炼化业务部(姜浩原创）-数字化工厂系统子项目技术方案.docx

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1、数字化工厂系统子项目技术方案一、建设目标基于塔里木乙烷制乙烯项目数字化信息数据处理的三维模型，搭建三维数字化工厂平台；运用开放的数据集成技术，以工程基础信息数字化、生产过程数字化、生产管理数字化为基础，搭建数字化工厂的管理平台，将包括三维模型在内的静态工程数据与生产运营、设备维护、安全培训、虚拟现实与实时监控等动态数据集成起来，利用多维度的数据加工与处理技术，实现虚拟培训的可视化，生产管理的协同化，管理流程的准确化，决策支持的智能化。二、建设范围2.1.组织范围本项目组织范围包括：油田公司、乙烯项目部、高密度聚乙烯项目部、全密度聚乙烯项目部、公用工程项目部、生产技术部、机动部、物资装备部、质量

2、安全环保部等。22业务范围三维数字化工厂系统的业务范围重点集中在设备资产管理、设备检维修管理、生产辅助管理、工艺流程培训、安全环保、应急演练等领域。2.3.用户范围本项目用户范围包括：油田公司、乙烯生产车间、高密度聚乙烯生产车间、全密度聚乙烯生产车间、公用工程生产管理部、生产技术部、机动部、物资装备部、质量安全环保部等。三、建设方案3.1. 功能设计3.1.1总体功能架构以数字化信息数据处理的三维模型为基础，搭建的三维数字化工厂管理平台，对乙烷制乙烯项目全生命周期进行管理，实现平台多专业三维模型集中展示、将包括三维模型、数据和文件等作为成品文件在平台实现可视化承载，建设成先进的数字化管理系统，

3、最终实现管控一体化、决策智能化，实现工程管理方式转变，提高组织管理效率。主要功能包括：工厂数字挛生体构建、数字化工厂可视化承载平台构建、工厂运营期业务应用构建三大模块。(1)工厂数字李生体构建构建一个与现实完全一致的数字挛生体，同时能够对数字化交付的不同来源、不同格式的数据、文档、三维模型进行关联。承载数字化交付系统提交的工厂对象为核心的数据、文档、三维模型之间的各种关联关系，完成信息整合，实现通过工厂对象编号可以关联到所有与之关联的信息，如该设备的三维模型、布置图、数据表、照片、视频等。工厂数字学生体要素包含但不限于：数字化交付成果、设备数据、工艺数据、采购数据、施工数据、过程可视化数据、测

4、量测绘类数据、档案数据等。(2)数字化工厂可视化承载平台构建构建线上数字化工厂可视化承载平台，平台能够承载工厂数字挛生体的所有信息，并通过线上轻量化的形式予以呈现。此平台可依据工厂对象模型便捷调取此对象的所有相关数据，并以线上可视化的形式呈现数据。同时，基于可视化场景，数字化工厂可视化承载平台能够支撑构建工厂建设期及运营期的业务应用。(3)工厂运营期业务应用构建基于数字化工厂可视化承载平台，构建涵盖工厂运营期生产调度管理、设备健康性管理、现场安全环保管理、应急管理、在线培训及考试、VR应用等方面的业务应用，满足工厂运营期的线上业务应用需求。3.1.2系统功能设计数字化工厂系统功能设计如下：表3

5、.1.21数字化工厂系统功能设计功能大类一级功能二级功能建设优先级功能描述构建工厂的数字挛生体数字化交付成果(SPF)解析与承接工厂分解结构数据承载A级基于SPF系统交付的工厂分解结构数据进行解析和承载，建立工厂分解结构组织关系，为数字化工厂其他业务应用提供分解目录工厂分解结构与三维工厂对象关联关系承载A级基于SPF系统交付的工厂分解结构与三维工厂对象关联关系数据进行解析和承载，建立工厂分解结构与三维工厂对象的关联关系，实现工厂分解结构与三维对象的交互功能大类一级功能二级功能建设优先级功能描述联动工厂分解结构与文档关联关系承载A级基于SPF系统交付的工厂分解结构与文档关联关系数据进行解析和承载

6、，建立工厂分解结构与文档的关联关系，实现工厂分解结构与文档的交互联动设计模型成果数据解析与承接A级基于SPF系统交付的三维设计模型进行解析和承载，进行模型预处理，属性信息、设备位号的关联保留等智能PID成果数据解析与承载A级基于SPF系统交付的智能PID成果进行解析和承载，进行智能PlD的文件解析、属性关联、位号关联等工作SPI成果数据解析与承载A级基于SPF系统交付的SPI成果进行解析和承载，实现基于三维模型的SPI数据的调取成套设备成果数据解析与承载A级基于SPF系统交付的成套设备成果数据进行解析和承载，实现基于三维模型的成套设备成果数据的调取竣工模型转置，服务于运营期A级增加设备贴图等数

7、据，并优化场景地理信息数据，实现三维模型构建于真实场景中。数字化交付系统（SPF）集成数据推送接口开发A级完成与数字化交付（SPF）系统的数据推送接口开发，完成必要数据的推送与反馈数据抓取接口开发A级完成与数字化交付（SPF）系统的数据抓取接口开发，保障数字化工厂系统功能大类一级功能二级功能建设优先级功能描述即时调取SPF系统数据数据同步接口开发A级完成与数字化交付（SPF）系统的数据同步接口开发，制定数据同步策略，保障系统间的数据同步工作过程可视化数据基础地理信息数据收集B级对乙烯工厂的周边卫星影像数据采集并植入，以乙烯周边100平方公里范围使用开源的0.61米精度的卫星影像无人机航飞数据收

8、集B级对乙烯工厂的无人机航飞数据及影像进行收集、入库、关联等工作720全景影像数据收集B级对乙烯工厂的网格化720全景影像数据进行收集、入库、关联等工作非结构数据数据审查、校验、督促入库、培训设计单位非结构化数据校验B级由专人负责针对SPF系统提交的设计单位非结构化数据进行入库、审查、校验等工作物资供应商非结构化数据校验B级由专人负责针对SPF系统提交的物资供应商非结构化数据进行入库、审查、校验等工作业主单位非结构化数据校验B级由专人负责针对SPF系统提交的业主单位非结构化数据进行入库、审查、校验等工作建安单位非结构化数据校验B级由专人负责针对SPF系统提交的建安单位非结构化数据进行入库、审查

9、、校验等工作监理单位非结构化数据校验B级由专人负责针对SPF系统提交的监理单位非结构化数据进行入库、审查、校验等工作数字化工三维GIS空间数据融/A级平台支持数字地球、测量功能大类一级功能二级功能建设优先级功能描述厂可视化承载平台合展示工具测绘数据承载与可视化展示、多精度地景影像集成等，支持超大范围场景渲染，可为工程提供多类型数据承载和可视化呈现支持。三维设计模型的轻量化处理工具/A级平台能够完整读取SmartPIant3D、PDMSsCADWORX等常用工厂、建筑以及机械三维设计软件的模型和数据，同时为了提高模型浏览的效率，平台可对模型进行高比例的轻量化处理；模型连通与布放工具/A级平台具备

10、模型连通及布放工具，基于此工具可实现多类型模型的连通、布放、调色、渲染等功能，保障三维场景建设的完整性与一致性多类型业务场景管理工具/A级平台支持多专业、多岗位协同管理，分类型、分业务构建专用场景，各场景相对独立，实现一套系统多个场景应用。生产运行数据及工艺流程集成工具/A级平台具备多类型的生产运行数据集成接入及工艺流程集成展示功能，结合工厂数据支撑构建工厂运营期功能宏微观漫游浏览工具/A级平台支持宏微观漫游能力，宏观可以查看工厂总体建设及运营状况，微观可以跟踪查看某个设备的实际建设及运营信息，支撑业务功能构建大数据分析仪表盘组件/A级系统须提供专业的数据分析仪表盘组件，支持将功能大类一级功能

11、二级功能建设优先级功能描述数据汇聚分析后生成数据分析仪表盘放置在首页上，且支持各个数据分析仪表盘的样式、结构、数据、位置的便捷组态，同时支持关联实时数据源，支持实时数据分析展示大屏显示与控制组件/A级系统可支持三种不同的应用模式，包括大屏幕应用模式、PC端应用模式和移动应用模式。二三维图形交互与文件挂接工具/A级从三维场景选择设备、管线、阀门及仪表，可调取相应设备或单元的设计、采办、施工、检测、竣工等资料图档以及结构化采集数据，实现三维模型调取查阅设备全过程施工数据。三维空间量算工具/A级平台具备基础的三维空间量算工具，可实现基于三维场景的空间量算、刨切、数据输出等功能系统标准接口模块/A级平

12、台具备完善的二次开发接口及系统对接能力，满足系统间的对接要求平台云端渲染服务/A级平台具备云端渲染能力，能够提供基于服务端的后台渲染，前端以视频流或图片流的推送形式满足前端应用三维设计模型轻量化植入及布放三维设计模型轻量化处理A级针对SPF系统提交的乙烯工厂三维设计模型进行轻量化处理，保留设计模型属性、颜色、路由关系等设计信息，实现模型的高压缩比轻量化处理功能大类一级功能二级功能建设优先级功能描述三维设计模型调整与植入A级针对SPF系统提交的乙烯工厂三维设计模型进行调整及系统植入，完成三维设计模型布放、连通等工作模型属性数据关联及挂接A级针对SPF系统提交的乙烯工厂三维设计模型及属性数据，完成

13、设计模型的属性信息关联及挂接，实现基于模型的设计属性数据调取工艺流程路由数据植入A级针对SPF系统提交的乙烯工厂工艺路由数据，完成设计模型的工艺路由数据植入，调取等工作埋地管线模型刨切与承载A级实现针对于工厂地坪的刨切功能，承载埋地管线模型和属性信息，实现埋地管线模型的刨切查看与承载三维模型场景布放A级完成工厂场景的布放与配置，主要包括周边道路、绿化、地坪、设计模型等场景的布放与效果配置模型标准颜色适配A级平台支持自由设置模型颜色，实景模式中实现模型颜色配置，从而构建真实的数字挛生体；同时支撑透视模式，通过数据驱动，模型可以不同的颜色和透明度直观展现工程进展情况等信息。模型光影效果数据A级根据

14、不同时段光影角度进行配置，实现三维场景与现实场景光影效果完全一致，增强系统真实感工厂运营生产调度管理模块生产运行监控一张图A级对于领导层，可通过仪表功能大类一级功能二级功能建设优先级功能描述期业务应用构建盘概览的方式快速直观掌握运营情况。生产、销售、设备、人员等各类信息一目了然，支持二三维切换展示。工艺技术管理A级构建工艺技术类数据库，包括工艺管理类数据、工艺资料类数据，对工艺流程数据、工艺资料数据进行管理和储存。结合各类数据，为操作人员提供文档管理、操作卡管理和表单管理等内容。同时基于三维模型流程模拟展示各流程操作规程及注意事项生产运行三维监控组态A级通过与MES系统实时数据库集成，基于三位场景和工艺流程图，实时监测压力、温度、流量、液位等运行数据和振动、位移等设备状态监测数据，可查看历史曲线，调取监控视频，并利用设备三维模型快速获取设备工程信息和历史资料。方案编制管理及模拟A级基于数字化工厂平台，实现模型显隐、模型变色、截图、云线、文字标注、线段标注等功能；辅助一线工艺人员快速编制吹扫方案、现场技改技措方案、能量隔离方案、检修方案、吊装方案、动土作业等各种生产方案。设备健康性管理模块设备台账管理A级按照设备分类生成设备台账，对设备的基础资料与动态资料进行管理，实功能大类一级功能二级功能建设优先级功能描述