三維可視化技術(shù)在火電廠設(shè)備數(shù)據(jù)管理中的應(yīng)用

國能龍源電力技術(shù)工程有限責(zé)任公司 何鯉軍

現(xiàn)階段，在經(jīng)濟時代的背景下，為保證發(fā)電企業(yè)的順利發(fā)展，應(yīng)重視三維可視化技術(shù)的應(yīng)用，全面執(zhí)行對火電廠設(shè)備數(shù)據(jù)的管理計劃，以完成數(shù)據(jù)整合以及管理操作?；诖吮疚慕Y(jié)合實際思考，首先簡要分析了三維可視化技術(shù)的基本概述，其次闡述了三維可視化技術(shù)在火電廠設(shè)備數(shù)據(jù)管理中的具體應(yīng)用。以期對發(fā)電企業(yè)的相關(guān)工作有所幫助。

隨著時代的不斷發(fā)展，我國經(jīng)濟效益的不斷提升，政府以及相關(guān)部門逐漸提高對發(fā)電企業(yè)的關(guān)注力度，在此背景作用下，為保證火電廠設(shè)備數(shù)據(jù)管理工作的順利實施，可增加三維可視化技術(shù)的應(yīng)用，使發(fā)電行業(yè)可以聚集于智慧電廠的創(chuàng)新領(lǐng)域內(nèi)，保證火電廠在生產(chǎn)運營階段不會出現(xiàn)非結(jié)構(gòu)化、大規(guī)模以及多維度的問題，方便工作人員檢測設(shè)備中產(chǎn)生的問題，賦予其處理復(fù)雜問題的能力，使工作人員基于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)管理模式，更好地理解三維可視化技術(shù)，實現(xiàn)對火電廠設(shè)備數(shù)據(jù)的管理。

1 三維可視化技術(shù)的基本概述

三維可視化技術(shù)主要應(yīng)用于理解地面以及地下的不同地質(zhì)狀況，其會運用顯示以及描述的方式，成為勘察地質(zhì)特征表現(xiàn)的一種工具，適用于地質(zhì)勘探、發(fā)電企業(yè)內(nèi)部運行等領(lǐng)域內(nèi)，且可通過對地球物理學(xué)內(nèi)各個領(lǐng)域的勘察，形成的一種理解模型，作為數(shù)據(jù)體的基本表現(xiàn)形式存在。其并非模擬技術(shù)，而是通過對數(shù)據(jù)信息的解讀，調(diào)取大量的檢查資料，通過該部分信息來確認數(shù)據(jù)內(nèi)容中的表達是否為真。由此方式，則可通過提問以及發(fā)現(xiàn)的方式，實現(xiàn)對不同數(shù)據(jù)信息的理解，避免在三維可視化技術(shù)應(yīng)用過程中出現(xiàn)過多的重復(fù)性數(shù)據(jù)，成為學(xué)科內(nèi)數(shù)據(jù)信息交流的主要橋梁[1]。

與此同時，三維可視化技術(shù)的應(yīng)用可以在短時間內(nèi)將數(shù)據(jù)信息進行整合，云應(yīng)用智能化的管理操作方式，保證被檢測數(shù)據(jù)信息可以在短時間內(nèi)進行應(yīng)用，從而挖掘出對學(xué)科內(nèi)容有利的信息，通過三維軟件創(chuàng)建出對應(yīng)的圖形，保證渲染設(shè)計可以在此基礎(chǔ)上開展，進而讓各部門的重點內(nèi)容可以呈現(xiàn)出來，運用多源數(shù)據(jù)，發(fā)揮出三維虛擬現(xiàn)實的效果。這樣一來，可以讓數(shù)據(jù)更加立體，方便人們對此部分內(nèi)容進行理解，增加信息數(shù)字化整合工作的開展力度，高度契合管理工作的相關(guān)需求。據(jù)此，則可通過三維可視化技術(shù)實現(xiàn)對信息數(shù)字化的管理，成為此部分中可操作內(nèi)容之一，且可以更好地應(yīng)用于不同的行業(yè)內(nèi)[2]。

2 三維可視化技術(shù)在火電廠設(shè)備數(shù)據(jù)管理中的具體應(yīng)用

2.1 數(shù)字資產(chǎn)系統(tǒng)及設(shè)備三維建模

三維可視化技術(shù)應(yīng)用于火電廠設(shè)備數(shù)據(jù)管理工作中，（1）可運用精準的實物資產(chǎn)設(shè)備，通過1:1 的比例運行，開發(fā)出對應(yīng)的數(shù)字虛擬資產(chǎn)，保證在火電廠設(shè)備中內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及設(shè)備外部結(jié)構(gòu)維持在穩(wěn)定的狀態(tài)內(nèi)。由此方式，則可創(chuàng)建出三維空間，確保可視化數(shù)據(jù)管理操作內(nèi)的實物信息可以按照對應(yīng)的方式運行，這樣，則可整合出當?shù)貓鼍爸械奶摂M以及顯示，保證二者可以在此區(qū)域內(nèi)進行深入融合，完成對生產(chǎn)流程的監(jiān)管，使設(shè)備的運行狀態(tài)可以展現(xiàn)在三維建模中，方便工作人員對后續(xù)設(shè)備進行優(yōu)化、維修、技改，確保備品備件的存儲量可以滿足企業(yè)生產(chǎn)活動的運行要求。與此同時，可以通過擴建、基建的方式，規(guī)劃出空間管理的操作方式，確保設(shè)備的選型工作能夠順利實施，控制好數(shù)字化移交操作手段等內(nèi)容，這樣，則可保證火電廠設(shè)備數(shù)據(jù)管理工作中的精度要求得到滿足，創(chuàng)建出完整的數(shù)字化實物模型[3]。

（2）可通過三維建模的方式，將場景三維建模、設(shè)備三維建模等內(nèi)容都涵蓋在內(nèi)，規(guī)劃出三維建模工作的開展目標，使燃機機組內(nèi)的數(shù)字資產(chǎn)庫可以合理建立，以細化設(shè)備數(shù)據(jù)的管理操作，讓數(shù)字資產(chǎn)庫中的相關(guān)信息可以順利應(yīng)用于其他領(lǐng)域內(nèi)。例如：T-plant 3.0 三維數(shù)字化移交基礎(chǔ)應(yīng)用平臺，通過三維模型及數(shù)字化交付、深化應(yīng)用的方式，保證3D 可視化內(nèi)容可以納入其中，確保設(shè)備三維建模以及場景三維建模操作可以順利實施[4]。

據(jù)此，則可通過T-plant 3.0 三維數(shù)字化移交基礎(chǔ)應(yīng)用平臺，以既定的數(shù)據(jù)規(guī)則為基準，通過計算機檢測工程建設(shè)過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，加強運行維護，將信息數(shù)據(jù)應(yīng)用于系統(tǒng)內(nèi)，使此部分數(shù)據(jù)移交工作可以順利實施。例如：在數(shù)字資產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)，可將數(shù)據(jù)/信息規(guī)劃為結(jié)構(gòu)化內(nèi)容，而文檔則為非結(jié)構(gòu)化內(nèi)容，工作人員需設(shè)計階段、項目建設(shè)階段、調(diào)試試運行階段實現(xiàn)對三維數(shù)字化移交平臺的監(jiān)測，使工作人員可以在短時間內(nèi)完成硬件監(jiān)控操作，讓虛擬現(xiàn)實數(shù)據(jù)可以應(yīng)用于此，落實不同區(qū)域內(nèi)的監(jiān)測點，讓其可以通過全面分析的方式，完成不同區(qū)域內(nèi)的匯總操作。這樣，則可實現(xiàn)對廠家信息、監(jiān)造記錄以及監(jiān)測點的整合，讓三維模型、設(shè)計圖紙、數(shù)據(jù)表以及材料清單等內(nèi)容更加詳細，滿足各項數(shù)據(jù)信息的移交要求[5]。

（3）則可對三維場景模型進行優(yōu)化以及技改，控制好其整體的視角，避免燈光以及顯示方面的配置操作出現(xiàn)問題，滿足該部分的基礎(chǔ)配置操作，讓場景動畫的編輯配置操作能夠正常運行，在此基礎(chǔ)上，還可增加自動化效率計算操作。例如：在汽機發(fā)電熱效率計算環(huán)節(jié)，可通過公式：

由此，以式（1）中的運算方式進行計算，規(guī)劃出汽機發(fā)電熱效率，通過三維可視化技術(shù)，實現(xiàn)對不同區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)變化狀況的分析。

2.2 火電廠設(shè)備數(shù)字一體化系統(tǒng)

2.2.1 火電廠設(shè)備臺賬

由于設(shè)備數(shù)據(jù)庫以及設(shè)備臺賬，作為系統(tǒng)運行過程中的重點因素。因此，為執(zhí)行全面數(shù)字化操作，可根據(jù)系統(tǒng)中的動靜態(tài)信息，解讀動靜態(tài)信息資料庫中的相關(guān)內(nèi)容，通過管理決策以及智能化控制的方式，讓火電廠設(shè)備內(nèi)的數(shù)據(jù)信息更加詳細、全面。

（1）火電廠設(shè)備動態(tài)數(shù)據(jù)資源庫。

首先，在火電廠設(shè)備內(nèi)，動態(tài)資源主要包括，在生產(chǎn)活動運行過程中行駛狀態(tài)內(nèi)的數(shù)據(jù)信息，通過狀態(tài)數(shù)據(jù)的運行方式，掌握精密點檢、SIS 以及巡視點檢等，使各部門人員可以結(jié)合可視化的操作方式，更加直觀地掌握三維設(shè)備的運行狀態(tài)，了解設(shè)備信息的運行方式，規(guī)劃出具體的信息門戶。

在此基礎(chǔ)上，可以掌握火電廠設(shè)備的常規(guī)操作方式，保證將其中的基本檔案信息進行編輯處理，讓設(shè)備中的相關(guān)內(nèi)容可以被依次記錄，控制好設(shè)備在應(yīng)用過程中的固有狀態(tài)，了解其基本屬性。這樣，則可確認設(shè)備臺賬在管理工作中的重點內(nèi)容所在，實現(xiàn)對此部分內(nèi)容的動態(tài)管理。

再者，可加強對設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源的分析，了解在此方面所需管理的內(nèi)容。其中，可通過對火電廠設(shè)備的基礎(chǔ)、基本信息、有關(guān)圖檔的整理，掌握火電廠設(shè)備在應(yīng)用過程中可能產(chǎn)生的危險問題，制定對應(yīng)的隔離方案，以實現(xiàn)對此部分內(nèi)容的管理。

其次，可通過對設(shè)備采購、安裝處理、技術(shù)改造、備件備品以及設(shè)備檢修等動態(tài)信息內(nèi)容進行管理，保證此部分信息能夠被應(yīng)用于三維建模中，方便管理人員對此方面問題進行管控，由此方式，則可控制動態(tài)信息管理工作中的整個生命周期，實現(xiàn)對火電廠設(shè)備運行狀態(tài)的管控以及追蹤。

最后，則可通過統(tǒng)一的火電廠設(shè)備臺賬設(shè)置的方式，創(chuàng)建出相對完善的管控措施，執(zhí)行設(shè)備銘牌的管控操作，合理安置圖紙資料、地點、管理制度以及總體規(guī)程等數(shù)據(jù)信息。這樣，則可讓設(shè)備中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可以順利應(yīng)用于此，保證全廠人員都可運用此方面數(shù)據(jù)。

（2）火電廠設(shè)備靜態(tài)數(shù)據(jù)資源庫。

通過三維可視化技術(shù)的應(yīng)用，掌握火電廠設(shè)備的靜態(tài)數(shù)據(jù)資源庫創(chuàng)建方式。首先，可通過與設(shè)備廠商的關(guān)聯(lián)，讓設(shè)計院可以在較短的時間內(nèi)，提供出對應(yīng)的火電廠設(shè)備資料，方便工作人員了解其設(shè)計運行時間，整理試驗、設(shè)備運行以及維系方面的資料，使工作人員可以通過對此方面數(shù)據(jù)信息的整理，制定標準化的處理方案，確保電廠設(shè)備的分類、標識、屬性能夠在同一區(qū)域內(nèi)進行匯總。這樣，則可規(guī)劃出構(gòu)建結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一運行狀態(tài)，保證靜態(tài)信息庫能夠正常運行。

2.2.2 火電廠設(shè)備數(shù)字檔案

（1）設(shè)備數(shù)字檔案在火電廠設(shè)備數(shù)據(jù)管理工作中占據(jù)至關(guān)重要的位置，其不僅能夠在一定限度內(nèi)完成三維信息化建設(shè)操作，更可以延伸至安裝、設(shè)計、建造、投運以及調(diào)試等環(huán)節(jié)，這樣，則可保證設(shè)備方、建造方、設(shè)計方以及業(yè)主方能夠通過三維模型達成共識，增加不同單位的參與度，規(guī)劃出統(tǒng)一的框架信息，保證在三維可視化技術(shù)的應(yīng)用背景下，各方面的數(shù)據(jù)信息可以進行互聯(lián)互通，讓資源可以進行共享，使資源能夠進行重復(fù)利用。

除此之外，在數(shù)字化檔案以及系統(tǒng)進行集成操作時，可規(guī)劃出三維模型中的重點所在，讓每個設(shè)備在運行過程中都具有對應(yīng)的位置編碼，穩(wěn)定設(shè)備位置之間的關(guān)系，讓其可以形成企業(yè)級別的功能位置系統(tǒng)，這樣，即可通過對主要設(shè)備的分析，了解三維可視化技術(shù)應(yīng)用后，火電廠設(shè)備中的層次結(jié)構(gòu)類型，使工作人員可以掌握不同文檔的關(guān)聯(lián)度，這樣，則可保證三維數(shù)字化檔案能夠應(yīng)用于各個領(lǐng)域內(nèi)。在此基礎(chǔ)上，更應(yīng)重視火電廠設(shè)備中的數(shù)據(jù)信息應(yīng)用方式。例如：在發(fā)電標準煤耗率計算環(huán)節(jié)，可以通過公式：

由式（2）中的方式進行計算，讓各方可以通過三維模型了解火電廠設(shè)備的運行狀態(tài)。

（2）可通過MIS、系統(tǒng)與DCS、仿真以及SIS 等系統(tǒng)集成性手段，掌握資產(chǎn)管理環(huán)節(jié)可視化設(shè)備的運行狀態(tài)，確保可視化設(shè)備的拆解以及安裝操作可以順利實施，從而執(zhí)行可視化仿真培訓(xùn)操作，讓不同設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)度可以增加，簡化業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)信息內(nèi)容，促使工程圖紙、記錄、程度、電子郵件等非結(jié)構(gòu)化的文件可以應(yīng)用于此，為后續(xù)數(shù)據(jù)信息的應(yīng)用打好基礎(chǔ)，從而讓三維可視化技術(shù)可以在火電廠設(shè)備內(nèi)更好地應(yīng)用。

2.2.3 火電廠設(shè)備可視化

（1）為保證設(shè)備數(shù)字一體化系統(tǒng)的正常運行，可加強對圖模管理操作系統(tǒng)的關(guān)注，通過對靜態(tài)數(shù)據(jù)、動態(tài)數(shù)據(jù)、三維模型庫等方面的統(tǒng)一籌劃，掌握不同區(qū)域之間數(shù)據(jù)信息內(nèi)的關(guān)聯(lián)，確保構(gòu)建出一個整體性的可視化設(shè)備數(shù)據(jù)運行系統(tǒng)，運用全面的管理方式，保證工藝系統(tǒng)以及設(shè)備中的信息可以順利應(yīng)用于此。同時，可以通過全面信息的集成方式，展現(xiàn)出三維可視化系統(tǒng)的操作功能，執(zhí)行綜合展示操作，讓三維虛擬仿真環(huán)境中不存在過多影響因素，讓工作人員可以運用人機互動的方法，保證組件結(jié)構(gòu)、設(shè)備結(jié)構(gòu)以及技術(shù)參數(shù)能夠滿足系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)要求，通過全方位的檢測方式，了解目前設(shè)備結(jié)構(gòu)的運行狀態(tài)，讓火電廠設(shè)備中的數(shù)據(jù)信息可以適用于此，實現(xiàn)對設(shè)備故障狀況的整理以及指導(dǎo)。

（2）以國電上海廟雙維電廠的三維數(shù)字化交付以及深化應(yīng)用為例。根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)的具體組成方式，了解不同設(shè)備結(jié)構(gòu)的運行狀態(tài)，保證整體結(jié)構(gòu)的展示操作能夠在短時間內(nèi)完成，通過正確的視角操作，展現(xiàn)出設(shè)備整體結(jié)構(gòu)的運行狀態(tài)。與此同時，可以運用人機互動的方法，控制好檢修場景，執(zhí)行全方位的查看操作，劃分出設(shè)備組件的具體位置，使方向能夠進行及時的調(diào)整。據(jù)此，則可展現(xiàn)出三維模型的高亮、移動、透明以及旋轉(zhuǎn)功能，由此方式，展現(xiàn)出火電廠設(shè)備的內(nèi)部數(shù)據(jù)信息，了解多渠道年內(nèi)的數(shù)據(jù)信息來源，使無插件以及能夠與數(shù)據(jù)信息呈現(xiàn)出兼容的狀態(tài)，完成在線預(yù)覽操作。

（3）可通過三維可視化技術(shù)的應(yīng)用，基于二維圖紙，完成與三維模型的聯(lián)動操作，方便工作人員對三維場景內(nèi)的數(shù)據(jù)信息進行檢測，將二維圖紙中的文檔內(nèi)容全部應(yīng)用于此，簡化其他設(shè)備中的數(shù)據(jù)信息，使點巡檢、SIS 以及精密點檢操作能夠順利運行，判斷出在線故障的實際診斷方式，規(guī)劃出具體的診斷結(jié)果，這樣，可以確認設(shè)備在運行階段的核心對象，增加不同區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)信息的關(guān)聯(lián)性。

2.2.4 火電廠設(shè)備分類

結(jié)合火電廠設(shè)備的工程專業(yè)以及自然屬性進行分析，根據(jù)其具體類別執(zhí)行對應(yīng)的歸納操作，保證在三維可視化技術(shù)應(yīng)用過程中可以創(chuàng)建出仿真模型、信息模型，在短時間內(nèi)執(zhí)行快速定位操作，做好對應(yīng)的設(shè)備記錄，確保設(shè)備分類以及分類操作可以順利實施。

3 結(jié)語

綜上所述，為保證火電廠設(shè)備數(shù)據(jù)管理工作的順利開展，需增加三維可視化技術(shù)的應(yīng)用，通過數(shù)據(jù)信息的展示以及表達，簡化火電廠設(shè)備數(shù)據(jù)管理工作的流程，促使此方面工作可以向著智能化的方向發(fā)展。若未落實到位，勢必會制約火電廠設(shè)備數(shù)據(jù)管理工作的運行，對企業(yè)的經(jīng)濟效益能力造成直接的影響。因此，可執(zhí)行高精度、高效地渲染建模，規(guī)劃出嚴謹?shù)臄?shù)字場景，還原原有的物理世界，保證工作人員可以通過數(shù)據(jù)的計算、處理，執(zhí)行實物與三維模型的連接操作，進而保證三維可視化技術(shù)能夠在火電廠設(shè)備數(shù)據(jù)管理工作中順利地應(yīng)用。