面向数字化工厂建设的数据应用研究

李修明 赵成龙 齐萌蒙

(1.广西机械工业研究院有限责任公司,广西南宁 537000;2.北部湾大学,广西钦州 535011;3.中交一公局第四工程有限公司,广西南宁 537000)

0 引言

数字化工厂将数字信息与人工智能算法相结合,再进行数据内涵的深度挖掘,从而完善智能化的应用。智能制造的最终目的是全方位实现数字化,而智能化的基础是数据,数据的应用对数字化工厂的效率、质量与效益也有着极大的影响。

1 数字化工厂技术概念

我们所讲的数字化工程主要是,利用互联网将所有的数据信息进行工程模拟,在整个模拟过程当中要做出报告分析,不断对其进行优化。这样才能够起到一定的效果。然而很多数字化工厂,他在模拟和数字制造,技术应用方面,自身具备很好的优势特点,而且在设计和制造过程中有着非常好的联系。当前的数字化工厂具备着很多不同的性能能够在整个过程当中产生优质信息,并且做出质量监控,不仅如此,还能对整个工厂的实际经济效益作出增多,生产质量也会变得更高。这对于现代企业来讲是一个非常好的助力。将数字化工厂应用在所有产品的制造过程当中,它能够以数字的形式展现出相关的流程。与此同时,它能够让相关工作人员对于产品的实际制造过程有更多的掌握,对于质量也能够做好提前把控,如果在某个环节之中发生故障问题,就能够更加具备针对性的对其进行解决,这样整个企业在实际制造过程当中就能够将最终质量进行保证,整个产品的实际管控和企业未来的发展都得到了很好的推动[1]。

2 数字化工厂架构

如果想要将数字化工厂的实际架构,做出整理就需要对产品的生命周期和系统层级作出良好的分析,这样才能够让整个数字世界和物理世界进行相互更替。(1)所谓的产品生命周期,主要是根据产品的设计,工艺步骤的确定,服务保障等这些能够让活动变得更有价值,能够形成一条链式的服务。在生命周期之中的每个项目相互之间都有着一定的联系,而且它们都具备良好的作用。(2)系统层级。在整篇文章之中是根据数字化工程建设的系统作出分析的。(3)在所有的设备资源以及控制层方面,他们具备很多硬件设备,有传感器、条码、机器机械和装置,以及电力、燃气、能源等。除此之外它还包括了和硬件设备关系相对比较紧密,能够做出编程的控制器。与此同时可以根据现场,采集到的数据和监视系统得到的材料,做出很好的分析。他们都是让企业各项生产活动的技术得到优化的措施。(4)数据库从它之中有很多设计类型,制造类型以及管理类型的各项标准。不同类型的数据库,他们之中都有着自己的知识和数据。能够为整个数字化工程的实际框架建设提供良好的参考。(5)在管理层之中,它能够让设计部门的各项产品数据得到良好管理,让公益部门的各项工艺技术得到很好的协调,生产部门的实际执行系统也会变得更加方便。(6)协同层。它主要包括产品的实际生命周期管理,企业资源计划系统,供应链管理系统以及客户关系,管理系统等。而且它可以根据互联网,具有的信息作出贡献,让客户和企业之间各部门的工作更加协调,在一个产业链之中不同的企业之间也能够得到更好的结合。

3 数据应用方案

3.1 设计数据贯通

在企业之中不同的层级之间应用数据贯通方式之后能够将不同的信息进行联系,而且可以设计出相关的数据,让整个生产线在传递过程中产生的数据得到及时统计,不用再次进行转化。

3.1.1 企业信息化平台数据互通

在企业对数据进行制造的过程当中,基本都是按照产品的结构类型,做出设计,然而在具体策划方面,就是对整个工艺设计的具体信息作出检测。在工艺设计和数据检测过程当中所需要的流程文件以及相关要求,都需要按照一定的标准进行通过对WMS、ERP等各系统上作出统一的传送,这样能够在实际生产过程当中作为基础凭证,在所有的数据完全传送之后,需要对它作出科学合理的应用,并且对其他设备作出共享。在企业中数据总线就是整体信息分析的平台它能够将不同系统之间的工作进行有效联系。

3.1.2 生产线执行数据与企业信息平台互通

所有的工艺设计数据都是根据实际生产要求进行设计的,相关部门进行审核之后可以作为实际生产和制造过程当中,具备指导性的依据。除此之外还能对整个系统作出有效的管理,除此之外,企业的所有数据平台和生产线是完全贯通的,而且他们需要按照不同的类型,对数据进行适当的整理。

3.2 基础数据的作用

等具体的工艺文件以及相关程序等完全下发到生产线之后,工作人员质量生产问题和设备状况等,所需要管理的数据都需要从基础的数据上进行收集,而且,还需要在控制系统方面进行有效获取。然而对于数据的采集可以分为自动采集和人工手动采集两种类型,根据企业的具体需求来,确定使用哪种采集方式。最终的目的就是将数字化信息具体的要求得到充分的满足,无论在制造还是管理方面,都需要利用最小的工作单位将数据进行统一收集。以下是所需要用到的几个方面。

3.2.1 质量检验文件的填写

对于整个工艺设计方面,必须要按照质检策划出的具体要求进行,所有的质量管控方面和工艺执行环节都需要保持一致,在整个工作岗位进行具体工艺操作时一定要按照对应的标准进行质量数据采集,与此同时需要将数据进行分析,在对质量检测过程当中,按照真实数据进行文件填写。

3.2.2 管理数据指标分析

在工艺,实际生产,质量和设备以及工作人员等方面,为了确保他们的各项管理得到充分的满足,所以在实际生产过程当中所采集的数据需要转化成相关语言进行使用。单纯的数据展示是无法将管理内部的问题完全进行解决的。因此在所有数据完全被采集之后,需要对他作出合理的逻辑分析,让相关数据形成一定的指标,比如说在设备利用率以及工位使用等方面。

3.3 关键指标评价

在工位当中,所有的数据内容相当的丰富,而且他们的类型也是多种多样的,在收集过程当中所有的数据都要做出统一管理,然后再对生产线企业以及各区域之间做出筛选和整理,在相关标准的要求之下,要对数据进行一定的转换。在基础管理方面,要对所有数据指标作出分析,然后再将相关的管理理念和具体要求进行结合,这样整个指标的评价,具体实施和管理规定都能够得到合理的设计,将数据的实用性和可行性更好的提高。

3.4 事件管理中心

在对所有数据进行整理和收集的过程当中,相关的管理指标就已经初步形成,所有的指标管理完全达到要求之后,整个生产线就可以完全进行运营,然而在这个过程当中,要对超过管理指标的一些异常事件,按照相关责任,进行管理。不同的责任部门需要对超阀值指标和异常事件的具体状况进行解决,给他们发生的原因进行分析并且制定相关措施,让整个管理效率更好的做出提升。

4 数字化交付概述

在当前化工产业所开展的各项设计项目,在整个过程当中都会对数据进行应用,将为好的基本结构进行标出。与此同时采用和数字化相结合的文档,让整个位号基本结构设计的文档,进行归类,再向相关业主进行沟通的过程当中,能够交出完整的数据库。

在利用数字化进行交付的环节当中,它的主要核心有三维模型,数据文档以及其他相关的联系,所以整个企业需要在交付标准方面,对这三种类型作出实际的规定。在整个阶段所产生的模型,数据以及设计的图纸,采购阶段的装箱清单,说明书,质量证明文件,以及施工阶段产生的施工记录,实验报告等,都属于需要进行交付的范围。在整个数字交付的相关条件之下,需要将这些文档全部转为pdf进行备份储存。除此之外还需要让整个文档的内容方便寻找,所以在对文档进行处理过程当中,需要将有联系的数字全部进行文档编码。通过这样的方式来将整个文档作出分类管理,并且在需要查询的时候更加方便[2]。

4.1 数字化交付的基本条件

如果想要将整个数字化交付完成得更好就需要满足一定的条件并且对其进行更深层次的设计。但是,设计公司需要提供的就是一个较为完善的数字化模型,但是这个模型的实际设计水平,完全代表整个产品的质量。与此同时,对模型的设计需要用到很多专业知识,数字化的集成度才会变得更高。除此之外如果和这个模型相关的专业,都需要参与到整个工作之中,这样才能够确保相关水平,达到一定标准。数字之间的联系非常的大,就需要让他满足一定的计划要求,而且根据数字化交付的实际流程,需要全部打通之后,将不同环节之间的联系,完美进行解决,这样才能够将整个数字化工厂的基本模型进行建立。全部打通之后还需要建立一个交互平台,将不同专业的信息资料进行收集,所有收集完毕之后需要对其进行很好的整理,这样,再进行交付的时候,可以利用数据化的方式进行移交。在当前很多工程设计软件公司在这方面有非常好的解决方式。举例来讲,在我们中国的石化工程建设有限公司当中,他所建立的元坝项目就通过相关平台将所有工作进行展开,在整个过程当中他们利用的都是数字化平台,而且结合相关的系统进行设计,能够将所有的数据全部进行整合。完全实现了数字化自动发布软件数据的功能。不仅如此,它将整个数字化交付的过程,基本上已经完善,这更好的将EPC的管理实际效果进行了提升。基本上他属于一项成功的案例,在整个业界得到了非常好的评价,而且让相关企业对于数字化工厂实际建设有了更多的展望。将数字化作为基础分析,然后对其进行研究在未来发展中能够将它做出更好的突破,这也是在对数据应用方面展现的最好成果[3]。

4.2 交付处理

(1)所有技术文件的发布,数字化教授的剧,技术文件发布的实际过程等,都需要利用不同的形式来将所有信息进行采集,所有结构化的数据,完成采集之后,需要对他们利用模板进行填报,文件上传等。(2)将所有的信息进行提交。在整个提交的过程当中,所选定的平台一定要具备项目管理采购施工等各项信息接口的全部联系。能够将承包商所交付的具体成果,从数据库或者相关工具中进行提取,能够将所有的信息,更方便的做出集合导入。如果所有的信息需要利用人工录入或者文件批量导入的方式做出提交的话,在前期就需要将平台相关配置的模板进行应用。(3)对于结构化的数据和模板,所采集出的各项信息,都需要在整个交互平台上进行关系梳理。相关应用单位在实际执行过程当中,也需要根据具体项目实际的需要,对其进行完善和优化。为了保证相关交付物的实际质量,在提交过程当中需要对工程对象文档编号和基本属性等作出实际的模拟,让他们更加完整准确和一致性。与此同时可以在检验过程当中制定基础规则,利用相关规定配置,并且应用检验工具对其进行观测之后,上交具体的书面报告[4]。

5 结语

综上所述,由于数字化技术在数字化工厂建设中意义甚大,不仅能够在数字化工厂中实现可视门户,还可以起到监测系统、管控风险以及协助培训等价值,所以近几年在国内外石化领域中数字化技术开始备受关注。因此,如今在数字化工厂建设中最好将数字化落到实处,尤其是在数字化工厂平台建设中,平台对于数字化工厂来说属于关键部位,可以为工厂重建提供数据支持,帮助数字化工厂构建完善结构,从而在解决运转、管理以及控制等多种问题的同时,通过数字化工厂为石化企业后期发展夯实道路。