历史记录 Handover 数字工厂移交系统

对于流程和电力工厂而言,工厂从数字化到智能化、智慧化的演进,是提高生产效率、促进安全生产的一项重要举措,而其建设又非一朝一夕可完成,必须以工厂的全生命周期(Plant Lifecycle Management)数据为基础,在计算机虚拟环境中,对整个工厂规划、建设、生产全过程数据进行管控、仿真、评估和优化,并进一步扩展到整个生命生命周期的新型生产组织方式。智慧工厂作为未来工厂技术演化的方向,是在数字化工厂的基础上,利用物联网的技术和设备监控技术加强信息管理和服务;清楚掌握产销流程、提高生产过程的可控性、减少生产线上人工的干预、即时正确地采集生产线数据,以及合理的生产计划编排与生产进度,并加上绿色智能的手段和智能系统等新兴技术于一体,构建一个高效节能的、绿色环保的、环境舒适的人性化工厂。

申请试用

概述

对于流程和电力工厂而言,工厂从数字化到智能化、智慧化的演进,是提高生产效率、促进安全生产的一项重要举措,而其建设又非一朝一夕可完成,必须以工厂的全生命周期(Plant Lifecycle Management)数据为基础,在计算机虚拟环境中,对整个工厂规划、建设、生产全过程数据进行管控、仿真、评估和优化,并进一步扩展到整个生命生命周期的新型生产组织方式。智慧工厂作为未来工厂技术演化的方向,是在数字化工厂的基础上,利用物联网的技术和设备监控技术加强信息管理和服务;清楚掌握产销流程、提高生产过程的可控性、减少生产线上人工的干预、即时正确地采集生产线数据,以及合理的生产计划编排与生产进度,并加上绿色智能的手段和智能系统等新兴技术于一体,构建一个高效节能的、绿色环保的、环境舒适的人性化工厂。

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作为智能工厂乃至未来智慧工厂的基础,数字化工厂是现阶段工厂相关参与方信息化建设的基础,在建设期信息化的重点在于:如何实现可视化工程多参与方云协同,加快信息的传递效率,提升数据的互用性,确保数据质量,这一阶段管理的重点是建设数字资产的生产过程。运维期的信息化重点在于:搭建工厂设备资产全生命周期可视化管理体系,这一阶段的管理重点是营运资产的高效运维过程。而介于这两个阶段之间的则是如何实现建设期数字资产的高效,完整的数字化移交。

 

自上个世纪90年代以来,工程总承包方(EPC)使用的设计工具以及移交给业主的内容随着IT技术的进步发生了翻天覆地的变化(如下图所示)。从最原始的纸质设计并移交给业主后的档案馆藏到二、三维设计系统并移交给业主电子档案再到现在使用集成设计系统,并移交设计和施工过程中的完整数据信息,我们可以看到:

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  • 纸质移交,不易于保存、查找和查看;

  • 使用电子档案移交,仅移交了文件,例如PDF,DWG,WORD等。这些文件可以使用全文检索技术进行查找,而所有信息都是从设计图纸上获取,在这些图纸背后的信息都全部丢失。

  • 使用基于ISO15926标准的数字化移交,除了电子档案外,还将设计和施工过程中的设备、管线、管件以及结构等转换成独立的对象,这些对象的关联关系在移交后仍然保留,使得其除了能够满足人的应用需求外,还可以与生产过程中的动态数据(DCS/SCADA)进行关联,进行智能化的运维管理。

  • 历史记录 Handover提供一个数字化虚拟工厂,它把工程设计、采购、施工等阶段的信息都完整的记录下来。配合应用历史记录 EPC,将不再需要专门针对数字化移交进行数据收集、整理和录入工作,只需要按照业主的要求,从历史记录 EPC中抽取出相关的内容即可实现从EPC到业主的数据移交。

  • 在收集设计和基建过程中的数据并移交给业主后,将与业主的其他业务系统进行集成,并最终成为集成各种数据进行统一展示的门户,为运营提供单一入口。具有如下特点:

  • 管理对象从图纸深化到图纸中的每一个设备、管线;

  • 将工程建设阶段的数据进行统一打包并建立相互关联关系;

  • 移交给业主后,所有数据统一存储,对外提供应用接口;

  • 集成到运营系统,资产管理系统,形成工厂全生命周期管理门户;

  • 引用ISO15926标准参照库(RDL),能够快速导出满足该标准的数据到第三方系统中。

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国际标准ISO15926

传统的工程公司、装备供应商和业主方信息系统的开发和部署模式中,与工厂有关的数据与各种独立的系统某个时间点建立了强耦合的关系,其他用户组通常需要独立地定义和维护这些数据,这样导致了数据重复和冲突,使得在企业内部或企业的业务伙伴间不能共享和互用数据。

自上个世纪90年代开始,欧洲和北美的一些行业协会和组织,其中最为著名的PCA和FIATECH开始领导制定国际标准ISO15926。它用唯一的、支持所有视点的相关环境定义了生命周期信息的含义。因此,工厂生命周期内各方面使用的信息可以集合起来,从而实现信息按统一的计算机可处理的形式进行集成、共享和交换,包括工艺工程师、设备工程师、操作员、维修工程师和其他管理者等对工厂的所有不同视角。

达美盛作为国际标准组织FIATECH的参与方之一,多年来致力于国际流程及电力工厂行业数据交换标准ISO15926在中国的推广和落地,达美盛创新产品历史记录 EPC的核心思想和数据模型均保持和ISO15926的高度兼容。

系统架构

本产品采用轻量级WEB服务架构RESTFUL,同时向客户端、WEB浏览器以及移动端提供服务,达到同时兼容从大屏到小屏的各种客户终端的目的。系统架构如下图所示:

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  • 本系统采用JavaEE为核心技术,其特点包括灵活性、稳定性、可伸缩性及跨平台等,是当前企业级应用的主流技术实现方案。从系统架构上来看,主要有如下特点:

  • 采用面向对象的思想进行分析设计。

  • 领域设计贯穿于整个软件研发的生命周期。我们将用户需求中的每一个不可分割的业务功能点定义为一个领域模型,围绕该模型采用动态代理模式实现具体业务功能。

  • 通过工作流系统实现业务功能的流转。通过流程的定制将各个具体的业务功能点串联在一起,实现具体的业务操作场景。

  • 以组件化的方式实现业务功能的集成。

  • 客户端的无关性,系统采用RESTFUL架构,提供相比于SOAP更轻量级的WEB服务,使得系统响应效率更高。

  • 混合型数据库系统,本产品采用SQL+NOSQL数据库相结合的混合型数据库系统,其中SQL数据库用于存储系统的元数据,包括属性定义和字典等;NOSQL数据库用于存储工厂中的每一个对象,对象的属性以及对象之间的关系,这是因为NOSQL更加能够满足不同对象的多样性要求,更加适应面向对象存储的特点。

功能特点

兼容多专业模型

工厂全生命周期进程中,累积了大量设计、施工和运维不同阶段的数据和文档,这些数据和文档来自于不同的参与方,不同的应用工具,例如工程公司各专业有专属的设计和分析系统,例如智能工艺流程图设计系统P&ID的数据和图纸,可能来自于Intergraph Smart P&ID,或者是Autodesk P&ID等,三维配管专业的建模工具,可能来自于Intergrah Smart 3D、AVEVA PDMS或者是Autodesk Revit,设备专业的建模系统,可能来自于达索的CATIA或者是Autodesk Inventor等。而作为参与方的施工单位、业主方都没有工程公司专属的设计系统和工具,导致其他参与方无法打开和查看工程公司的成果,如果工程公司发布成PDF等格式给其他参与方,必然导致信息的丢失和传递效率下降。基于达美盛多年的工程行业经验积累,平台内置强大的工程软件数据解析能力,兼容如下多种厂商和软件,通过内置的工程数据总线,把各专属软件的几何和属性信息,统一解析为标准数据格式,并自动创建元件之间的关联关系,其他参与方可以通过内置的开奖三维图形引擎来展示图形和数据,查询相关的文档。通过数据的标准解析,不只是满足了不同参与方人与人之间的信息沟通,更重要的是满足了不同参与方系统与系统之间的信息沟通和传递。

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平台除了解析常见的流程工厂三维设计模型(Smart 3D、PDMS、PDS和DWG、DWF等)外,还可以解析三维建筑模型(Revit,天正建筑,AutoCAD,Microstation等)和三维机械模型等。

机械MFG格式

建筑BIM格式

工厂PIM格式

其它格式

3Shape DCM(*.dcm)

DWG/DXF/DWf/DWFX

(*.dwg;*.dxf;*.dwf;*.dwfx)

AutoCAD Plant 3D

(*.dwg)

JTOpen(*.jt)

ACIS (*.sat;*.sab)

IFC(*.ifc)

AutoPLANT(*.dwg)

Wavefront(*.obj)

CATIA V4 3D

(*.model;*.exp)

Microstation(*.dgn)

CADWorx(*.dwg)

PLMXML

(*.plmxml)

CATIA V5 3D

(*.CATPart;*.CATProduct)

Revit 2014-2017

PDMS(*.rvm;*.att)

Procera(*.c3s)

CATIA V6 3D

(*.3dxml)

Rhino(*.3dm)

PDS(*.dgn;*.drv)

VDAFS(*.vda)

CGR(*.cgr)


Smartplant 3D 2011/2014


IGES 3D(*.igs;*.iges)




Inventor 3D

(*.iam;*.ipt; *.ipj)




Parasolid(*.x_t;*.x_b)




ProE/Creo

(*.asm;*.prt;*.neu)




Solid Edge 3D

(*.asm ;*.par;*.psm)




Solidworks 3D

(*.sldprt;*.sldasm)




STEP(*.stp;*.step)




UG NX(*.prt)




轻量化三维可视化引擎

平台内置开奖轻量化三维可视化引擎,支持超大模型浏览,拥有良好的扩充性和压缩比,核心分层传输技术能够保障在浏览器上流畅体验。开奖在模型转换过程中,对三维模型采用先进的压缩方式,使模型的体积压缩到了最小。同时,采用流式加载的方式,使得三维模型能够通过网页浏览器快速的漫游和浏览。根据用户的不同工作状态,用户可以通过基于网络的方式查看分布在各地的三维模型;当网页浏览不便的情况下,用户也可以通过移动端手机或平板的方式浏览本地的三维模型。

开奖可实现多人进入同一场景,并可以高度定制开发适应不同场景。

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沉浸式漫游可以支持3D电影模式、VR虚拟等模式,只要有模型就可以快速进入VR环境体验,无需再专门制作VR内容,所见即所得。

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内置人机工程模型(Human Factor Ergonomics)。

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基于ISO15926的数据模型

ISO 15926核心思想是为每一个工厂的实体、设备、管线、结构等建立一个对应的“对象”,这个对象存储了与其相关的所有属性以及各个对象之间的关联关系。随着工厂在不同阶段的推进,将不同阶段的数据再次追加和补充到这个对象上去,逐渐完善,同时下游部门可以直接利用上游输入的数据,而不需要再次录入。这样的好处在于:

  • 保证数据的一致性

  • 保证数据的准确性

  • 减少数据录入的工作量

历史记录 Handover完全基于ISO15926的思想进行设计,同时引用ISO15926标准对象库(RDL),设计出对象模型、文件模型,属性集模型,对象与对象关联关系,对象与属性集关联关系等。这些模型和关系构成了系统的核心,同时定义了属性集模板、对象多视图等业务模块。移交、应用过程以及对象示例如下图所示:

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大数据技术实现海量元件级管理

按照传统的工作模式,不同工程对象的数据以不同的形态分布,例如图纸、文件、三维模型和其他管理系统数据等。这些数据信息独立存在,只能让工程师从多个不同的资料中总结出他们的关联关系以及必要的信息。平台的管理范围已经突破了图纸的范畴:以大数据的方式管理工厂中的每一个设备及其部件,以及这些设备、部件之间的内在关系;使得计算机协助人们进行分析和提供决策依据成为可能。


系统视图

对于导入到平台中的矢量图,将发布成SVG格式,并自动将这些图纸中的对象与系统对象进行关联。在查看图纸的时候,可以自动定位到关联对象。

对于非矢量格式文件,例如:PDF,MSOffice系列,BMP,TXT等,平台采用统一的二维图纸浏览器进行查看。查看过程中,可以对模型旋转、缩放、平移等操作。

对于发布成wlkx格式的三维模型,使用开奖进行查看。可以进行基本的平移、旋转、缩放、定位、属性查看、高亮、对象隐藏、对象透明、视图多用户共享等功能。如下图所示:

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安全体系

历史记录 Handover的权限体系包括系统认证、功能权限管理及数据权限管理。

  • 系统认证是指针对用户常见问题系统的认证。历史记录 Handover支持多种用户的认证方式,便于单点常见问题的实现。其认证方式不仅包括传统的用户名,密码验证,同时支持其他认证方式,如基于LDAP的认证,Window域认证,CA认证等。并且支持一次性或一定时间内的临时认证。

  • 功能权限管理是针对基于用户、角色、资源的配置,实现权限控制。平台将业务功能点、菜单、操作按钮及外部调用接口等配置为系统资源,将具有相同业务功能的用户配置为角色或组,通过对角色和资源配置实现用户权限的控制。

  • 数据权限管理是针对关系数据,文档及非关系数据的权限控制,包括针对于数据的创建、修改、删除、上传、下载、状态改变等操作的控制。根据具体数据类型的不同,开发平台支持用户自定义数据权限。

系统集成

平台采用了开放的设计思路,一方面,提供了标准的数据访问API,可以让第三方系统使用这些API访问到系统内数据,满足类似于企业门户系统这样的集成工作。另一方面,支持二次开发,将其他系统的数据展现到本系统中。




关于达美盛

立即开户(以下简称“达美盛”,股票代码:430311)是一家专业的基础设施领域数据可视化技术及应用供应商。公司致力于通过自主核心技术,基于基础设施设计、施工和运维的大数据,用创新手段联结空间(三维)、物(设备)与人,提供可视化的全生命周期资产管理与价值提升官网。

达美盛通过十多年技术打磨和经验累积,创立“三位一体”产品和服务:

“1”个引擎——全球领先的全兼容轻量化三维可视化引擎开奖。

“2”个平台——开奖官网建筑/历史记录工厂大数据可视化管理平台。

“3”个应用——项目管理系统、协同管理及移交系统、资产管理系统。

达美盛是国家高新技术企业、中关村高新技术企业,通过了ISO9001、ISO14001、OHSAS18001等质量体系认证;荣获2016年度最佳数字化工厂服务商、2016年度“基础设施可视化资产管理最佳应用奖”;下属子公司四川达美盛工程设计有限公司具备石油天然气设计资质。

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