XX项目智慧工厂解决方案

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1、(MW)目录1. 智慧工厂的定义及愿景 31.1. 智慧工厂的定义 31.2. 智慧工厂的特征 31.3. 智慧工厂的愿景 42. 智慧工厂整体解决方案 112.1. 智慧建造增值服务方案概述 122.1.1. 背景 122.1.2. 智慧建造的目标 132.1.3. 总体方案的组成 142.2. 虚拟设计与虚拟建造服务 142.2.1. 主要服务内容 142.2.2. 各阶段提供的服务组合方案 152.3. 协作平台 152.3.1. 概述 152.3.2. 软件功能描述 152.3.3. 硬件部署 162.4. 精益建造管理信息集成平台 162.4.1. 概述 162.4.2. 软件功能描

2、述 172.4.2.1. 项目前期资料管理模块 172.4.2.2. 项目策划管理模块 172.4.2.3. 进度管理模块 172.4.2.4. 投资控制管理模块 172.4.2.5. 质量管理模块 182.4.2.6. 合同管理模块 182.4.2.7. 后期运行评价管理模块 182.5. 的设施设备运维信息集成平台 182.5.1. 概述 182.5.2. 软件功能描述 192.5.2.1. 智慧工厂模型管理 192.5.2.2. 模型信息资源管理模块 192.5.2.3. 设施设备运维管理模块 192.5.2.4. 安全生产管理模块 202.6. 的综合展示扩展应用 202.6.1. 概

3、述 202.6.2. 主要扩展应用描述 213. 智慧的建筑设施系统 224. 智慧的生产 265. 智慧的决策 271. 智慧工厂的定义及愿景1.1.智慧工厂的定义随着科学技术的进步，越来越多的高新技术用于工厂的建设中，工厂也变的 逐渐智能起来。但人类的追求也永无止境，为了适应世界经济一体化的发展，人 们需要一个更加智慧的工厂，以满足工厂内生产、生活、管理的更高要求。我院所理解的智慧工厂就是以智能技术、数字技术、信息技术为基础，通过 物理基础设施和信息基础设施的融合，整合工厂内的人员、机器、设备和基础设 施实施多系统之间实时的管理、协调和控制，在此基础上，可以以更加精细和动 态的方式管理生产

4、，达到“智慧”状态，从而提高工厂的管理效率和生产效率。图 4-1 智慧工厂的定义就像人之所以拥有智慧，正是人可以凭借着视觉、触觉、嗅觉、听觉从外界 感知信息，然后转化为大脑可以理解的信息，凭借着以前的知识、经验对信息进 行整理、分析，然后决策，最后采取正确的反应和行动。所以智慧的工厂也是一 样，通过智能化的感知系统采集信息，然后通过数字化转化为计算机可以理解的 信息，通过信息系统的处理、分析，最后形成最优的决策，然后通过智能化系统 中的自动化控制技术、显示技术以对事件做出最佳的动作。1.2.智慧工厂的特征智慧工厂是一个由企业不同园区间相互组成网络，包括智慧的创新网络、智 慧的制造网络和智慧的管

5、理网络，是建立在“云计算”（更确切的是“云制造”） 基础上的，其物理基础是互联网、无线网和物联网，应该具有更透彻的感知、更 广泛的互联互通、更深入的智能化的特征。1、更透彻的感知更透彻的感知指的不仅仅是现在我们能从网络所获取到的数字信息，而是包 括从射频识别（RFID）装置、传感器、摄像头、全球定位系统、激光扫描器等信息 传感设备所能感知到的数字信息，也就是说，人们可以在任何时间、任何地点， 通过多种方式感知、测量、捕获和传递信息。2、更广泛的互联互通更广泛的互联互通是指通过各种形式的高速的高带宽的通信网络工具，将个 人电子设备、生产设备、建筑设施、和工厂信息系统中收集和储存的分散的信息 及数

6、据连接起来，进行交互和多方共享。从而更好地对环境和业务状况进行实时 监控，从全局的角度分析形势并实时解决问题，使得工作和任务可以通过多方协 作来得以远程完成，从而彻底地改变了整个工厂的运作方式。3、更深入的智能化更深入的智能化是指深入分析收集到的数据，以获取更加新颖、系统且全面 的洞察来解决特定问题。这要求使用先进技术（如数据挖掘和分析工具、科学模 型和功能强大的运算系统）来处理复杂的数据分析、汇总和计算，以便整合和分 析海量的跨地域、跨行业和职能部门的数据和信息，并将特定的知识应用到特定 行业，特定的场景，特定的解决方案中以更好地支持决策和行动。1.3.智慧工厂的愿景企业园区主要由组织（人）

7、、基础设施、生产设备、能源、通信以及业务等 系统组成，这些系统不是零散的，而是以一种协作的方式相互衔接。未来的智慧 工厂，就是能够充分运用信息和通信技术手段感测、分析、整合工厂运行核心系 统的各项关键信息，从而对于包括建造、运维管理、办公环境、沟通交流、能源 管理、安全管理、生产设施管理等的各种需求做出智能的响应，为工厂提供一个 高效、安全、节能、环保、舒适的生产、研发、销售和管理环境的绿色高科技、 可持续发展工业园区。云制造佶思物理虚拟图 4-1 智慧工厂的未来未来的智慧工厂将会是一个信息物理融合的智慧工厂。它是一个计算机网 络、通信网络、控制网络、物联网相互连接的，综合计算、网络、感知、控

8、制、 沟通的信息物理融合网络。通过计算(Compu tat ion)、通信(Communica tion) 感知(Sensor)和控制(Control)的有机融合与深度协作，实现系统的实时感 知、动态控制和信息服务。通过人机交互接口实现和物理进程的交互，使用网络 化空间以远程的、可靠的、实时的、安全的、协作的方式操控一个物理实体。同 时每一个单独的系统都是一个智能体，通过将来无处不在的环境感知、嵌入式计 算、网络通信和网络控制等系统工程，具有计算、通信、精确控制、远程协作和 自治的能力，系统之间紧密结合与协调，达到更加智慧的状态。未来的智慧工厂将是一个虚拟与现实相融合的智慧工厂。工厂的所有物理

9、实 体和行为活动均通过各种手段实现了数字化和虚拟化，形成一个伴随物理世界同 步运转的可视化的智慧仿真工厂。这个智慧仿真工厂通过即时的数据交互接口和 现实工厂的实体对象之间保持动态联系，实时反映实体之间以及实体与外界间的 信息交换活动与实体本身全生命周期中的状态变化，并能根据丰富的历史数据和 专家知识预测工厂各项活动的发展趋势，为智慧工厂的管理提供一种可视的、动 态的、及时的、准确的、智慧的管理。未来的智慧工厂将会是一个体现绿色云制造的智慧工厂。在“制造即服务” 理念的基础上，通过将企业的制造全生命周期活动中的各类制造设备(如工业设 备、计算设备)及制造过程中的各种模型、数据、软件、领域知识数字

10、化，借助 于信息物理融合网络形成可实时感知、动态控制的资源，实现制造资源的虚拟化、 优化调度和协同互联，建立起共享制造资源的服务平台，将巨大的制造资源池连 接在一起，提供各种制造服务，实现制造资源与服务的开放协作、资源高度共享。我们将未来智慧工厂的愿景具体分为以下四个部分：1、智慧的建造 智慧建造是综合利用信息技术、并行工程、系统仿真、项目管理、建筑生产 管理等多种技术手段，以精益建造为核心目标的建设过程。可视化管理方面：基于工厂信息模型(PIM)进行设计和成品交付，一方面， 工程相关参与方人员能够利用精确的PIM模型讨论施工安排和管理绩效；另一方 面，施工人员能够在详细而准确的图纸指导下展开

11、施工。同时针对管线复杂的区 域，采用导出模型效果图现场张贴的办法，进行指导，由模型导出的效果图，其 最大作用就是所见即所得，能有效地帮助工人、管理人员、监理及业主直观的对 照现场的实物，及早地发现问题和解决问题。在施工现场发生变更要求的时候， 能够利用PIM模型进行变更方案可行性和变更影响模拟推敲，较好的控制变更带 来的不确定性。在形象进度控制和安全建造生产管理方面，配合视频监控和模型 多媒体资料关联技术，可以将现场画面直观的反馈给项目相关方管理人员，更好 地实现管理控制。虚拟设计建造方面：在工厂建成之前即通过虚拟设计对预期的建成运行效果 进行风、光、电、热、声及污染扩散等建筑性能仿真分析，结

12、合分析结果评估方 案能耗，优化设计方案，实现绿色工厂节能、环保和可持续发展；在施工建造开 始之前对预期的施工方案进行建造工艺模拟，对场地、运输、施工顺序等进行优 化，并合理调度工序间衔接、减少材料缓冲库存、提高设备机具利用率，及时发 现问题，实现精益施工管理。进度控制方面：应用PIM工具分析出施工难度大、作业时间长、交叉面较多 的位置，便于进行机电的整体进度安排，模拟施工建造顺序，减少现场协调的工 作量和难度和返工引起的进度延误。并通过建立节点形象进度模型进行仅对比对 的方式，能有效地帮助管理人员、监理及业主直观的发现进度延误问题，及时调整计划，确保项目工期。成本控制方面：应用PIM工具对设计

13、方案机电各管线的工程量、物料需求进 行统计，便于实现管线的远程工厂化预制，最大限度减少损耗、缩短工期。利用 三维管线综合优化管线设计方案、施工工艺，避免因错漏碰缺和系统施工顺序失 误引发的返工浪费。质量控制方面：利用PIM模型的可视化功能，可以对设计方案进行全方位审 核，及时发现并排除不符合建设意图的设计，对设计质量进行控制；利用 PIM 模型的信息集成功能，一方面可以建立施工过程质量记录档案，另一方面可以将 材料报验、阶段验收资料和模型关联，便于对比设计要求和覆盖范围，对施工质 量进行控制关联。运维管理方面：通过无处不在的感知设备和自动识别技术，以及互相连接的 网络，采用多层次的系统整合与信

14、息传递，对建筑设施的设备、环境、能源、安 全进行现场数据的自动采集、共享集成、管理和控制。在基于PIM模型的基础上， 可以实现与工厂智能化集成系统、安防系统、MES系统、OA、ERP等信息系统基 于空间位置信息的集成，能够实现RFID应用、固定资产管理、故障报修管理等 应用中空间位置信息的自动定位；在故障运维中能够提供自动管路拓扑分析和影 响范围分析，并通过二三维资料关联功能将相关设施设备的设计图纸、施工建设 资料、备件资料、供应商资料等自动关联显示，根据历史维护工单记录自动提供 维修建议，并借助统一通信平台向相关联系人自动发送报修申请、订货通知，向 相关监控系统发送运维故障状态报告，并自动调

15、用相应的视频监控画面。利用传 感器和设备监控系统，自动监控设备运行状态，进行维护计划和基于运维专家库 的故障预测提醒，保证生产设备设施资源及环境满足生产运营要求。2、智慧的建筑设施系统 智慧的建筑设施管理通过无处不在的感知设备，以及互相连接的网络，采用 多层次的系统整合与信息传递，对建筑设施的设备、环境、能源、安全进行智慧 的管理和控制，以及为办公、生产、管理提供智慧的手段。办公管理方面：通过统一的计算机网络、通信网络以及多媒体会议系统、广 播系统、信息集成发布系统、一卡通集成系统、楼宇控制系统、智能照明系统等 多种智能化系统的综合应用为企业工厂的工作人员提供良好的办公环境和高效 的办公手段。例如，当有人在物业管理系统上预定了一间会议室举行会议，系统 将自动通过统一通信系统的短消息系统发布到与会人员的手机上，同时通过集成 的信息发布系统将会议通知发布到工厂内的信息发布平台上，当会议开始前，系 统自动打开空调控制系统将会议室温度调到合适的温度，将智能照明系统调到欢 迎模式上，当会议开始后，通过集成的多媒体会议系统在讨论模式、演讲模式场 景中自动切换，同时通过会议录播系统对会议进行录制、归档，以备后期查阅， 当会议结束后，系统将转换到清扫模式，当清扫完成后，会议室被关闭后，门禁 系统自动感知关闭空调、灯光。所以只有这些系统