數(shù)字化工廠與數(shù)字化交付分析

朱廣民

[摘 要]數(shù)字化工廠相比傳統(tǒng)的工程設(shè)計有著很大的差異，前者比后者有很多的明顯優(yōu)勢，所以在未來，數(shù)字化工廠必然是各種生產(chǎn)企業(yè)工程設(shè)計的主流趨勢。因此，需要相關(guān)設(shè)計人員能夠切實掌握數(shù)字化工廠的關(guān)鍵點，并為其建立完善的綜合數(shù)字化平臺，積極構(gòu)建科學合理的數(shù)字化交付標準，從而更快地實現(xiàn)數(shù)字化交付?；诖?，本文首先分析數(shù)字化工廠的關(guān)鍵點，然后概述EPCCM平臺，最后詳細闡述數(shù)字化交付，希望可以為相關(guān)工作人員提供有用的參考。

[關(guān)鍵詞]數(shù)字化交付;數(shù)字化交付標準;數(shù)字化工廠;EPCCM平臺

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2019.20.039

[中圖分類號]F270.7;TB49[文獻標識碼]A[文章編號]1673-0194（2019）20-00-03

0 ? ? 引 言

隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的日新月異，智能化和數(shù)字化技術(shù)得到了十分廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)如今國內(nèi)外的很多業(yè)主都越發(fā)地樂于建設(shè)數(shù)字化工廠或者智能工廠。但是，業(yè)內(nèi)對其的理解卻是多種多樣的，對其概念也缺乏統(tǒng)一的標準。但是，不管根據(jù)任何理論或使用哪一種系統(tǒng)，在建設(shè)數(shù)字化工廠的過程中，都是從工廠整個生命周期的單一階段入手，并以其為基礎(chǔ)逐漸實現(xiàn)數(shù)字化。而在這個過程中，還能夠有效對信息成果進行重復利用，從而由對基礎(chǔ)信息的數(shù)字化，實現(xiàn)對企業(yè)資源配置的數(shù)字化，最終就能夠?qū)S實現(xiàn)數(shù)字化，為建立智能化工廠打下堅實的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

1 ? ? 數(shù)字化工廠概述

1.1 ? 相關(guān)概念

近年來，數(shù)字化工廠的相關(guān)概念作為現(xiàn)代工程設(shè)計領(lǐng)域之中的熱門話題，雖然在業(yè)內(nèi)對其相關(guān)概念尚缺乏明確的定義，但是其理論卻在業(yè)內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。通常情況下，就是將流程工廠作為核心，結(jié)合工廠的各個生產(chǎn)流程，建立具有工程屬性以及工廠屬性的智能化數(shù)字平臺，通過該平臺可以有效地將大量數(shù)字信息進行有效識別并很好地聯(lián)系到一起，從而根據(jù)所獲取的信息，更好地滿足各種設(shè)計需求。

1.2 ? 優(yōu)勢

數(shù)字化工廠對比傳統(tǒng)的工程設(shè)計作品，有著很多天然的優(yōu)勢，最明顯的方面就是在數(shù)據(jù)提取、檢索以及整合等方面，而這些將會為企業(yè)開展后期維護以及生產(chǎn)活動提供極大幫助，不僅能夠很好地減少企業(yè)成本，還可以有效地增強企業(yè)的管理效率。并且通過獲取大量的數(shù)據(jù)信息，還可以為其后期開發(fā)提供堅實的基礎(chǔ)，使其具有無限的可能性。

1.3 ? 實現(xiàn)數(shù)字化工廠的途徑

通常意義上，數(shù)字化工廠是設(shè)計單位根據(jù)業(yè)主的需求進行設(shè)計的，然后將設(shè)計的成品提供給業(yè)主。然而，通過分析目前的現(xiàn)實情況可以清晰地認識到，這并不是合理的方式?，F(xiàn)如今，建設(shè)數(shù)字化工廠都會提及全周期的概念。因為，數(shù)字化工廠的有效期將會涵蓋工廠的全過程，也就是正常生產(chǎn)到徹底報廢的過程。但是，實際上設(shè)計方往往只能夠深入介入早期采購以及工廠建設(shè)的初期階段。而大部分的工程設(shè)計人員對工廠運行和維護的各種信息缺乏必要的了解，難以切實掌握業(yè)主對工廠的實際關(guān)注點。這就導致即使是完全根據(jù)業(yè)主所提要求構(gòu)建的數(shù)字化工廠，也難以取得理想的效果。

2 ? ? EPCCM平臺概述

2.1 ? 概念

在現(xiàn)代的數(shù)字化工廠中，EPCCM平臺在其中占據(jù)著至關(guān)重要的地位，因為其是全部數(shù)字化信息的載體，各個專業(yè)的工作軟件都需要與EPCCM平臺實現(xiàn)無縫對接，而在理想的狀態(tài)下，整個工程設(shè)計過程中絕大多數(shù)的設(shè)計工作流程都需要在相同的數(shù)字化平臺上完成，并通過這一平臺完成采購、開車、施工以及設(shè)計之間的作業(yè)連接，還要通過這個平臺完成對同源數(shù)據(jù)的采集、設(shè)計文件雙向檢驗、資料互提、設(shè)計成品輸出和歸檔以及設(shè)計信息導入與輸出等工作，對整個項目的全過程進行有效管理。

2.2 ? 構(gòu)建重點

因為現(xiàn)代業(yè)主對數(shù)字工廠有著明確的需求，而他們的數(shù)據(jù)來源不僅有多元化的特點，還十分復雜。由于數(shù)據(jù)深度以及內(nèi)容都是為開展工程設(shè)計工作以及施工有關(guān)的工作而服務(wù)的。但是，通過單純對數(shù)字化模型進行提煉，無法有效構(gòu)建高效的數(shù)字化工廠。因此，對數(shù)字化工程核心和基礎(chǔ)部分的設(shè)計，需要通過構(gòu)建EPCCM平臺，有效識別整個工廠周期中的數(shù)據(jù)，甚至對所有的數(shù)據(jù)進行識別、翻譯以及轉(zhuǎn)換為平臺自有的數(shù)字化信息，并將這些信息有效聯(lián)系到一起。而想要做到這一點，就需要規(guī)定一個通用和完善的數(shù)字化交付標準，該標準需要涵蓋相關(guān)數(shù)據(jù)庫、基本概念、數(shù)據(jù)模型以及成品文件等原則性內(nèi)容。同時，還需要規(guī)定各種交互類數(shù)據(jù)文件以及各個專業(yè)的數(shù)據(jù)模型細節(jié)。這樣就能夠切實保證成片文件的智能化，使該平臺的完善性以及通配性得到最大限度提高，并使各種數(shù)據(jù)的復用性以及繼承性都能夠大幅度增強。所以，在建立了這一標準之后，就可以使相關(guān)各方結(jié)合自身的實際情況，出臺各種有針對性的細則，使各種工作有序進行。各種符合標準的設(shè)計成品數(shù)據(jù)能夠毫無阻礙地被連接和應(yīng)用到基于此標準所建立的平臺之上。由此可見，建立一個這樣的標準不僅十分復雜，而且難度也比較大，相比建設(shè)數(shù)字化工廠來說，可以說是不相上下，其中涉及十分煩瑣的內(nèi)容，還會涉及多種方面。所以，在建立這一標準時，需要多方共同參與其中，對其進行深度交叉討論，不斷完善其中的每一個細節(jié)，還要在實際工程中，加強實踐、檢驗以及修改，使其可以更加完善，而完成這一項工作將是十分漫長的過程。圖1是EPCCM平臺結(jié)構(gòu)的構(gòu)想。

3 ? ? 數(shù)字化交付概述

雖然不能在短時間內(nèi)構(gòu)建出完善的標準，但是數(shù)字化工廠作為未來工程設(shè)計領(lǐng)域的發(fā)展趨勢，就需要從現(xiàn)在開始盡可能地做好數(shù)字化交付的設(shè)計準備工作，從而利用自身優(yōu)勢能夠在未來數(shù)字化浪潮襲來臨之時脫穎而出，而不是被其所淘汰。

3.1 ? 重要性

在對數(shù)字化工廠進行數(shù)字化交付時，需要將其與傳統(tǒng)工程設(shè)計的交付方式區(qū)分開來，不再通過以紙介質(zhì)為主體的方式進行交付。利用現(xiàn)代化的數(shù)字化集成平臺，將自己的設(shè)計成果采用標準的數(shù)據(jù)格式通過網(wǎng)絡(luò)直接對業(yè)主進行交付，也就是開展數(shù)字化移交。目前，在工程設(shè)計領(lǐng)域，數(shù)字化交付已經(jīng)得到了大范圍普及，有很多的設(shè)計院都已經(jīng)開始選擇數(shù)字化交付。而在目前的信息化時代，將工程設(shè)計圖紙采用傳統(tǒng)的以紙質(zhì)為載體的方式進行交付缺乏智能化的可能性。所以，現(xiàn)代設(shè)計公司需要積極滿足業(yè)主的智能化需求，積極開展數(shù)字化交付。

3.2 ? 數(shù)字化交付的基本條件

想要有效地實現(xiàn)數(shù)字化交付，就要根據(jù)滿足的條件以及深度進行合理設(shè)計。然而，設(shè)計公司只需要提供一個完善的數(shù)字化模型，而該模型的設(shè)計水平將會直接代表成品質(zhì)量。同時，設(shè)計模型中所涵蓋的有關(guān)專業(yè)越多，數(shù)字化的集成程度也就越高。并且，如果全部與該模型有關(guān)的專業(yè)都參與到了對其的設(shè)計工作之中，則可以更好地保證設(shè)計水平，同時，數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性也可以很好地滿足實際需求，并可以認定已經(jīng)打通該部分的數(shù)字化交付流程。而在將全部流程打通之后，就能夠更好地解決各個流程之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，從而建立數(shù)字化工廠的雛形。而在打通流程之后，還需要一個有效的交付平臺，能夠收集各個專業(yè)的信息資料，并對收集的數(shù)據(jù)進行集中整合，然后將其以數(shù)據(jù)化的形式交給業(yè)主，現(xiàn)在大部分的工程設(shè)計軟件公司都有著十分有效的解決方案。例如，中國石化工程建設(shè)有限公司在元壩項目中，就通過AVEVA NET平臺開展相關(guān)工作，對整個項目的過程都利用數(shù)字化平臺，并將三維協(xié)同設(shè)計系統(tǒng)、工藝智能流程設(shè)計集成系統(tǒng)以及工程設(shè)計基礎(chǔ)系統(tǒng)等進行了有效整合，基本實現(xiàn)了通過數(shù)字化平臺自動發(fā)布軟件數(shù)據(jù)，并初步打通了數(shù)字化交付的流程，從而大幅度提高了EPC管理效果。作為一項成功的案例，在業(yè)內(nèi)得到了廣泛好評，并且也對數(shù)字化工廠建設(shè)的未來前景進行了很好展現(xiàn)。將數(shù)字化作為基礎(chǔ)，進行更加深入的研究和分析，在未來能夠更好地對數(shù)字化交付進行突破，從而獲得更大的成果。

3.3 ? 數(shù)字化交付對設(shè)計人員的要求

開展數(shù)字化交付工作，只有各個專業(yè)都能夠在數(shù)字化模型中開展協(xié)同作業(yè)，才能夠有效完成。所以，想要更加深度地實現(xiàn)數(shù)字化交付，就需要使相關(guān)專業(yè)的工程設(shè)計人員積極轉(zhuǎn)變自己的意識，積極在模型中完成自己的工作，并養(yǎng)成良好的使用設(shè)計軟件的意識，盡可能通過模型開展專業(yè)間的資料交互，并可以通過模型提交自己的工作。并且，相關(guān)專業(yè)的設(shè)計人員在設(shè)計過程中，還需要嚴格按照相關(guān)要求規(guī)范操作，保證其所設(shè)計的建模可以提供專業(yè)化和標準化的數(shù)據(jù)。

4 ? ? 結(jié) 語

通過對整個工廠的全生命周期進行回溯可以深刻認識到工程采購、設(shè)計以及施工階段所產(chǎn)生的各種工程數(shù)據(jù)是數(shù)字化工廠的原始基礎(chǔ)，將會對工廠進行真實反映，對這些階段的數(shù)據(jù)做好收集以及管理工作，能夠更好地實現(xiàn)數(shù)字化工廠的交付工作，這也是建設(shè)數(shù)字化工廠的重要基礎(chǔ)?，F(xiàn)如今，也有大量的工程公司都積極開始研究，如何在采購、設(shè)計以及施工階段開展數(shù)字化工廠建設(shè)，并將建設(shè)好的數(shù)字化工廠進行數(shù)字化交付。所以，現(xiàn)代工程企業(yè)也需要對這方面進行深入研究，從而更好地完成數(shù)字化工廠建設(shè)以及數(shù)字化交付。

主要參考文獻

[1]黃靖麗.三維數(shù)字化技術(shù)在數(shù)字化工廠的應(yīng)用[J].中國管理信息化，2018（1）.

[2]馬冬泉，徐德生，李海燕，等.煉化企業(yè)中數(shù)字化工廠的建設(shè)與應(yīng)用[J].中國管理信息化，2017（19）.

[3]劉岑屹.惠生工程實現(xiàn)其首個數(shù)字化工廠設(shè)計交付[J].中國工程咨詢，2016（8）.

[4]羅慶抒，羅余作.數(shù)字化工廠環(huán)境下企業(yè)綜合管理體系電子應(yīng)用[J].科技經(jīng)濟導刊，2017（34）.

[5]壽海濤.數(shù)字化工廠與數(shù)字化交付[J].石油化工設(shè)計，2017（1）.

[6]王新政.數(shù)字化工廠的實現(xiàn)方式與應(yīng)用分析[J].科技傳播，2018（21）.

[7]李國紅，劉忠慶，岳紅印.數(shù)字化工廠工藝規(guī)劃系統(tǒng)的研究與分析[J].化工管理，2016（4）.