軟件來相連各個系統(tǒng)的平臺，將實訓(xùn)車間的數(shù)控設(shè)備與數(shù)據(jù)管理平臺相連，進而實現(xiàn)對數(shù)控設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化管理。當(dāng)然，操作技術(shù)人員必須具備網(wǎng)絡(luò)操作能力，只有軟硬件和操作人員都具備了數(shù)字化的能力才能實現(xiàn)數(shù)字化工廠。

（2）打造無紙生產(chǎn)場景數(shù)字化

隨著管理集成系統(tǒng)的搭建，通過數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)，即可看到學(xué)生現(xiàn)階段一體化工作站的任務(wù)零件及相關(guān)信息如：毛坯尺寸、產(chǎn)品材料、加工圖樣、工藝流程、注意事項等，實現(xiàn)與現(xiàn)代化的生產(chǎn)制造流程接軌。對學(xué)生生產(chǎn)用到的數(shù)控程序，通過數(shù)據(jù)終端直接傳輸?shù)綑C床上進行應(yīng)用加工，實現(xiàn)無紙化的設(shè)計與生產(chǎn)，既提高了生產(chǎn)效率又規(guī)范了操作規(guī)程。

（3）一體化討論區(qū)數(shù)字化

在一體化討論區(qū)，通過大屏幕投影，可將學(xué)生在PLM體驗中心中的工作過程現(xiàn)場調(diào)出來，包括產(chǎn)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(jié)果、加工程序等。同時，也可看到車間機床操作面板及產(chǎn)品加工過程。通過模型結(jié)果及機床加工過程現(xiàn)場，實現(xiàn)理論與實踐的一體化教學(xué)。

（4）一體化工作站管理數(shù)字化

通過搭建一體化工作站的管理系統(tǒng)，通過視頻可以看到師生教學(xué)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(guī)范化轉(zhuǎn)變。

二、建設(shè)數(shù)字化工廠的體會

幾年來的信息化建設(shè)，使我們在探索建立數(shù)字化工廠的道路上感受頗多，在此談?wù)勛约旱男牡皿w會。

（1）規(guī)劃管理要統(tǒng)一

信息化建設(shè)要統(tǒng)一規(guī)劃，在指導(dǎo)部門的安排下進行信息化的建設(shè)，信息互聯(lián)互通，共享資源，避免重復(fù)建設(shè)?！皯?yīng)用主導(dǎo)，面向市場”是信息化建設(shè)的內(nèi)在動力和重要手段。

① 強調(diào)資源共享時，也耍推進方法和經(jīng)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(xué)習(xí)進步。

② 建成管理網(wǎng)絡(luò)。分三個層次：一層是信息化主管部門負責(zé)全廠信息化建設(shè)整體規(guī)劃及協(xié)調(diào)工作；二層由專業(yè)科室組成，負責(zé)在信息化推進過程中結(jié)合專業(yè)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(xiàn)的地方。

③ 全廠的信息化工作統(tǒng)一規(guī)劃。信息化主管部門制定目標(biāo)，長期目標(biāo)包括五年計劃，短期目標(biāo)包括年度和季皮工作計劃等，規(guī)劃將包容全廠的信息化工作內(nèi)容，各部門在此基礎(chǔ)上再制定分解目標(biāo)，既緊扣總體規(guī)劃，又體現(xiàn)自身的個性內(nèi)容。

（2）現(xiàn)代化技術(shù)要合理運用

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

（3）推行管理要逐步化

一體化數(shù)字工廠是一個長周期的過程，初期投入的時間很長。在建設(shè)完善過程中要有耐心和恒心。在建設(shè)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(huán)節(jié)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(biāo)提高一個臺階。最終提出了全面推行信息化管理，實現(xiàn)一體化數(shù)字化工廠。

（4）操作系統(tǒng)要扁平化

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

（5）建設(shè)過程要應(yīng)用化

篇（6）

1.1數(shù)字化管道技術(shù)建設(shè)    

中國海油氣電集團的“數(shù)字氣電”從研究數(shù)字化管道技術(shù)開始，自2007年起開展了中國海油液化天然氣管網(wǎng)及接收場站的數(shù)字化技術(shù)研究與應(yīng)用，主要研究了數(shù)字站線的建設(shè)原則與實施策略、總體框架、功能需求與數(shù)據(jù)需求、應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)、數(shù)據(jù)采集與質(zhì)量控制等(圖1)。其中，數(shù)據(jù)采集內(nèi)容包括基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、管道專業(yè)數(shù)據(jù)及管道周邊環(huán)境數(shù)據(jù)的采集，涵蓋天然氣管道從設(shè)計、施工、運營維護到停役的全生命周期;應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)包括管道數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、管道地理信息系統(tǒng)、巡線與線路管理系統(tǒng)、第三方施工管理系統(tǒng)、隱患管理系統(tǒng)、陰保與腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)、地質(zhì)災(zāi)害管理系統(tǒng)、缺陷管理系統(tǒng)、維修維護管理系統(tǒng)、應(yīng)急信息管理系統(tǒng)、接口集成等。

1.2數(shù)字化管網(wǎng)與場站可視化管理    

油氣管道大多位于地下，被地面與建構(gòu)筑物所覆蓋，二位圖形無法表現(xiàn)管道之間的空間關(guān)系。數(shù)字化管網(wǎng)、場站的可視化系統(tǒng)是在基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)軟件與可視化開發(fā)語言進行的集成式二次開發(fā)，合理建立有效的三維管道數(shù)據(jù)庫是可視化系統(tǒng)高效、穩(wěn)定運行的保障。    

篇（7）

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

現(xiàn)代工廠龐大復(fù)雜，流程工廠被認為是現(xiàn)代社會最復(fù)雜的工業(yè)系統(tǒng)。這些工業(yè)系統(tǒng)包括大量現(xiàn)代高技術(shù)設(shè)備本身，也包括工藝流程、電氣控制等等現(xiàn)代系統(tǒng)工業(yè)技術(shù)。

1 企業(yè)總體需求

總體上來說，企業(yè)普遍要求在擁有數(shù)字化電廠自主知識產(chǎn)權(quán)的基礎(chǔ)上，解決數(shù)字化電廠的具體業(yè)務(wù)實施和應(yīng)用問題，所以開發(fā)知識產(chǎn)權(quán)歸屬企業(yè)自身的數(shù)字化電廠的重要性是第一位的。本文從某一數(shù)字化電廠項目實施過程中遇到的實際需求為出發(fā)點，對工廠用戶實際需求進行一定的梳理和分析。

1.1生產(chǎn)部門的需求

要求解決方案能夠直觀展示裝置生產(chǎn)運行，管理人員能在與現(xiàn)場完全一致的虛擬環(huán)境中得到工作區(qū)域相關(guān)的生產(chǎn)信息。在虛擬現(xiàn)實場景中自由漫步，點擊設(shè)備即可查看相關(guān)屬性和運行狀態(tài)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(xùn)等部門的需求

通過對關(guān)鍵設(shè)備剖切來查看其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在三維場景里可視化設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及維修方法，演示設(shè)備的虛擬組裝和拆卸，員工可以360度直觀展示、查看設(shè)備，標(biāo)注設(shè)備拆裝步驟，了解設(shè)備的工作原理，將平時看不到的設(shè)備結(jié)構(gòu)以及維修方法在三維場景里可視化展現(xiàn)，并可以實現(xiàn)設(shè)備的虛擬組裝和拆卸。

在工廠的設(shè)計建造施工過程中，涉及到非常多的外部參與部門，包括設(shè)計方，施工方，設(shè)備廠商等。各參與部門對數(shù)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(xiàn)有數(shù)字化電廠流行方案的整體介紹

2.1 基于現(xiàn)有成熟軟件系統(tǒng)的數(shù)字化電廠方案

GIS軟件提供商，工程軟件提供商與機械行業(yè)軟件提供商在國內(nèi)數(shù)字化電廠領(lǐng)域均有一定的應(yīng)用。GIS集中于大場景相關(guān)應(yīng)用，如石油長輸管線周邊地形等應(yīng)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(yè)軟件提供商集中于具體設(shè)備的模擬與仿真，各有所長，均能解決一定的企業(yè)業(yè)務(wù)應(yīng)用。

2.2 基于底層圖形庫與幾何算法庫開發(fā)的數(shù)字化電廠解決方案

基于Opengl等圖形庫進行的方案開發(fā)以及基于OGRE，OSG等相關(guān)開源框架進行的方案開發(fā)，在數(shù)字化電廠行業(yè)內(nèi)均有一定的案例。有較強的計算機開發(fā)能力儲備的企業(yè)單位都以此為基礎(chǔ)進行過部分開發(fā)，滿足了一定的企業(yè)業(yè)務(wù)應(yīng)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(fā)，深度較淺，范圍較窄。其可用性，穩(wěn)定性以及項目投資都超過了絕大多數(shù)行業(yè)內(nèi)企業(yè)的承受能力。

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

3 自主知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)字化電廠整體規(guī)劃方案

3D引擎屬于更加廣義的軟件開發(fā)環(huán)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(gòu)技術(shù)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(lǐng)域具有領(lǐng)先地位的圖形算法庫打包至其核心框架中，其產(chǎn)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(huán)境，瀏覽器本地插件環(huán)境，或者以html5格式于瀏覽器直接運行環(huán)境等。其解決方案能夠滿足企業(yè)自主知識產(chǎn)權(quán)和多樣化需求的需要。

綜合對業(yè)主與客戶的多次調(diào)研，規(guī)劃出數(shù)字化電廠的基本系統(tǒng)架構(gòu)。

企業(yè)的數(shù)字化電廠系統(tǒng)應(yīng)用架構(gòu)可分為三層：數(shù)據(jù)層、平臺層和應(yīng)用層，如圖1所示：

圖1 數(shù)字化電廠系統(tǒng)應(yīng)用架構(gòu)圖

數(shù)據(jù)層：由模型數(shù)據(jù)庫、靜態(tài)數(shù)據(jù)庫、動態(tài)數(shù)據(jù)庫組成。模型數(shù)據(jù)庫中的點云數(shù)據(jù)庫負責(zé)存儲激光掃描數(shù)據(jù)，三維模型數(shù)據(jù)庫負責(zé)存儲智能化的三維模型。企業(yè)已建立的靜態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)庫（例如3D CAD文件、工程文檔、P&ID圖紙、裝置靜態(tài)數(shù)據(jù)、SIS、ERP、EAM、工業(yè)監(jiān)控等）為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源。

平臺層：由3D引擎在三維模型上提供數(shù)字化電廠的三維平臺服務(wù)。

應(yīng)用層：由3D引擎開發(fā)實現(xiàn)，同時，結(jié)合平臺層導(dǎo)出的標(biāo)準(zhǔn)三維模型，可以集成更多第三方應(yīng)用。

基于數(shù)字化電廠系統(tǒng)應(yīng)用構(gòu)架，規(guī)劃數(shù)字化電廠總體技術(shù)架構(gòu)，如圖2所示。

圖2 數(shù)字化電廠技術(shù)架構(gòu)圖

4 數(shù)字化電廠的業(yè)務(wù)功能實現(xiàn)

4.1 工藝狀態(tài)監(jiān)控，設(shè)備監(jiān)測等

基于3D引擎開發(fā)數(shù)字化電廠系統(tǒng)，在虛擬空間中直觀提供裝置設(shè)備運行狀態(tài)查詢，實現(xiàn)在虛擬空間中自由漫步，利用數(shù)字化電廠進行實時監(jiān)控等。

4.2 檢修與培訓(xùn)等

利用數(shù)字化電廠進行設(shè)備檢修和拆裝培訓(xùn)，可以極大的提高培訓(xùn)效果和員工積極性。采用3D引擎復(fù)合應(yīng)用技術(shù)進行數(shù)字化電廠的規(guī)劃能夠滿足業(yè)主的需求，經(jīng)過幾年的探索，工廠的信息化建設(shè)已經(jīng)有了比較完整和穩(wěn)定的模式，”數(shù)字化電廠”是在原有信息化的基礎(chǔ)上的提升，它不是一個獨立的軟件，而是基于平臺化的規(guī)劃，配以應(yīng)用數(shù)據(jù)的擴展延伸，為各類生產(chǎn)運營系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持和關(guān)聯(lián)，讓各類系統(tǒng)能夠更好的運行，數(shù)據(jù)能夠最大程度的跨平臺關(guān)聯(lián)查詢，優(yōu)化工廠運營管理。

5 對數(shù)字化電廠的建議與展望

篇（8）

中圖分類號：TS118 文獻標(biāo)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(yè)的生產(chǎn)成本普遍上漲，大量企業(yè)出現(xiàn)了用工成本大幅度上升和招工難并存的局面，而企業(yè)自身科技創(chuàng)新能力不足、產(chǎn)品附加值不高，也嚴(yán)重了影響紡織企業(yè)的競爭力。

與此同時，全球經(jīng)濟發(fā)展方式正在發(fā)生深刻變革，科技創(chuàng)新孕育新的突破，“智能制造”已成為世界制造業(yè)發(fā)展的大趨勢?！督?jīng)濟學(xué)人》2012 年4月發(fā)表的“第三次工業(yè)革命：制造業(yè)與創(chuàng)新”專題報道中闡述了目前由技術(shù)創(chuàng)新引發(fā)的制造業(yè)的深刻變化，指出數(shù)字化與智能化的制造技術(shù)是“第三次工業(yè)革命”的核心技術(shù)。

在發(fā)達國家，汽車、電子電器、工程機械等行業(yè)已大量使用工業(yè)機器人自動化生產(chǎn)線，出現(xiàn)了數(shù)字化、智能化工廠。近年來，物聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能等領(lǐng)域內(nèi)各項新技術(shù)得到了快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，這將對紡織行業(yè)向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、連續(xù)化和集成化、智能化方向轉(zhuǎn)型發(fā)揮強勁的驅(qū)動作用。

目前歐、美等發(fā)達國家和地區(qū)已經(jīng)有紡織工廠實現(xiàn)了從原料到成品的全流程智能化生產(chǎn)，生產(chǎn)狀況和車間環(huán)境實現(xiàn)了集中監(jiān)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(shù)字化、智能化的紡織工廠將是紡織行業(yè)未來重要的發(fā)展方向，是現(xiàn)代紡織工業(yè)化與信息化深度融合的應(yīng)用體現(xiàn)。

2 經(jīng)緯紡機新型無人化棉紡工廠

棉紡是紡織行業(yè)最重要的組成部分之一。在國內(nèi)，棉紡機械較早推廣使用數(shù)字化技術(shù)，棉紡工廠的自動化水平有了很大的提高，但與國際新技術(shù)相比在高速、高產(chǎn)、高質(zhì)、連續(xù)化、智能化及穩(wěn)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(chǎn)自動化、連續(xù)化程度很高。

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

經(jīng)緯紡機新型無人化數(shù)字棉紡工廠主要由智能化單元設(shè)備、車間數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)、智能物流與搬運系統(tǒng)、基于大數(shù)據(jù)和云計算的智能數(shù)據(jù)處理與分析等系統(tǒng)組成。數(shù)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(lián)合機（含清花設(shè)備、異性纖維分檢機、梳棉機）頭并并條機條并卷聯(lián)合機精梳機末并并條機自動落紗粗紗機集體落紗環(huán)錠細紗機細絡(luò)聯(lián)型自動絡(luò)筒機。轉(zhuǎn)杯紡流程：清梳聯(lián)合機并條機轉(zhuǎn)杯紡紗機。

無人化數(shù)字棉紡工廠能夠把傳統(tǒng)上分為多個工序的棉紡裝備通過自動化、連續(xù)化、數(shù)字化技術(shù)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(chǎn)流程統(tǒng)一在系統(tǒng)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(xiàn)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(biāo)準(zhǔn)操作，各項生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)實現(xiàn)自動采集分析、預(yù)測。無人化數(shù)字棉紡工廠是現(xiàn)代紡織工業(yè)化、信息化、智能化融合的綜合體現(xiàn)，也是實現(xiàn)智能化紡織的必經(jīng)之路。 2.1 棉紡單機設(shè)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(shè)備的基礎(chǔ)上，通過數(shù)字化和計算機技術(shù)，融合傳感器技術(shù)、信息科學(xué)、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(xiàn)自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)、自組織、自主決策能力。比如，紡織過程各種工藝參數(shù)、運行狀態(tài)能夠在線檢測、顯示和自動調(diào)節(jié)；機臺具有自適應(yīng)的生產(chǎn)控制、智能化加工編程、故障自動診斷、遠程監(jiān)控等功能。智能化紡織機械是新型無人化數(shù)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(xiàn)為：（1）在機電一體化的基礎(chǔ)上進一步融合機器視覺、模式識別等技術(shù)實現(xiàn)質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)，如異纖分檢機、自動絡(luò)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(shù)的應(yīng)用：并條機自調(diào)勻整系統(tǒng)、細紗機集體落紗全過程恒張力控制技術(shù)、半自動轉(zhuǎn)杯紡紗機張力精確控制系統(tǒng)；（3）先進的驅(qū)動技術(shù)，有變頻調(diào)速、交流伺服、步進電機等；（4）聯(lián)網(wǎng)接口、RFID射頻識別、現(xiàn)場總線和人機界面，實現(xiàn)工藝參數(shù)、運行狀態(tài)的在線監(jiān)測、顯示和自動調(diào)節(jié)，使機器運行在最優(yōu)狀態(tài)，具備故障顯示和自動排除、遠程診斷和服務(wù)等功能。

2.2 棉紡工序連續(xù)化

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

2.2.1 聯(lián)合機

聯(lián)合機是將不同工序設(shè)備進行有機的自動聯(lián)結(jié)，如：清梳聯(lián)、粗細聯(lián)、細絡(luò)聯(lián)等，使部分紡紗工序連續(xù)化，實現(xiàn)少人或無人管理的從原棉到成品紗的連續(xù)生產(chǎn)。

（1）清梳聯(lián)：將清花工序與梳棉工序組合成一條新的生產(chǎn)線，實現(xiàn)棉纖維的抓取、開松、除雜、混合、梳理自動聯(lián)接，直接生成棉條。該設(shè)備精確配合自調(diào)勻整系統(tǒng)，對棉流、棉箱、棉層、棉條進行智能控制；工藝參數(shù)在線調(diào)整、數(shù)據(jù)實時采集、傳遞；設(shè)備故障自動診斷和維護。

（2）粗細聯(lián)軌道自動輸送系統(tǒng)：與自動落紗粗紗機配合，使用空中電動軌道小車系統(tǒng)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(fā)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(fā)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(xiàn)粗細聯(lián)。

（3）細絡(luò)聯(lián)：在細紗機和自動絡(luò)筒機之間增加一個軌道聯(lián)接系統(tǒng)，其主要功能是將經(jīng)細紗機自動落紗裝置落下的管紗自動運輸?shù)阶詣咏j(luò)筒機進行絡(luò)紗，并將空管自動運回到細紗機。經(jīng)緯紡機研發(fā)的新型細絡(luò)聯(lián)型自動絡(luò)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(xiàn)了管紗從細紗機到絡(luò)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(chǎn)效率大大提高。

2.2.2 智能化柔性物流倉儲系統(tǒng)

自動導(dǎo)引車AGV（automated guided vehicle）、電動軌道小車系統(tǒng)EMS與機器人技術(shù)在一些現(xiàn)代制造企業(yè)，比如汽車制造等領(lǐng)域已廣泛應(yīng)用，但是在棉紡行業(yè)中尚無應(yīng)用。AGV、EMS系統(tǒng)配有電磁、磁條、光學(xué)、視覺等自動導(dǎo)引裝置，按規(guī)定的導(dǎo)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(tǒng)。

AGV、EMS系統(tǒng)具有自動導(dǎo)航、優(yōu)化路線、自動作業(yè)、交通管理、車輛調(diào)度、安全避碰、自動充電、自動診斷、多傳感器控制、網(wǎng)絡(luò)交互等功能。數(shù)字棉紡工廠利用AGV、EMS系統(tǒng)與機器人技術(shù)，實現(xiàn)智能物流系統(tǒng)的柔性搬運、傳輸、打包等功能，包括條桶智能輸送系統(tǒng)、精梳棉卷智能輸送系統(tǒng)、粗紗空中輸送系統(tǒng)、筒紗智能整理輸送與包裝系統(tǒng)等。

2.3 網(wǎng)絡(luò)化、智能化系統(tǒng)實現(xiàn)棉紡工廠管控一體化

2.3.1 棉紡設(shè)備網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和管理系統(tǒng)

棉紡設(shè)備網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和管理系統(tǒng)利用傳感器、通信、總線、數(shù)據(jù)庫、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，把棉紡廠單機設(shè)備的運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)、產(chǎn)量數(shù)據(jù)、質(zhì)量數(shù)據(jù)（如異纖分檢機、電子清紗器等）、設(shè)備的用電數(shù)據(jù)、人員、環(huán)境溫濕度、空壓、除塵系統(tǒng)、電力供應(yīng)、ERP數(shù)據(jù)等相互獨立的信息流集成在一個平臺上，消除生產(chǎn)過程的黑箱運行，實現(xiàn)紡織工廠的敏捷化、透明化、數(shù)字化生產(chǎn)和現(xiàn)代化管理。

該系統(tǒng)以數(shù)據(jù)采集為基礎(chǔ)，實時顯示設(shè)備的狀態(tài)，記錄主機設(shè)備運行的各種數(shù)據(jù)；可按班組、員工、品種自動統(tǒng)計報表；實時記錄設(shè)備的每個狀態(tài)變化，如細紗機的落紗次數(shù)、落紗時間、落紗長度；把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為狀態(tài)的管理報警，如速度過高、CV值過高的報警；車間環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)，可對溫濕度、空壓、粉塵濃度等環(huán)境狀況進行監(jiān)控，使得電力供應(yīng)統(tǒng)一調(diào)度，工廠少人或無人值守，為各種設(shè)備的運行維護提供有利工具。

該系統(tǒng)通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)把棉紡工廠的各個單元聯(lián)接起來，消除信息孤島，構(gòu)建全廠信息流，實現(xiàn)生產(chǎn)高效的管理；可對整個工廠的各種資源（如設(shè)備、能源、人員等）進行優(yōu)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(shù)據(jù)、云計算技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合

隨著信息化的發(fā)展，棉紡工業(yè)將應(yīng)對大數(shù)據(jù)時代來臨的挑戰(zhàn)。數(shù)字化紡織工廠設(shè)備（棉紡設(shè)備、輔助設(shè)備）眾多，棉紡設(shè)備網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和管理系統(tǒng)實時采集成千上萬個傳感器的數(shù)據(jù)，并生成各種統(tǒng)計圖表。企業(yè)ERP系統(tǒng)每天都在生成大量數(shù)據(jù)和報表。圖 2 展示了數(shù)字化棉紡工廠信息數(shù)據(jù)處理流程圖。這些數(shù)據(jù)不僅體量巨大，而且種類多樣、實時性強。面對大數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)的效率就是企業(yè)的生命，傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫對其難以存儲，單機數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計工具也無法對其處理。

擁有數(shù)千萬臺機器的大規(guī)模并行運行的云計算平臺為這些海量數(shù)據(jù)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(shù)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(shù)據(jù)進行管理，如對重要數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，對設(shè)備狀態(tài)進行監(jiān)控，對生產(chǎn)進行控制和管理等。

大數(shù)據(jù)的核心是要獲得數(shù)據(jù)價值，數(shù)據(jù)需要理解才能轉(zhuǎn)化為有用的信息，最關(guān)鍵的部分是數(shù)據(jù)分析。打造智能化的數(shù)字棉紡工廠，就要依靠專家系統(tǒng)與智能軟件對大數(shù)據(jù)進行自動分析、歸納推理，從中挖掘出潛在的模式，調(diào)節(jié)紡織機械設(shè)備達到最優(yōu)的狀態(tài)，進而更好地控制生產(chǎn)，同時將有用的信息反饋給管理者幫助其正確決策、執(zhí)行，減少風(fēng)險。隨著網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，基于機器學(xué)習(xí)、統(tǒng)計學(xué)、數(shù)據(jù)庫、可視化等技術(shù)的數(shù)據(jù)挖掘方法有了很大的進步。利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對采集的數(shù)據(jù)進行分類統(tǒng)計、對比分析、關(guān)聯(lián)分析、聚類分析、異常分析、預(yù)測分析等，能夠及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的問題，并對生產(chǎn)異常狀況進行報警、預(yù)測、判斷和敏捷響應(yīng)。

大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)相輔相成，與棉紡設(shè)備網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和管理系統(tǒng)、企業(yè)ERP等系統(tǒng)的融合，將會對棉紡企業(yè)帶來革命性的影響，改變企業(yè)傳統(tǒng)的管理和運營模式，成為企業(yè)的神經(jīng)系統(tǒng)及決策中心，能有效降低管理成本，提高生產(chǎn)、商務(wù)和服務(wù)的智能化水平。

3 結(jié)論與展望

新型無人化數(shù)字棉紡工廠實現(xiàn)了從原料到筒紗的自動化生產(chǎn)流程；從工廠環(huán)境輔助設(shè)備的監(jiān)控到設(shè)備運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的采集；從設(shè)備單元的自動化、智能化到工廠生產(chǎn)的連續(xù)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，并最終實現(xiàn)少人化、無人化管理。智能棉紡設(shè)備具有高速、高產(chǎn)、高效的性能，能極大提高成紗品質(zhì)和產(chǎn)品附加值。聯(lián)合機和基于AGV、EMS、機器人系統(tǒng)的物流倉儲系統(tǒng)實現(xiàn)了棉紡工序之間的剛/柔性聯(lián)接，保證了全流程運行的穩(wěn)定性、可靠性、連續(xù)性，極大地提高了生產(chǎn)效率。大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)將助力棉紡設(shè)備網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和管理系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)，提高棉紡工廠的信息化水平。因此，利用智能化技術(shù)，融合新思想、新技術(shù)，打造新型無人化數(shù)字棉紡工廠將成為當(dāng)前和今后一段時期內(nèi)紡織裝備企業(yè)的主要任務(wù)之一。

建設(shè)新型無人化數(shù)字棉紡工廠，將對加快棉紡企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，提高生產(chǎn)效率、技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量，降低能源、資源消耗，節(jié)約用工成本，實現(xiàn)紡紗生產(chǎn)過程的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，提高企業(yè)競爭力，在應(yīng)對國際挑戰(zhàn)中發(fā)揮重要作用。因此，智能化數(shù)字棉紡工廠將會給紡織行業(yè)、紡機制造業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，具有良好的發(fā)展前景。

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篇（9）

近年來，各行業(yè)企業(yè)對現(xiàn)代化經(jīng)濟運營管理模式重要性的認識不斷加深，并加大了現(xiàn)代化經(jīng)營管理模式的創(chuàng)新探索，礦山企業(yè)在創(chuàng)新理念指導(dǎo)發(fā)展中對新型管理模式的探索尤其典型。礦山企業(yè)在創(chuàng)新發(fā)展中立足于資源不可持續(xù)現(xiàn)狀進行了技術(shù)、裝備、管理、效益等綜合化的管理系統(tǒng)探索，以統(tǒng)籌全面推進企業(yè)資源開發(fā)與經(jīng)濟運行。本文以新型礦山企業(yè)選廠隱蔽工程建設(shè)為例，著重分析探討隱蔽工程建設(shè)規(guī)劃中的信息技術(shù)特點與要點。

1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的整合處理

現(xiàn)階段，眾多現(xiàn)代化的新型企業(yè)在選廠隱蔽工程構(gòu)建工作中均基于數(shù)字化互聯(lián)網(wǎng)軟件信息平臺技術(shù)與企業(yè)實際情況進行了數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用說明與管理文件制定，如部分礦山企業(yè)選廠隱蔽工程數(shù)字化管理模式建設(shè)過程中制定了“基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集、整合、分析處理及管理規(guī)范說明”等，該類說明、指導(dǎo)性文件為選廠隱蔽工程數(shù)字化工程建設(shè)提供了數(shù)據(jù)整合、收集工作指導(dǎo)，也最大程度的保證了數(shù)字化隱蔽工程建設(shè)資料與數(shù)據(jù)收集、整合的完整性、有效性與準(zhǔn)確性。

1.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)內(nèi)容

現(xiàn)代企業(yè)工廠建設(shè)工作中會涉及到選廠地表與地形、工廠生產(chǎn)作業(yè)場地、地下管線、廠區(qū)供電線路等基本設(shè)備與設(shè)施，構(gòu)建信息化的選廠隱蔽工程要實現(xiàn)完善的統(tǒng)籌化的管理，需要在隱蔽工程基礎(chǔ)信息收集與整合管理中掌控選廠隱蔽工程建設(shè)相關(guān)的資料信息，主要包括選廠地表資料、場地資料、相關(guān)信息擋案和各種線路資料等。

1.2 數(shù)據(jù)收集與分析處理

選廠場地的地表裝置與設(shè)施資料的獲取一般借助GPS測量設(shè)備進行實際的測量，并就測量數(shù)據(jù)構(gòu)建起宏大的、系統(tǒng)的信息框架，進而為數(shù)據(jù)的建設(shè)提供信息指導(dǎo)與依據(jù)。礦業(yè)、工廠或企業(yè)選廠隱蔽工程建設(shè)均具備不斷深入更新的特點。選廠場地中地下設(shè)施信息的獲取是依據(jù)設(shè)計圖紙與施工信息等資料。選廠隱蔽工程數(shù)字化建設(shè)應(yīng)用中多是整合信息形成三維化的數(shù)據(jù)模型，進而進行統(tǒng)籌數(shù)字化運行管理。

2 數(shù)字化模型構(gòu)建與實際應(yīng)用

2.1 三維可視化數(shù)字模型的構(gòu)建

在基礎(chǔ)信息收集與整合工作中要依據(jù)地表地形信息資料進行科學(xué)標(biāo)高賦值，在實際信息資料的基礎(chǔ)上計算出對等、科學(xué)的圖紙信息數(shù)據(jù)，進而構(gòu)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(shù)字化建設(shè)提供信息基礎(chǔ)。

2.1.1 地表設(shè)施三維可視化模型構(gòu)建

地表地形三維數(shù)字化模型的構(gòu)建工作中以圖紙信息中二維地表坐標(biāo)等信息進行科學(xué)計算轉(zhuǎn)換，后在數(shù)字化可視模型建設(shè)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(tǒng)矢量化

工廠、礦山選廠建設(shè)過程中為保證正常的生產(chǎn)與生活，需要在場地區(qū)域內(nèi)鋪設(shè)多種管道設(shè)備，常見的管道設(shè)備有電力、排水、熱力、通信等，另外不同行業(yè)的選廠隱蔽工程建設(shè)還包括不同的地下管道設(shè)備，如礦業(yè)企業(yè)選廠建設(shè)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(shè)備三維可視化數(shù)字化工作中要將不同用途的地下管道進行區(qū)別分類，進而在數(shù)字化模型構(gòu)建中建立完善的圖標(biāo)，增加模型的可讀性。地下管線設(shè)備的矢量化最大的特點便是顏色區(qū)別管理，這也是地下設(shè)備三維可視化的基礎(chǔ)。

2.1.3 地表數(shù)字模型與地下矢量模型的整合

三維數(shù)字化模型圖表的應(yīng)用還需要地表與地下三維圖復(fù)合處理，這是制定三維數(shù)字化模型形成的最后環(huán)節(jié)。在選廠隱蔽工程數(shù)字化建設(shè)應(yīng)用中選取任一點三維坐標(biāo)進行空間處理，形成三維復(fù)合處理，該種模型處理方法還能間接優(yōu)化選廠隱蔽工程建設(shè)方案，減少建設(shè)投資。

2.2 三維數(shù)字化模型的應(yīng)用

選廠隱蔽工程三維數(shù)字化模型應(yīng)用需要涵蓋模型建立與儲量計算、選廠隱蔽工程規(guī)劃與設(shè)計、統(tǒng)籌管理等環(huán)節(jié)，筆者以礦山選廠隱蔽工程數(shù)字化模型應(yīng)用為例，著重分析了三維數(shù)字化模型的應(yīng)用與實踐要點。

2.2.1 可視化模型構(gòu)建與儲量計算

礦業(yè)選廠隱蔽工程數(shù)字化建設(shè)工作多是在獲取地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進行信息整合與管理，進而指導(dǎo)礦床地質(zhì)模型的構(gòu)建。礦床可視化模型的構(gòu)建在地質(zhì)圖件編制管理與研究的基礎(chǔ)上計算礦床儲量，為礦業(yè)工廠資源開發(fā)規(guī)劃提供有效的優(yōu)化指導(dǎo)。

2.2.2 選廠隱蔽工程規(guī)劃與設(shè)計科學(xué)度提升

礦業(yè)選廠三維模型構(gòu)建過程中要進行地質(zhì)儲量計算，該計算工作中以規(guī)劃與設(shè)計軟件為主要工具，能夠為選廠規(guī)劃與設(shè)計提供優(yōu)化思路，進而為選廠生產(chǎn)計劃的動態(tài)化調(diào)整、完善提供指導(dǎo)。將三維可視化模型應(yīng)用于選廠隱蔽工程數(shù)字化建設(shè)中利于資源的合理利用，對于科學(xué)、系統(tǒng)的經(jīng)營管理模式運行作用十分突出，還能降低生產(chǎn)成本。

現(xiàn)階段，三維數(shù)字化模型的應(yīng)用不斷推廣，選廠隱蔽工程數(shù)字化建設(shè)過程中建設(shè)三維化的管控模型能夠有效利用整個工程原始數(shù)據(jù)，并提升工程統(tǒng)籌管理的科學(xué)化水平。

3 隱蔽工程的系統(tǒng)優(yōu)化布局

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

現(xiàn)階段，礦業(yè)工廠或企業(yè)在選廠隱蔽工程建設(shè)中多是借助于Surpac數(shù)據(jù)處理軟件進行信息處理，該信息處理平臺在應(yīng)用中能夠為工程規(guī)劃方案優(yōu)化提供隱蔽工程整體布局可視圖，進而提供選廠內(nèi)物流流暢程度、占地情況、運輸距離、安全保證、功能區(qū)規(guī)劃等基本信息，為選廠隱蔽工程數(shù)字化建設(shè)方案優(yōu)化提供科學(xué)的信息指導(dǎo)。此外，選廠隱蔽工程數(shù)字化工程建設(shè)中能夠借助三維可視化圖表進行優(yōu)化布局，還能最大程度的實現(xiàn)場地利用與成本最低化。

4 選廠隱蔽工程數(shù)字化研究成果總結(jié)

選廠隱蔽工程數(shù)字化經(jīng)驗研究表明隱蔽工程數(shù)字化建設(shè)能夠借助可視化的三維模型來指導(dǎo)隱蔽工程布局，從根本上改善廠區(qū)內(nèi)各環(huán)節(jié)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)狀況，尤其能夠改善選廠內(nèi)部的交通設(shè)施條件。數(shù)字化的應(yīng)用模型應(yīng)用中礦業(yè)等各領(lǐng)域選廠隱蔽工程建設(shè)中能夠提供不同的廠址方案，對于提升選廠方案的科學(xué)化水平作用突出，這些信息化的數(shù)字指導(dǎo)有利于選廠隱蔽工程建設(shè)成本控制。

選廠隱蔽工程數(shù)字化還融入了同步更新系統(tǒng)，能夠保證工程建設(shè)數(shù)據(jù)庫的動態(tài)化，這樣能夠為隱蔽工程建設(shè)提供科學(xué)、實用的指導(dǎo)。

選廠隱蔽工程數(shù)字化建設(shè)過程中著重針對場地地表與地下設(shè)備進行了可視化模型設(shè)計，為選廠隱蔽工程建設(shè)提供直觀化的管控平臺，也增加了選廠隱蔽工程建設(shè)工作中的技術(shù)含量，為現(xiàn)代化項目管理運營模式的構(gòu)建與應(yīng)用提供便利基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

本文著重分析了選廠隱蔽工程數(shù)字化應(yīng)用要點與特點。選廠隱蔽工程數(shù)字化建設(shè)主要是在收集、整合信息、分析處理的基礎(chǔ)上構(gòu)建可視化的三維模型，進而借助可視化的數(shù)字化模型指導(dǎo)選廠隱蔽工程建設(shè)，并為隱蔽工程建設(shè)提供方案優(yōu)化信息指導(dǎo)與參照，這種數(shù)字化的管理運行模式已經(jīng)成為當(dāng)前各領(lǐng)域選廠隱蔽工程建設(shè)工作中的主流，能夠為選廠隱蔽工程建設(shè)科學(xué)化水平提供保證，值得實踐推廣應(yīng)用。此外，筆者認為在選廠隱蔽工程數(shù)字化建設(shè)工作中經(jīng)過借助信息化的管理技術(shù)不斷總結(jié)經(jīng)驗，并在經(jīng)驗完善過程中優(yōu)化提升選廠隱蔽工程建設(shè)規(guī)劃方案的科學(xué)化水平。

參考文獻：

[1]賀俊林，武鳳茹，劉占全.巴潤選廠隱蔽工程數(shù)字化研究[J].礦冶工程，2011（6）.

篇（10）

SEWC是Siemens在德國之外的首家數(shù)字化企業(yè)。在該企業(yè)的數(shù)字化企業(yè)平臺中，包含企業(yè)層、生產(chǎn)管理層、操作層、控制層、現(xiàn)場層和生產(chǎn)流程幾個部分構(gòu)成，其中，Siemens PLM Software的系統(tǒng)軟件（NX、Teamcenter和Tecnomatix等）與Siemens的PLC、工控設(shè)備等一起，搭建了一個完整的企業(yè)業(yè)務(wù)的全數(shù)字化平臺和物理執(zhí)行平臺，真實展現(xiàn)了未來工業(yè)企業(yè)數(shù)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(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域首席執(zhí)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(yè)4.0”的話題，他認為，在“工業(yè)4.0”時代，虛擬世界將與現(xiàn)實世界相融合。通過虛擬生產(chǎn)結(jié)合現(xiàn)實的生產(chǎn)方式，未來制造業(yè)將實現(xiàn)更高的工程效率、更短的上市時間，以及更高的生產(chǎn)靈活性。

事實上，最早提出“工業(yè)4.0”想法的是德國的一些政府研究機構(gòu)，“德國政府所提出的工業(yè)4.0核心是Cyber-Physical System（信息物理融合系統(tǒng)），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(yōu)化產(chǎn)品生命周期和制造的生命周期?！盨iemens PLM Software大中華區(qū)售前技術(shù)總監(jiān)方志剛在接受采訪時將所謂“工業(yè)4.0”做了更現(xiàn)實的解讀。

筆者就工業(yè)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(yè)4.0”中發(fā)揮著怎樣的作用？

方志剛： 第四次工業(yè)革命的基礎(chǔ)是虛擬世界和物理世界的整合。Siemens PLM Software負責(zé)虛擬世界的產(chǎn)品生命周期管理，具體包括設(shè)計、制造、仿真一體化軟件NX，全生命周期管理軟件Teamcenter和數(shù)字化制造軟件Tecnomatix。而西門子的數(shù)字化企業(yè)解決方案將現(xiàn)實和虛擬的生產(chǎn)世界相結(jié)合，著力推動制造業(yè)未來的發(fā)展。其持續(xù)的創(chuàng)新能力、完整的產(chǎn)品線和豐富的行業(yè)知識，為“工業(yè) 4.0”的到來奠定了堅實基礎(chǔ)。

CAD雜志：此次SEWC展示的數(shù)字化工業(yè)企業(yè)是采用西門子的軟硬件產(chǎn)品共同構(gòu)成，對于其他尋求改造升級的企業(yè)來講，如果采用其他的硬件設(shè)備，是否會影響Siemens PLM Software的軟件產(chǎn)品在數(shù)字化工廠建設(shè)當(dāng)中發(fā)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(chǎn)品生產(chǎn)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(dāng)然這并不絕對。今天Siemens PLM Software的軟件研發(fā)是采取開放式平臺，例如Teamcenter不僅可以管理NX產(chǎn)品的數(shù)據(jù)，也可以管理我們競爭對手的研發(fā)數(shù)據(jù)。所以，從我們的軟件開發(fā)理念來講，我們是開放式的平臺。當(dāng)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(zhí)行起來越復(fù)雜，挑戰(zhàn)就越多，集成方面的成本、維修、運營的挑戰(zhàn)都會加大，因此需要控制在一定的范圍內(nèi)。總地來說，我們希望以我們的經(jīng)驗和專業(yè)知識在西門子內(nèi)部開始率先實施SENC這樣一個代表性的案例，給我們國內(nèi)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(tǒng)來建設(shè)數(shù)字化工廠的。

CAD雜志：那些想要建設(shè)數(shù)字化工廠的企業(yè)，應(yīng)該具有怎樣的信息化基礎(chǔ)？這些企業(yè)是否需要采用SiemensPLM Software的全套軟件產(chǎn)品？

方志剛：信息化的基礎(chǔ)沒有明確的要求。一般來講，信息化要求標(biāo)準(zhǔn)化、精細化和透明化，在一個管理粗放、不透明、不規(guī)范的企業(yè)推行信息化的挑戰(zhàn)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(tǒng)戰(zhàn)略，不會要求客戶采取全套軟件產(chǎn)品，我們可以根據(jù)客戶的需要對產(chǎn)品進行配置、剪裁和配置，為客戶提供投資回報最優(yōu)的解決方案。

CAD雜志：Siemens PLM Software是否會對針對構(gòu)建數(shù)字化工廠的需求推出更具針對性的解決方案，以減少在構(gòu)建全數(shù)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(yè)解決方案的投資，目前推出了一系列“行業(yè)催化劑”軟件包，基于我們的標(biāo)準(zhǔn)平臺，可以減少客戶的投資并加速實施，早日實現(xiàn)業(yè)務(wù)價值。

CAD雜志：您認為信息化手段對于現(xiàn)在的企業(yè)意味著什么？