基于三维数字化技术在数字化工厂的实践分析

杭玲玲 石雷

摘 要：本文重点分析三维数字化技术在数字化工程建设中的具体应用。首先阐述三维数字化技术和数字化工厂的内在含义，接下来分析三维数字化技术实际应用的具体特点，最终站在数字化工程建设的角度，分析三维数字化技术的实际应用方法，希望能够进一步提高三维数字化技术在数字化工程建设中的应用效果，仅供参考。

关键词：三维数字化技术;数字化工程;建设;应用

前言：现如今，随着科学技术水平的提升，我国的石化类企业生产技术水平也越来越高，在这种情况下，石化类企业为了能够得到更加长远的发展，必须要在企业内构建一个物理工厂，并配备与之相辅的数字化工厂，而后利用三维数字化技术，在工厂内部对各种场景进行模拟。也就说明，在石化类企业的未来发展中，物理工厂和数字化工厂是其发展的核心与关键，但是很多石化类企业在进行数字化工厂建设时，忽略了三维数字化技术的应用，只是按照要求建设数字化工厂，从而影响了三维数字化技术的应用价值。

1 三维数字化技术与数字化工厂的概念分析

1.1 三维数字化技术的概念

三维数字化技术来说就是利用三维数字化软件对所建的模型进行优化、建立与完善，从而确保所建立的模型符合实际应用的需求，简而言之，三维数字化技术就是通过人工智能的方式采集信息，而后对信息进行重新加工，最后利用这些处理后的数据信息构建更加完善的数据模型，这样一来就可以将各个独立的部位整合在模型中，使整个模型可以成为一个独立且完整的文件。在数字化工厂的建设过程中，三维数字化技术发挥着非常重要的作用，因为数字化工厂内部涉及到非常多的内容，如果不应用三维数字化技术，则无法达到数字化工厂的建设目的。同时利用三维数字化技术也可以使数据信息的采集工作、计算工作更加方便，与二维技术相比，三维数字化技术所显示的信息更加准确客观，虽然三维数字化技术与二维技术有一定的共同点，但是相比之下三维数字化技术的功能更加多样性[1]。

1.2 数字化工厂的概念

数字化工厂具体指的就是将信息数据作为前提，利用互联网对数据信息进行仿真模拟，并在这一过程中进行分析、确定与优化，从而对数据信息进行优化。对于数字化工厂来说，该工厂属于一种结合仿真模拟技术和数字制造技术而构建的一种新型产物，其自身特点和优势非常明显。随着数字化工厂的建立，也进一步促进了生产制造行业的发展，在制造与设计中构建更加完善的桥梁。建设数字化工厂，不仅可以在整个生产过程中对各种信息和生产质量进行全面的监控与了解，同时也有利于提高工厂的经济效益、强化产品的生产质量和对数据信息的掌控力度，减少产品生产时间，为企业的现代化发展提供助力。与此同时，数字化工厂以数字的形式展现出整个产品的生产制造过程后，可以使工作人员更加全面的了解到产品的生产和制造情况，有利于提高产品的质量，使企业的经济效益得以最大化的提升，同时，如果生产过程中的某一环节出现问题，则也可以通过数字化的方式对这一环节进行深入分析，不仅有利于对产品质量管控，而且也能够进一步促进企业的发展。

2 三维数字化技术在数字化工厂建设中的应用优势

2.1 可视门户

在数字化工厂的建设过程中，应用三维数字化技术，可以实时收集数字化工厂中所产生的各种数据信息，并通过视频的形式，将这些数据信息展示给工作人员，这样一来就能够真正的实现可视门户，工作人员也能够直接通过视频了解到整个工厂的具体生产情况。同时利用三维数字化技术也能够降低信息数据收集和采集的难度，三维数字化技术可以将各个生产环节中所产生的数据信息结合到一处，使其能够通过更加直观的形式展示到工作人员眼前。

2.2 监测系统

将三维数字化技术应用于数字化工厂中，可以真正的实现分散控制、设施控制以及机组控制等多个控制系统的结合，而后利用三维数字化技术，对整个数字化工厂的运行情况进行全过程监测，同时也能够利用监测系统，追溯历史监测数据和视频，为工作人员的后续工作提供便利。除此之外，利用三维数字化技术也能够帮助相关的工作人员快速得知工厂的生产与运行情况，，并根据这些情况明确设施的运行状态、运行参数等，确保数字化工厂中的各个设施和生产环节可以顺利开展工作，保障数字化工厂的整体运行状态。

2.3 协助培训

在传统的人员培训工作中，所采用的培训方式不仅会浪费工作人员的时间与精力，而且培训效果也不理想，严重的情况下，甚至有可能埋留一些安全隐患，而将三维数字化技术应用到数字化工厂建设后，则可以采用三维数字化技术具有的可视门户功能，将数字化工厂的建设过程实时的展现在工作人员眼前，从而帮助工作人员快速了解数字化工厂中各个设备和设施的详细信息，从而使三维数字化技术具有的协助培训作用得到充分的发挥，进一步强化培训效果。

3  三维数字化技术在数字化工厂建设中的实际应用

3.1 三维数字化技术在数字化工厂建设中的应用

3.1.1 确定路线

规定数字化工厂的建设路线时，可以采用三维数字化技术设计整个工厂模型，并利用三维数字化技术的扫描功能，对数字化工厂的数据进行調整与校正，从而确保整个模型的建设符合实际的现场。相比于传统的3D技术，该技术可以有效提高工作效率，降低成本。

3.1.2 模型构建

利用三维数字化软件，构建数字化工厂模型时，首先应该将所有的图纸信息集中到一起，统一整理各种相关资料，其次，根据图纸信息和资料构建模型数据库，最后开始构建数字化工厂模型时，需要包含各个管道、电器和设施等，从而确保数字化工厂建设的完整性[2]。

3.1.3 激光扫描

在数字化工厂利用激光扫描装置时，需要先确定激光扫描装置的坐标与现场信息，而后对模型进行校正，确保模型的建立符合现场实际情况，首先应该先勘察与收集数字化工厂现场存在的信息数据，比如工厂周围环境、天气条件等，以此制定扫描方案，明确扫描时间，其次应采用三维激光扫描装置进行覆盖式扫描，将整个数字化工厂全部包含在扫描范围内，重点检查模型中是否有与工厂实况不符的情况。最后完成数字化工厂扫描后，需要将所有的数据信息整理为电子信息，并在针对模型与工厂进行最后一次核对。

3.2   三维数字化技术在数字化工厂平台建设中的应用

在整个数字化工厂的建设过程中，数字化工厂平台属于非常关键的建设部分之一，因为平台是三维数字化技术，构建数字化工厂模型的载体，在平台中可以发送、接收与管理各种数据信息，使三维数字化技术的作用可以得到稳定发挥。

在数字化工厂平台的建设中，其中包括多个层次，首先是数据层，该层次的主要作用就是储存各种信息和数据;其次是操作层，具体指的就是操作接口，平台必须要具备操作接口，才可以使工作人员开展各项操作;最后是接口层，具体指的就是将多个接口共同集合成为统一接口，使所有型号的接口都可以与基础平台进行连接，从而为数字化工厂的后续开发和优化工作提供便利。

结束语：总而言之，在数字化工厂的建设过程中，三维数字化技术的应用具有非常大的价值，因此，应在数字化工厂的建设过程中，落实三维数字化技术，从而为数字化工厂的后续发展奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]赵军富， 李建军. 基于物联网数字工厂与智能工厂的整合研究[J]. 制造技术与机床， 2020（4）.

[2]管益辉， 宋福田， 马力. 面向数字化工厂建设的数据应用研究[J]. 价值工程， 2020， v.39;No.549（01）：208-211.

（1 南京菲恩工程技术有限公司;2南京微偲通环境工程有限公司，江苏 南京 210000）