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PIMCenter Handover 數字工廠移交系統

對于流程和電力工廠而言,工廠從數字化到智能化、智慧化的演進,是提高生產效率、促進安全生產的一項重要舉措,而其建設又非一朝一夕可完成,必須以工廠的全生命周期(Plant Lifecycle Management)數據為基礎,在計算機虛擬環境中,對整個工廠規劃、建設、生產全過程數據進行管控、仿真、評估和優化,并進一步擴展到整個生命生命周期的新型生產組織方式。智慧工廠作為未來工廠技術演化的方向,是在數字化工廠的基礎上,利用物聯網的技術和設備監控技術加強信息管理和服務;清楚掌握產銷流程、提高生產過程的可控性、減少生產線上人工的干預、即時正確地采集生產線數據,以及合理的生產計劃編排與生產進度,并加上綠色智能的手段和智能系統等新興技術于一體,構建一個高效節能的、綠色環保的、環境舒適的人性化工廠。

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概述

對于流程和電力工廠而言,工廠從數字化到智能化、智慧化的演進,是提高生產效率、促進安全生產的一項重要舉措,而其建設又非一朝一夕可完成,必須以工廠的全生命周期(Plant Lifecycle Management)數據為基礎,在計算機虛擬環境中,對整個工廠規劃、建設、生產全過程數據進行管控、仿真、評估和優化,并進一步擴展到整個生命生命周期的新型生產組織方式。智慧工廠作為未來工廠技術演化的方向,是在數字化工廠的基礎上,利用物聯網的技術和設備監控技術加強信息管理和服務;清楚掌握產銷流程、提高生產過程的可控性、減少生產線上人工的干預、即時正確地采集生產線數據,以及合理的生產計劃編排與生產進度,并加上綠色智能的手段和智能系統等新興技術于一體,構建一個高效節能的、綠色環保的、環境舒適的人性化工廠。

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作為智能工廠乃至未來智慧工廠的基礎,數字化工廠是現階段工廠相關參與方信息化建設的基礎,在建設期信息化的重點在于:如何實現可視化工程多參與方云協同,加快信息的傳遞效率,提升數據的互用性,確保數據質量,這一階段管理的重點是建設數字資產的生產過程。運維期的信息化重點在于:搭建工廠設備資產全生命周期可視化管理體系,這一階段的管理重點是營運資產的高效運維過程。而介于這兩個階段之間的則是如何實現建設期數字資產的高效,完整的數字化移交。

 

自上個世紀90年代以來,工程總承包方(EPC)使用的設計工具以及移交給業主的內容隨著IT技術的進步發生了翻天覆地的變化(如下圖所示)。從最原始的紙質設計并移交給業主后的檔案館藏到二、三維設計系統并移交給業主電子檔案再到現在使用集成設計系統,并移交設計和施工過程中的完整數據信息,我們可以看到:

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  • 紙質移交,不易于保存、查找和查看;

  • 使用電子檔案移交,僅移交了文件,例如PDF,DWG,WORD等。這些文件可以使用全文檢索技術進行查找,而所有信息都是從設計圖紙上獲取,在這些圖紙背后的信息都全部丟失。

  • 使用基于ISO15926標準的數字化移交,除了電子檔案外,還將設計和施工過程中的設備、管線、管件以及結構等轉換成獨立的對象,這些對象的關聯關系在移交后仍然保留,使得其除了能夠滿足人的應用需求外,還可以與生產過程中的動態數據(DCS/SCADA)進行關聯,進行智能化的運維管理。

  • PIMCenter Handover提供一個數字化虛擬工廠,它把工程設計、采購、施工等階段的信息都完整的記錄下來。配合應用PIMCenter EPC,將不再需要專門針對數字化移交進行數據收集、整理和錄入工作,只需要按照業主的要求,從PIMCenter EPC中抽取出相關的內容即可實現從EPC到業主的數據移交。

  • 在收集設計和基建過程中的數據并移交給業主后,將與業主的其他業務系統進行集成,并最終成為集成各種數據進行統一展示的門戶,為運營提供單一入口。具有如下特點:

  • 管理對象從圖紙深化到圖紙中的每一個設備、管線;

  • 將工程建設階段的數據進行統一打包并建立相互關聯關系;

  • 移交給業主后,所有數據統一存儲,對外提供應用接口;

  • 集成到運營系統,資產管理系統,形成工廠全生命周期管理門戶;

  • 引用ISO15926標準參照庫(RDL),能夠快速導出滿足該標準的數據到第三方系統中。

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國際標準ISO15926

傳統的工程公司、裝備供應商和業主方信息系統的開發和部署模式中,與工廠有關的數據與各種獨立的系統某個時間點建立了強耦合的關系,其他用戶組通常需要獨立地定義和維護這些數據,這樣導致了數據重復和沖突,使得在企業內部或企業的業務伙伴間不能共享和互用數據。

自上個世紀90年代開始,歐洲和北美的一些行業協會和組織,其中最為著名的PCA和FIATECH開始領導制定國際標準ISO15926。它用唯一的、支持所有視點的相關環境定義了生命周期信息的含義。因此,工廠生命周期內各方面使用的信息可以集合起來,從而實現信息按統一的計算機可處理的形式進行集成、共享和交換,包括工藝工程師、設備工程師、操作員、維修工程師和其他管理者等對工廠的所有不同視角。

達美盛作為國際標準組織FIATECH的參與方之一,多年來致力于國際流程及電力工廠行業數據交換標準ISO15926在中國的推廣和落地,達美盛創新產品PIMCenter EPC的核心思想和數據模型均保持和ISO15926的高度兼容。

系統架構

本產品采用輕量級WEB服務架構RESTFUL,同時向客戶端、WEB瀏覽器以及移動端提供服務,達到同時兼容從大屏到小屏的各種客戶終端的目的。系統架構如下圖所示:

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  • 本系統采用JavaEE為核心技術,其特點包括靈活性、穩定性、可伸縮性及跨平臺等,是當前企業級應用的主流技術實現方案。從系統架構上來看,主要有如下特點:

  • 采用面向對象的思想進行分析設計。

  • 領域設計貫穿于整個軟件研發的生命周期。我們將用戶需求中的每一個不可分割的業務功能點定義為一個領域模型,圍繞該模型采用動態代理模式實現具體業務功能。

  • 通過工作流系統實現業務功能的流轉。通過流程的定制將各個具體的業務功能點串聯在一起,實現具體的業務操作場景。

  • 以組件化的方式實現業務功能的集成。

  • 客戶端的無關性,系統采用RESTFUL架構,提供相比于SOAP更輕量級的WEB服務,使得系統響應效率更高。

  • 混合型數據庫系統,本產品采用SQL+NOSQL數據庫相結合的混合型數據庫系統,其中SQL數據庫用于存儲系統的元數據,包括屬性定義和字典等;NOSQL數據庫用于存儲工廠中的每一個對象,對象的屬性以及對象之間的關系,這是因為NOSQL更加能夠滿足不同對象的多樣性要求,更加適應面向對象存儲的特點。

功能特點

兼容多專業模型

工廠全生命周期進程中,累積了大量設計、施工和運維不同階段的數據和文檔,這些數據和文檔來自于不同的參與方,不同的應用工具,例如工程公司各專業有專屬的設計和分析系統,例如智能工藝流程圖設計系統P&ID的數據和圖紙,可能來自于Intergraph Smart P&ID,或者是Autodesk P&ID等,三維配管專業的建模工具,可能來自于Intergrah Smart 3D、AVEVA PDMS或者是Autodesk Revit,設備專業的建模系統,可能來自于達索的CATIA或者是Autodesk Inventor等。而作為參與方的施工單位、業主方都沒有工程公司專屬的設計系統和工具,導致其他參與方無法打開和查看工程公司的成果,如果工程公司發布成PDF等格式給其他參與方,必然導致信息的丟失和傳遞效率下降。基于達美盛多年的工程行業經驗積累,平臺內置強大的工程軟件數據解析能力,兼容如下多種廠商和軟件,通過內置的工程數據總線,把各專屬軟件的幾何和屬性信息,統一解析為標準數據格式,并自動創建元件之間的關聯關系,其他參與方可以通過內置的eZWalker三維圖形引擎來展示圖形和數據,查詢相關的文檔。通過數據的標準解析,不只是滿足了不同參與方人與人之間的信息溝通,更重要的是滿足了不同參與方系統與系統之間的信息溝通和傳遞。

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平臺除了解析常見的流程工廠三維設計模型(Smart 3D、PDMS、PDS和DWG、DWF等)外,還可以解析三維建筑模型(Revit,天正建筑,AutoCAD,Microstation等)和三維機械模型等。

機械MFG格式

建筑BIM格式

工廠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)




輕量化三維可視化引擎

平臺內置eZWalker輕量化三維可視化引擎,支持超大模型瀏覽,擁有良好的擴充性和壓縮比,核心分層傳輸技術能夠保障在瀏覽器上流暢體驗。eZWalker在模型轉換過程中,對三維模型采用先進的壓縮方式,使模型的體積壓縮到了最小。同時,采用流式加載的方式,使得三維模型能夠通過網頁瀏覽器快速的漫游和瀏覽。根據用戶的不同工作狀態,用戶可以通過基于網絡的方式查看分布在各地的三維模型;當網頁瀏覽不便的情況下,用戶也可以通過移動端手機或平板的方式瀏覽本地的三維模型。

eZWalker可實現多人進入同一場景,并可以高度定制開發適應不同場景。

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沉浸式漫游可以支持3D電影模式、VR虛擬等模式,只要有模型就可以快速進入VR環境體驗,無需再專門制作VR內容,所見即所得。

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內置人機工程模型(Human Factor Ergonomics)。

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基于ISO15926的數據模型

ISO 15926核心思想是為每一個工廠的實體、設備、管線、結構等建立一個對應的“對象”,這個對象存儲了與其相關的所有屬性以及各個對象之間的關聯關系。隨著工廠在不同階段的推進,將不同階段的數據再次追加和補充到這個對象上去,逐漸完善,同時下游部門可以直接利用上游輸入的數據,而不需要再次錄入。這樣的好處在于:

  • 保證數據的一致性

  • 保證數據的準確性

  • 減少數據錄入的工作量

PIMCenter Handover完全基于ISO15926的思想進行設計,同時引用ISO15926標準對象庫(RDL),設計出對象模型、文件模型,屬性集模型,對象與對象關聯關系,對象與屬性集關聯關系等。這些模型和關系構成了系統的核心,同時定義了屬性集模板、對象多視圖等業務模塊。移交、應用過程以及對象示例如下圖所示:

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大數據技術實現海量元件級管理

按照傳統的工作模式,不同工程對象的數據以不同的形態分布,例如圖紙、文件、三維模型和其他管理系統數據等。這些數據信息獨立存在,只能讓工程師從多個不同的資料中總結出他們的關聯關系以及必要的信息。平臺的管理范圍已經突破了圖紙的范疇:以大數據的方式管理工廠中的每一個設備及其部件,以及這些設備、部件之間的內在關系;使得計算機協助人們進行分析和提供決策依據成為可能。


系統視圖

對于導入到平臺中的矢量圖,將發布成SVG格式,并自動將這些圖紙中的對象與系統對象進行關聯。在查看圖紙的時候,可以自動定位到關聯對象。

對于非矢量格式文件,例如:PDF,MSOffice系列,BMP,TXT等,平臺采用統一的二維圖紙瀏覽器進行查看。查看過程中,可以對模型旋轉、縮放、平移等操作。

對于發布成wlkx格式的三維模型,使用eZWalker進行查看。可以進行基本的平移、旋轉、縮放、定位、屬性查看、高亮、對象隱藏、對象透明、視圖多用戶共享等功能。如下圖所示:

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安全體系

PIMCenter Handover的權限體系包括系統認證、功能權限管理及數據權限管理。

  • 系統認證是指針對用戶登錄系統的認證。PIMCenter Handover支持多種用戶的認證方式,便于單點登錄的實現。其認證方式不僅包括傳統的用戶名,密碼驗證,同時支持其他認證方式,如基于LDAP的認證,Window域認證,CA認證等。并且支持一次性或一定時間內的臨時認證。

  • 功能權限管理是針對基于用戶、角色、資源的配置,實現權限控制。平臺將業務功能點、菜單、操作按鈕及外部調用接口等配置為系統資源,將具有相同業務功能的用戶配置為角色或組,通過對角色和資源配置實現用戶權限的控制。

  • 數據權限管理是針對關系數據,文檔及非關系數據的權限控制,包括針對于數據的創建、修改、刪除、上傳、下載、狀態改變等操作的控制。根據具體數據類型的不同,開發平臺支持用戶自定義數據權限。

系統集成

平臺采用了開放的設計思路,一方面,提供了標準的數據訪問API,可以讓第三方系統使用這些API訪問到系統內數據,滿足類似于企業門戶系統這樣的集成工作。另一方面,支持二次開發,將其他系統的數據展現到本系統中。




關于達美盛

北京達美盛軟件股份有限公司(以下簡稱“達美盛”,股票代碼:430311)是一家專業的基礎設施領域數據可視化技術及應用供應商。公司致力于通過自主核心技術,基于基礎設施設計、施工和運維的大數據,用創新手段聯結空間(三維)、物(設備)與人,提供可視化的全生命周期資產管理與價值提升解決方案。

達美盛通過十多年技術打磨和經驗累積,創立“三位一體”產品和服務:

“1”個引擎——全球領先的全兼容輕量化三維可視化引擎eZWalker。

“2”個平臺——BIMCenter建筑/PIMCenter工廠大數據可視化管理平臺。

“3”個應用——項目管理系統、協同管理及移交系統、資產管理系統。

達美盛是國家高新技術企業、中關村高新技術企業,通過了ISO9001、ISO14001、OHSAS18001等質量體系認證;榮獲2016年度最佳數字化工廠服務商、2016年度“基礎設施可視化資產管理最佳應用獎”;下屬子公司四川達美盛工程設計有限公司具備石油天然氣設計資質。

歡迎致電24小時咨詢熱線 400-016-0989,或給我們留言!

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