基于PIM的智慧工廠解決方案(簡介)機械工某著名企業(yè)智能與信息工程院目錄第一部分企業(yè)簡介及成功案例 4第1章企業(yè)簡介 4第2章典型成功案例 52.1沈陽機床（集團）公司數(shù)控機床及成套裝備技改項目 52某著名企業(yè)杭州卷煙廠三維綜合信息系統(tǒng) 52.3著名企業(yè)裝載機制造智能化項目升級擴建工程三維工廠建設信息化項目 62.4宇通智慧工廠總體建設規(guī)劃技術咨詢項目 62.4我院主編：以PIM技術為核心的國家標準《制造工業(yè)工程設計信息模型應用標準》 6第3章承接項目優(yōu)勢 7第二部分智慧工廠的概念 8第4章智慧工廠的定義及愿景 84.1智慧工廠的定義 84.2智慧工廠的特征 94.3智慧工廠的愿景 9第三部分智慧工廠整體解決方案 16第5章智慧的建造 175.1基于PIM的智慧建造增值服務方案概述 175.1.1背景 175.1.2智慧建造的目標 185.1.3總體方案的組成 195.2基于PIM的虛擬設計與虛擬建造服務 195.2.1主要服務內容 195.2.2各階段提供的服務組合方案 205.3基于PIM的協(xié)作平臺 205.3.1概述 205.3.2軟件功能描述 205.3.3硬件部署 215.4基于PIM的精益建造管理信息集成平臺 215.4.1概述 215.4.2軟件功能描述 225.4.2.1項目前期資料管理模塊 225.4.2.2項目策劃管理模塊 225.4.2.3進度管理模塊 225.4.2.4投資控制管理模塊 225.4.2.5質量管理模塊 235.4.2.6合同管理模塊 235.4.2.7后期運行評價管理模塊 235.5基于PIM的設施設備運維信息集成平臺 235.5.1概述 235.5.2軟件功能描述 245.5.2.1智慧工廠模型管理 245.5.2.2模型信息資源管理模塊 245.5.2.3設施設備運維管理模塊 245.5.2.4安全生產管理模塊 245.6基于PIM的綜合展示擴展應用 255.6.1概述 255.6.2主要擴展應用描述 26第6章智慧的建筑設施系統(tǒng) 26第7章智慧的生產 31第8章智慧的決策 33第一部分企業(yè)簡介及成功案例第1章企業(yè)簡介機械工某著名企業(yè)創(chuàng)建于1951年，是擁有國家工程設計綜合甲級資質的大型綜合設計研究院，隸屬中央大型企業(yè)集團某著名企業(yè)。公司是國家首批獲得建筑智能化工程設計與施工一體化一級資質的單位之一，具有安全技術防范工程一級資質，具有工信部頒發(fā)的通信用戶管線建設施工資質，并通過ISO9001質量管理體系，ISO14001環(huán)境管理體系，GB/T28001職業(yè)健康安全管理體系“三標一體化”認證。公司下屬智能與信息工程院，成立于1993年，是我國最早開展智能與信息化業(yè)務的單位之一，已完成的一千余項智能與信息化設計、咨詢、軟件開發(fā)及工程總承包項目中，榮獲各類獎項50余項，其中國家及部級以上獎項十余項。智能與信息化設計水平在國內處于領先水平，設計理念超前、施工配套優(yōu)化、系統(tǒng)集成度高某省市內重大民用建筑工程智能與信息設計、數(shù)據(jù)中心項目設計幾乎全部由我院完成。我院在數(shù)字化、智能化工廠的設計、咨詢方面在國內同行中居于領先地位，以沈陽機床集團數(shù)控產業(yè)園項目榮獲2009年全國智能化設計一等獎為代表的工業(yè)項目更是充分體現(xiàn)我院在工業(yè)領域的領先優(yōu)勢（本獎項設置以來唯一獲得一等獎的工業(yè)項目），基于PIM（PlantInformationModeling工廠信息模型化）的三維綜合信息系統(tǒng)數(shù)字工廠平臺正在杭州卷煙廠、合肥卷煙廠改項目中實施，更是在行業(yè)內的首創(chuàng)，項目實現(xiàn)從模擬建造、項目管理到項目竣工后的可視化運營維護，以及日后改、擴建的全生命周期管理，從而體現(xiàn)了工業(yè)化、信息化、智能化相融合的創(chuàng)新模式，實現(xiàn)真正意義上的數(shù)字工廠和智慧工廠。本院對智慧工廠的定位是將設計、工程、服務溶為一體，真正實現(xiàn)一條龍交鑰匙的工程公司，并對工業(yè)建筑功能有較深理解的專業(yè)公司，在業(yè)內兢兢業(yè)業(yè)、實實在在的工作中積累了大量的設計及工程經驗，本所充分了解總包單位的工作流程和方式，有能力在項目時間緊、系統(tǒng)復雜、質量要求高的情況下，為用戶提供從咨詢、規(guī)劃、設計到施工、安裝、調試、開通、驗收、培訓和維護等全方位、一條龍式的服務，提供經過優(yōu)化組合、系統(tǒng)集成、節(jié)約投資和能源、充分滿足用戶要求、實用可靠的整體解決方案。本院專門從事智能化系統(tǒng)設計、工程的技術人員有豐富的設計經驗和工程經驗，并且掌握與智能系統(tǒng)被控對象相關的電器、設備設施專業(yè)知識，以保證對遇到的各類問題的及時正確處理，保證各系統(tǒng)的工程質量及各系統(tǒng)的順利連調，以及全系統(tǒng)與項目竣工的同步開通。本院是以技術能力見長,以設計為先導的信息化系統(tǒng)集成公司,不同于設備供應商和工程承包商，并不直接從事硬件生產和產品研發(fā)，而是活躍在用戶和制造廠商之間，根據(jù)用戶需求提供經過優(yōu)化的系統(tǒng)設計方案，選擇不同廠商的產品進行適當?shù)呐渲煤徒M合，以自己的專業(yè)技術和豐富的經驗為用戶構筑一個先進、適用、經濟、可靠的系統(tǒng)，并承擔對用戶的培訓和系統(tǒng)運行跟蹤服務。智能與信息工程院技術力量雄厚，擁有一支高素質的技術與管理隊伍，在本專業(yè)領域擁有各類專業(yè)技術人員150多人，碩士以上學歷40％，本科以上學歷90％。其中：建設部建筑智能化技術專家2人，全國建筑智能化行業(yè)創(chuàng)新人才4人，高級工程師20人，國家注冊電氣工程師4人，一、二級注冊建造師（國家一、二級項目經理）20人，計算機信息系統(tǒng)集成項目經理15人，數(shù)據(jù)中心（機房）規(guī)劃設計師、軟件設計師等獲國家執(zhí)業(yè)資格各類工程師20多人，擁有自動化、通信工程、計算機、軟件開發(fā)等專業(yè)工程師80多人。第2章典型成功案例2.1沈陽機床（集團）公司數(shù)控機床及成套裝備技改項目該項目是我國機床行業(yè)建設規(guī)模最大的項目，占地78萬㎡。智能與信息設計功能完善、涉及面廣，充分體現(xiàn)了信息化融合工業(yè)化的數(shù)字化工廠理念，被譽為“中國最大的智能化、網(wǎng)絡化工廠”。2009年榮獲全國優(yōu)秀工程設計智能化專業(yè)一等獎。2.2浙江中煙工業(yè)公司杭州卷煙廠改項目三維綜合信息系統(tǒng)本項目是我院在與美國某著名企業(yè)（中國）公司、上海江達（法國達索中國授權增值服務商）等共四家實力雄厚的國內外公司的激烈競爭中，以工業(yè)化與信息化融合的技術優(yōu)勢中標。項目首次在國內工程建設項目中應用三維可視化全生命周期管理。該項目基于三維工廠信息模型，實現(xiàn)從模擬建造、項目管理到項目竣工后的可視化運營維護，以及日后改、擴建的全生命周期管理。體現(xiàn)了工業(yè)化產業(yè)和信息化技術相融合的創(chuàng)新模式，在產業(yè)技術融合中提升了項目的工業(yè)化水平，實現(xiàn)真正意義上的數(shù)字工廠和虛擬工廠。2010年榮獲全國創(chuàng)新杯（國內唯一的工業(yè)項目）。機、秦川機床三維信息模型項目2011年再次榮獲全國創(chuàng)新杯。其他同類實施項目業(yè)績：安徽中煙工業(yè)公司合肥卷煙廠改項目三維綜合信息系統(tǒng)湖南中煙工業(yè)公司四平卷煙廠改項目三維綜合信息系統(tǒng)河南中煙工業(yè)公司煙廠改項目三維綜合信息系統(tǒng)2.3著名企業(yè)裝載機制造智能化項目升級擴建工程三維工廠建設信息化項目該項目為三維工廠建筑模型信息化技術在重型機械行業(yè)的首次應用，該項目通過三維可視化技術，為業(yè)主方、設計方、施工方的深度溝通、達成共識提供了一個很好的交互平臺，該項目中應用的動態(tài)碰撞分析的技術為國際首創(chuàng)，通過對其整個工廠工藝流程的動態(tài)模擬，提供多種的非標設備離散性生產方案，項目建成后將成為綠色制造、智能化制造、智慧工廠的典范。2.4宇通智慧工廠總體建設規(guī)劃技術咨詢項目本項目是我院在與美國IBM、思科等公司競爭中，以先進的、切合工廠實際情況的智慧工廠設計理念予以承接本項目。宇通智慧工廠是以智能技術、數(shù)字技術、信息技術為基礎，通過物理基礎設施和信息基礎設施的融合，整合園區(qū)內的人員、機器、設備和基礎設施實施多系統(tǒng)之間實時的管理、協(xié)調和控制，在此基礎上，可以以更加精細和動態(tài)的方式管理生產，達到“智慧”狀態(tài)，從而提高工廠的管理效率和生產效率。2.4我院主編：以PIM技術為核心的國家標準《制造工業(yè)工程設計信息模型應用標準》本規(guī)范適用于制造工業(yè)建設工程設計階段的三維數(shù)字化設計應用及交付過程。旨在明確并規(guī)范工廠信息模型的應用方式、各階段專業(yè)模型交付的詳細程度、各階段不同專業(yè)模型構件的制作詳細程度,以及相應的數(shù)據(jù)參數(shù)要求,為設計企業(yè)、行業(yè)客戶及相關施工企業(yè)提供三維數(shù)字化設計應用的質量依據(jù)和實施規(guī)范。該標準實施必將促進工業(yè)化和信息化技術相融合的進程，為數(shù)字工廠和虛擬工廠的建設打下信息化平臺。第3章承接項目優(yōu)勢專業(yè)人才優(yōu)勢：智慧工廠各個系統(tǒng)分工明確，精工細分，本專業(yè)領域擁有一級注冊建造師（項目經理）、注冊電氣工程師、注冊公用設備工程師（暖通空調、給水排水、動力）、注冊造價師、計算機信息系統(tǒng)集成項目經理、綜合布線認證工程師、安全防范工程系統(tǒng)認證工程師、軟件開發(fā)工程師、數(shù)據(jù)中心規(guī)劃認證工程師等國家各類執(zhí)業(yè)技術人員，有能力滿足工業(yè)化、智能化、數(shù)字化、信息化融合智慧工廠建設的技術支持要求。領域融合優(yōu)勢：作為機械工業(yè)設計研究院，我們對機械工廠的各種生產環(huán)境以及生產工藝有著60年的經驗積累，熟知各種類型機械工廠的生產環(huán)境，管理模式，同時我院綜合了科研單位、設計院、施工單位、某著名企業(yè)運營商等不同企業(yè)的資源、技術、實施經驗等優(yōu)勢，以其扎實雄厚的專業(yè)實力、牢靠持久的企業(yè)商譽、先進實用的工程理念、優(yōu)質高效的售后服務，倍受合作方及用戶的信賴。業(yè)務優(yōu)勢：智慧工廠作為工廠工程建設的基礎之一，項目建設工程中，必然會與工藝、土建、電氣等專業(yè)進行交叉和協(xié)作，做為綜合性的設計研究院，我院水、暖通、電氣、動力、工藝、結構、建筑、工藝、自控、通訊等各專業(yè)齊全，各類專業(yè)技術人員、各相關人員會配合智能化專業(yè)做好本專業(yè)的實施，同時也會協(xié)助業(yè)主方處理好與其他相關專業(yè)的接口協(xié)調工作，減少工程界面及接口。在工程實施過程中，協(xié)助業(yè)主處理實施中遇到急切的技術難題，以保證設計指導實施，實施實現(xiàn)設計，從而為業(yè)主方提供全方位技術服務。全生命周期服務優(yōu)勢：我院對智慧工廠建設立足于為業(yè)主提供從前期規(guī)劃咨詢、可行性研究、初步設計、施工圖設計、深化設計、工程承包、運營維護等全生命周期項目服務，基于PIM的三維綜合信息系統(tǒng)數(shù)字工廠平臺實現(xiàn)從模擬建造、項目管理到項目竣工后的可視化運營維護，以及日后改、擴建的全生命周期管理，從而體現(xiàn)了工業(yè)化、信息化、智能化相融合的創(chuàng)新模式，實現(xiàn)真正意義上的數(shù)字工廠和智慧工廠。第二部分智慧工廠的概念第4章智慧工廠的定義及愿景4.1智慧工廠的定義隨著科學技術的進步，越來越多的高新技術用于工廠的建設中，工廠也變的逐漸智能起來。但人類的追求也永無止境，為了適應世界經濟一體化的發(fā)展，人們需要一個更加智慧的工廠，以滿足工廠內生產、生活、管理的更高要求。我院所理解的智慧工廠就是以智能技術、數(shù)字技術、信息技術為基礎，通過物理基礎設施和信息基礎設施的融合，整合工廠內的人員、機器、設備和基礎設施實施多系統(tǒng)之間實時的管理、協(xié)調和控制，在此基礎上，可以以更加精細和動態(tài)的方式管理生產，達到“智慧”狀態(tài)，從而提高工廠的管理效率和生產效率。圖4-1智慧工廠的定義就像人之所以擁有智慧，正是人可以憑借著視覺、觸覺、嗅覺、聽覺從外界感知信息，然后轉化為大腦可以理解的信息，憑借著以前的知識、經驗對信息進行整理、分析，然后決策，最后采取正確的反應和行動。所以智慧的工廠也是一樣，通過智能化的感知系統(tǒng)采集信息，然后通過數(shù)字化轉化為計算機可以理解的信息，通過信息系統(tǒng)的處理、分析，最后形成最優(yōu)的決策，然后通過智能化系統(tǒng)中的自動化控制技術、顯示技術以對事件做出最佳的動作。4.2智慧工廠的特征智慧工廠是一個由企業(yè)不同園區(qū)間相互組成網(wǎng)絡，包括智慧的創(chuàng)新網(wǎng)絡、智慧的制造網(wǎng)絡和智慧的管理網(wǎng)絡，是建立在“云計算”（更確切的是“云制造”）基礎上的，其物理基礎是互聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)，應該具有更透徹的感知、更廣泛的互聯(lián)互通、更深入的智能化的特征。1、更透徹的感知更透徹的感知指的不僅僅是現(xiàn)在我們能從網(wǎng)絡所獲取到的數(shù)字信息，而是包括從智慧的建造5.1基于PIM的智慧建造增值服務方案概述5.1.1背景在制造業(yè)，工程項目建設始終圍繞著企業(yè)生產運營的規(guī)模發(fā)展和技術改造，企業(yè)所有的活動均服務于生產和管理利益最大化的目的，建筑及設施系統(tǒng)也不例外。由于工程項目建設過程包含了業(yè)主建設意圖傳遞與物化實現(xiàn)過程、各階段相關參與方工作的協(xié)作過程以及相互割裂的建構筑物的設計、建造、安裝過程，通常具有唯一性、復雜性和不確定性的特點。據(jù)統(tǒng)計，在工程建設過程中，僅有5%的活動能為業(yè)主增加價值，60%的活動是輔助價值產生所必需的流程，35%的活動是純粹無價值增加的活動。同時，建造過程因溝通理解偏差產生的設計方案返工、施工返工、采購返工在施工建造過程中進度延誤、成本浪費的常見因素中首位；而受傳統(tǒng)二維圖紙局限，項目還伴隨這工程量難以統(tǒng)計準確、成本控制困難等一系列問題。從企業(yè)信息化實施的層面來說，無論設計院、建筑安裝公司還是制造業(yè)工廠，雖然各自都不同程度的實現(xiàn)了企業(yè)的信息化管理，但是在同一個工程項目建設過程中卻仍以信息孤島形式合作，相互之間的傳遞的主要文件仍然以傳統(tǒng)二維圖紙方式進行，不能由信息系統(tǒng)自動識別提取數(shù)據(jù)，在上下游企業(yè)間實現(xiàn)協(xié)同。這也導致每一個下游企業(yè)都必須進行一次信息錄入，也因為信息傳遞過程中的裁剪、加工，導致最終運行維護所需資料遺失不全、或繁雜難用。針對這些現(xiàn)象，國際上工程建設業(yè)界推出了精益建造、工廠信息模型、物流仿真分析、建筑性能仿真分析、并行工程等先進設計建造技術，利用精益思想的指導和信息技術的支持，最大程度優(yōu)化建造各參與方協(xié)作流程，利用可視化技術改善溝通效率，通過可視化漫游與仿真分析手段讓業(yè)主提前評估方案實施效果來消除方案的不確定性，減少變更并消除工程項目建造過程的浪費，并利用建設信息模型的集成與傳遞為項目竣工后的運營維護盡可能的提供增值服務。我院針對制造業(yè)的特點，結合業(yè)界發(fā)展趨勢，在工廠信息模型技術基礎上引入工藝設備及物流生產仿真技術和精益建造理念，并融合建筑智能化、生產智能化、運營信息化相關技術，提出了智慧建造的理念，即：在工程項目中各階段均面向用戶最終的運行使用目標和利益，面向設施設備全生命周期的運維和改造需求，在三維可視化工廠信息模型基礎之上的精益建造過程。5.1.2智慧建造的目標智慧建造的目標如下：將工廠的建構筑物、設施系統(tǒng)和傳感物聯(lián)網(wǎng)絡數(shù)字化，形成具備完整工廠實物屬性信息、空間信息和感知信息的虛擬化工廠信息模型，為智慧工廠各種信息化應用系統(tǒng)提供直接面向設施、空間及物聯(lián)網(wǎng)對象的技術支撐；利用工廠信息模型的屬性信息，對智慧工廠各物聯(lián)網(wǎng)對象建立行為模型,通過仿真優(yōu)化技術預測運行效果，避免設計方案偏差，保證建設智慧工廠、綠色工廠等意圖充分貫徹在設計方案中；充分發(fā)掘三維工廠模型的直觀優(yōu)勢，在工程項目建設過程中采用可視化輔助溝通，盡可能的消滅溝通誤解，排除錯漏碰缺等現(xiàn)象，消滅各種浪費和返工；利用三維工廠模型的構件準確的優(yōu)勢，輔助工程量統(tǒng)計，加強成本控制；利用三維工廠信息模型信息集成和繼承的優(yōu)勢，實現(xiàn)智慧工廠建設信息全生命周期管理和建設過程的多方協(xié)同，提升建設信息和設施運維管理水平。5.1.3總體方案的組成智慧建造的核心是我院自主開發(fā)形成的一系列基于工廠信息模型（PIM，PlantInformationModeling）的智慧建造增值解決方案，主要包含技術服務和軟件平臺兩大部分，全面覆蓋制造業(yè)工廠建設過程全生命周期。圖6-1基于PIM的智慧建造增值方案組成內容5.2基于PIM的虛擬設計與虛擬建造服務5.2.1主要服務內容工廠信息模型承載的幾何信息和空間信息，以及集成的各種建造信息，能夠被計算機有效的識別和計算，因此可以借助工廠信息模型相關工具進行輔助模擬建造，預先識別可能存在的問題。本方案主要涉及的相關服務如下：整個工廠相關系統(tǒng)虛擬設計建模服務：包括各工廠廠區(qū)工程各專業(yè)系統(tǒng)，各子項建構筑物土建及公用各專業(yè)系統(tǒng)的可視化建模、空間碰撞檢查與設計驗證。工藝仿真分析服務：各工廠物流及關鍵車間工藝生產能力與瓶頸分析。建筑性能分析服務：提供綠色建筑所需光、熱、風、聲環(huán)境分析，及污染擴散分析。施工建造階段的虛擬建造服務：相關服務的主要交付物為分析報告、模擬演示文件和優(yōu)化方案建議。5.2.2各階段提供的服務組合方案在建設前期可以進行建筑性能分析、工藝流程仿真、產能推演、方案比較分析，優(yōu)化建設方案；在設計階段可以利用可視化模型輔助溝通，讓業(yè)主可以參與到設計方案的討論和確認中，確保方案體現(xiàn)業(yè)主的使用需求和價值目標；利用基于工廠信息模型的建筑性能分析，優(yōu)化辦公樓、恒、焊裝廠房、數(shù)據(jù)中心的建筑維護結構、空調氣流組織方案、空調設備和電源設備選型，結合綠色建筑認證要求進行室內外光照、熱輻射、風環(huán)境、噪聲等專項性能分析模擬，實現(xiàn)綠色建筑、綠色工房和綠色數(shù)據(jù)中心建設；通過進行多專業(yè)協(xié)調、碰撞檢查、空間分析和建造模擬優(yōu)化布局和管線方案，提升設計質量，減少施工過程浪費。在建造階段通過進行大型疑難構件建造安裝工序模擬、形象進度模擬、現(xiàn)場施工組織優(yōu)化模擬等優(yōu)化施工方案，通過成本模型模擬計算任何階段的實時成本，通過變更方案模擬控制變更等，快速解決施工現(xiàn)場的突發(fā)問題。5.3基于PIM的協(xié)作平臺5.3.1概述能夠將各協(xié)作方、各階段信息關聯(lián)于統(tǒng)一的工廠信息模型信息源是工廠信息模型技術的核心優(yōu)勢，在精益建造過程中，項目的各參建單位通過統(tǒng)一的協(xié)同平臺，圍繞集成了豐富信息的工廠信息模型，高效的進行協(xié)作辦公?；赑IM的協(xié)作平臺由硬件平臺和軟件系統(tǒng)共同組成，軟件系統(tǒng)主要用于實現(xiàn)協(xié)作辦公，硬件平臺主要用于為信息集成存儲、提供核心服務運算環(huán)境和實現(xiàn)各方信息交換通信。5.3.2軟件功能描述系統(tǒng)的主要功能包括：設計成品遠程同步：通過授權，將深化設計圖紙、工廠信息模型及相關設計文檔以電子版本交付，在一次性交付電子版本設計成品基礎上，可以在整個建造階段通過通信協(xié)議跨互聯(lián)網(wǎng)和我院設計成品管理系統(tǒng)同步，及時更新變更圖紙和模型版本，實現(xiàn)成品版本統(tǒng)一管理。圖紙分發(fā)授權：通過針對不同子項、專業(yè)圖紙的授權管理為業(yè)主項目部和項目相關參與方實現(xiàn)設計成品的在線或離線瀏覽使用，確保設計數(shù)據(jù)一致性獲取。項目協(xié)同辦公模塊。主要是為項目各參與方提供項目協(xié)作工作流支持，包括設計、施工、業(yè)主等相關方流轉文檔的提交、審批、發(fā)布、簽收、回復等功能和文檔分類維護等功能，便于項目過程資料檢索、獲取。同時面向智慧工廠的設施運維搜集建設過程資料。5.3.3硬件部署系統(tǒng)硬件平臺的部署拓撲示意如下圖：圖6-2基于PIM的協(xié)作平臺拓撲示意圖5.4基于PIM的精益建造管理信息集成平臺5.4.1概述現(xiàn)代建設項目管理已經轉變?yōu)閷椖啃畔⒌墓芾?，工廠信息模型作為建設項目的一個完整的信息載體，不但具有建造對象的幾何信息和空間信息，還集成了策劃階段、方案階段、設計階段、建造階段和運維階段的信息，并且以三維可視化的方式直觀的表達這些豐富的信息。基于工廠信息模型的精益建造管理強調以業(yè)主的需求為導向，以工廠信息模型為項目信息集成平臺，綜合生產管理理論和建筑管理理論，面向整個建造過程，對建造資源進行動態(tài)優(yōu)化配置，持續(xù)的減少時間、成本和資金的浪費。我院提供的基于PIM的建造管理信息集成平臺充分利用工廠信息模型的標準化結構、較準確的工程量清單和可視化、集成化、可協(xié)調等特點，將項目管理與工廠信息模型相結合，為實現(xiàn)精益建造項目管理提供軟件工具。5.4.2軟件功能描述基于PIM的建造管理信息集成平臺系統(tǒng)模塊及功能如下：5.4.2.1項目前期資料管理模塊主要是對前期策劃所形成的文件進行保存和維護，并提供查詢的功能。5.4.2.2項目策劃管理模塊在這個模塊當中，主要是基于工廠信息模型確立工程子項編碼體系和對關聯(lián)工程進行WBS分解。每一個生產工廠的建筑物、空間分區(qū)、和建筑構件編碼都是唯一的，其對應的工作編碼也是唯一的，是將工廠信息模型作為同一數(shù)據(jù)源整合設計、采購、建造安裝、項目管理的信息的基礎。在項目管理過程中，網(wǎng)絡分析、成本管理、數(shù)據(jù)的儲存、分析、統(tǒng)計都依靠編碼來識別，編碼設計對項目的整個計劃及管理系統(tǒng)的運行效率都有很大的影響。5.4.2.3進度管理模塊該模塊的主要是對工期目標和施工總進度計劃、單位工程施工進度計劃、分部（項）工程施工進度計劃、季度、月（旬）作業(yè)計劃等進行管理。該模塊提供基于工廠信息模型形象進度控制的方法，利用三維模型建立可視化的關鍵節(jié)點模型，通過計劃迭代更新版本維護及現(xiàn)場施工圖片、視頻反饋手段實現(xiàn)直觀的進度比對控制。5.4.2.4投資控制管理模塊結合關鍵節(jié)點形象進度模型，可以進行較準確的階段建設目標工程量統(tǒng)計，從而編制出階段建設概算和預算，按各子項目、按項目實施的各個分階段進行投資分配，進而在工程進展的過程中，控制每個子項目、每一階段的實際投資支出，確保項目投資目標實現(xiàn)。通過建立基于工廠信息模型的投資控制模型和實際投資進展模型，可用于將實際投資與計劃投資的動態(tài)跟蹤比較，進行項目投資趨勢分析，為項目管理人員采取決策措施提供依據(jù)。5.4.2.5質量管理模塊質量管理是一個質量保證體系，包括設計質量、施工質量和設備質量，是通過以驗收為核心流程的規(guī)范管理，它主要通過各種質量文檔的分類管理來實現(xiàn)。質量控制模塊是用于對設計質量、施工質量和設備安裝質量等的控制和管理，它的功能是提供有關工程質量的信息，也為后期工廠運維提供較為完善的施工驗收及設備設施產品資料。另外，還提供資料與設備設施構件模型關聯(lián)的功能，利用相關工廠信息模型與現(xiàn)場施工圖片、質量文檔等的關聯(lián)實現(xiàn)可視化管理。5.4.2.6合同管理模塊工程合同管理是對工程項目中相關合同文檔的管理，可以和工廠信息模型相關系統(tǒng)進行關聯(lián)。5.4.2.7后期運行評價管理模塊主要是反映項目運行以后的狀況，也對反映工程項目整體管理工作的數(shù)據(jù)進行匯總，為業(yè)主、最終用戶、承包商、分包商、監(jiān)理機構、施工方等提供了一些后期總結數(shù)據(jù)。5.5基于PIM的設施設備運維信息集成平臺5.5.1概述利用項目竣工信息模型，可以將前期建造過程中的信息加以復用，實現(xiàn)工廠工程項目在設計與建造階段信息向運維階段的集成延伸，確保建筑及設施設備信息在建設工程全生命周期的數(shù)據(jù)源一致，同時能在運維過程中提供較完整的和可視化的檢索、分析手段。系統(tǒng)模塊及功能如下：圖6-3基于PIM的設施設備運維信息集成平臺功能框架5.5.2軟件功能描述基于PIM的設施設備運維信息集成平臺系統(tǒng)模塊及功能如下：5.5.2.1智慧工廠模型管理主要針對各工廠竣工模型、竣工圖紙進行管理，建立基本的工廠、建筑物空間信息庫，可以根據(jù)使用階段改擴建的需要進行持續(xù)更新維護。5.5.2.2模型信息資源管理模塊主要用于結合空間及設施設備使用需要進行基本的分類和使用規(guī)劃，并各根據(jù)需要定義附加在模型上的屬性信息，以及配置關聯(lián)信息的來源（包括輸入、維護、顯示界面以及聯(lián)動系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫來源）5.5.2.3設施設備運維管理模塊主要實現(xiàn)基于三維可視化的設施設備固定資產與運維管理功能，并根據(jù)模型的設計數(shù)據(jù)提供管路故障影響范圍分析與管路拓撲分析，以及按照檢修規(guī)程提供各預設的系統(tǒng)安裝檢修操作工藝模擬文件，幫助維護人員熟悉各建筑系統(tǒng)環(huán)境和作業(yè)標準，改善設施設備資源的維護水平，保障生產環(huán)境和裝備正常運行，確保設施設備資源可用。5.5.2.4安全生產管理模塊主要包括設施設備運行狀態(tài)監(jiān)控，安全事故備案管理，以及各工廠安全生產應急預案管理，并可提供預設緊急狀態(tài)下生產影響范圍的模擬與事故排除步驟預演、應急措施模擬功能，為企業(yè)安全生產提供輔助。5.6基于PIM的綜合展示擴展應用5.6.1概述智慧工廠的生產既依賴于由設施、設備、管線等構成的硬件環(huán)境，也依賴于信息系統(tǒng)的支撐，主要信息系統(tǒng)由智能化控制系統(tǒng)（自動控制的工藝設備、檢測設備及建筑智能化設施設備）、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、企業(yè)資源計劃系統(tǒng)（ERP）、辦公自動化系統(tǒng)（OA）組成。智慧工廠信息模型系統(tǒng)是虛擬化的工廠，是工廠信息集成的載體，除了要對自身的信息進行管理，還須能夠和支撐工廠生產的信息系統(tǒng)進行集成。本方案提供三種集成方式：基于組件服務的無縫成、基于協(xié)議的集成、基于XML的數(shù)據(jù)集成。通過信息集成，智慧工廠信息模型能夠在虛擬的三維工廠中可視化的展示工廠生產過程中產生的數(shù)據(jù)信息及設施設備的實時參數(shù)。通過信息集成，支撐工廠生產的信息系統(tǒng)能夠訪問三維智慧工廠信息模型管理的信息和集成的信息。三維智慧工廠信息模型就像信息總線一樣在虛擬的三維工廠將各個級別的信息整合在一起。參見下圖：圖6-4基于PIM的綜合展示擴展集成平臺5.6.2主要擴展應用描述利用基于PIM的設施設備運維信息集成平臺擴展接口，可以充分利用工廠信息模型直觀、富含信息的特點進行智慧工廠的綜合展示，包括：企業(yè)概覽展示：用于企業(yè)展廳，結合各工廠的三維模型整合多媒體音像素材進行企業(yè)總體情況介紹，并可結合實物沙盤實現(xiàn)聯(lián)動控制，增強參觀者的參觀感受。智慧工廠導引展示：用于工廠多媒體導引系統(tǒng)，為各工廠來訪客人指引目的地所處位置。應急預案宣傳展示：用于工廠公告系統(tǒng)，作為企業(yè)日常宣傳內容進行應急預案模擬路線的展示宣貫，提高員工的安全意識。設施運行綜合展示：用于總控中心，與視頻監(jiān)控、智能化集成系統(tǒng)集成后，可包括基于三維地理位置的設備運行狀態(tài)監(jiān)控、生產視頻監(jiān)控輪詢和設備運維提醒。能耗運行綜合展示：用于總控中心，主要展示各分區(qū)或各職能單位的能耗指標，以及能耗運行異常警示信息。第6章智慧的建筑設施系統(tǒng)智慧的建筑設施的規(guī)劃，不是簡單的將多個分系統(tǒng)堆積在一起，而是要將它們有機地組合在一個大的智慧的建筑設施系統(tǒng)中。作為智慧的建筑設施系統(tǒng)總體規(guī)劃設計，需要解決各分系統(tǒng)界面上的程問題，如分系統(tǒng)繁多，如何統(tǒng)籌考慮布線管路走向，統(tǒng)一安排供電、接地，合理的設計各系統(tǒng)之間的功能范圍，避免重復配置等。作為智慧的建筑設施系統(tǒng)總體規(guī)劃設計，還需要和建筑物的土建、安裝、裝修等業(yè)單位發(fā)生聯(lián)系，掌握建筑物結構，提出技術要求，解決施工實踐種的各種問題。作為智慧的建筑設施系統(tǒng)總體規(guī)劃設計，有責任為業(yè)主全面地考慮建設問題。所以我們所擔當?shù)牟粌H僅是咨詢和顧問的角色，同時也是工程實施的管理和負責人。我們認為作為智慧的建筑設施系統(tǒng)集成商，我們?yōu)橛脩籼峁┑氖侨娴慕鉀Q方案，無論是方案的設計還是實際施工，都應該從整體上去考慮，以避免各相關的子系統(tǒng)之間出現(xiàn)脫節(jié)或沖突的情況。因此，我們在方案規(guī)劃設計中，充分地考慮各子系統(tǒng)之間的相關性，在建設各個子系統(tǒng)的基礎上，形成整體的智慧的建筑設施系統(tǒng)，并通過系統(tǒng)集成，實現(xiàn)設備共享、數(shù)據(jù)共享、信息共享、應用共享，有效地利用在系統(tǒng)設備上的投資。所以本次針對智慧工廠的項目，我們的總體規(guī)劃設計思路是在建筑結構和設施基礎之上，將智慧工廠的建筑環(huán)境結構、智能化系統(tǒng)、用戶需求服務和管理四個基本要素進行優(yōu)化組合，以辦公服務和建筑設備設施監(jiān)控為主線，智能化應用系統(tǒng)為支撐，建立綜合信息_blank"集成、樓宇自動化_blank"集成、通訊自動化、基礎平臺及保護系統(tǒng)。在此基礎上以系統(tǒng)_blank"集成，功能集成，網(wǎng)絡集成和軟件應用集成等多種集成技術進而實現(xiàn)綜合信息集成系統(tǒng)(IBMS)?？傮w概括為以信息化基礎設施建設為龍頭，以信息資源建設為核心，以應用系統(tǒng)建設為重點，構建以辦公信息為核心的信息交換平臺，以綜合管理為核心信息服務平臺，以智慧工廠智慧的建筑設施系統(tǒng)綜合控制為核心的可視化管理平臺，形成以辦公為一體的信息網(wǎng)絡。智慧工廠的建筑設施系統(tǒng)總共包括了綜合布線系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡系統(tǒng)等，共十幾個子系統(tǒng)。從系統(tǒng)建成后的日常應用出發(fā)，我們將這十幾個系統(tǒng)主要可分為五個大部分：信息設施系統(tǒng)、信息化應用系統(tǒng)、建筑設備管理系統(tǒng)、公共安全系統(tǒng)、智能化集成系統(tǒng)，另外還有輔助系統(tǒng)和機房工程。圖7-1智慧的建筑設施系統(tǒng)結構圖1、信息設施系統(tǒng)信息設施系統(tǒng)是指為確保建筑物與外部信息通信網(wǎng)的互聯(lián)及信息暢通，對語音、數(shù)據(jù)、圖像和多媒體等各類信息予以接收、交換、傳輸、存儲、檢索和顯示等進行綜合處理的信息設備系統(tǒng)。一般包括通信接入系統(tǒng)、統(tǒng)一通信系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)、有線電視及衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、會議系統(tǒng)及其他相關的通信子系統(tǒng)在設計時，我們將信息設施系統(tǒng)分為兩部分考慮，一部分主要是為智慧工廠的物業(yè)管理提供服務手段，主要包括有線電視系統(tǒng)、有線廣播系統(tǒng)、會議系統(tǒng)、電話交換系統(tǒng)等。這些子系統(tǒng)與智慧工廠的業(yè)務沒有直接的聯(lián)系，但是，作為它們?yōu)橹腔酃S的物業(yè)管理服務，在智慧工廠內創(chuàng)造一個安全、舒適的環(huán)境，同時也作為管理的手段，幫助智慧工廠的后勤管理部門做好管理工作。因此，系統(tǒng)規(guī)劃設計時，在滿足功能需求的前提下，我們也考慮了系統(tǒng)的性價比，以較低的代價實現(xiàn)較好的功能。另一部分主要是以計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)應用為基礎，為智慧工廠各項管理、辦公應用提供數(shù)據(jù)信息平臺。這部分系統(tǒng)中包括綜合布線系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)、信息發(fā)布及引導系統(tǒng)、統(tǒng)一通信系統(tǒng)。其中，綜合布線是公共信息應用系統(tǒng)的物理鏈路，負責在硬件上為各類應用提供連接。而計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)則是在綜合布線系統(tǒng)基礎上，通過運用先進的計算機技術，提供一個覆蓋整個智慧工廠的數(shù)據(jù)傳輸平臺。2、信息化應用系統(tǒng)信息化應用系統(tǒng)是智能化系統(tǒng)中與智慧工廠業(yè)務直接相關，并對智慧工廠業(yè)務起支持作用的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)是日常使用的系統(tǒng)，并且與具體應用關系緊密。對這些系統(tǒng)，我們采用了針對性的設計，在綜合考慮系統(tǒng)性能的基礎上，還根據(jù)智慧工廠的實際情況，作了相應的配置。在規(guī)劃設計中，我們著重考慮了系統(tǒng)的擴展性、先進性。3、建筑設備管理系統(tǒng)智慧工廠建筑設備管理系統(tǒng)是為滿足對建筑設施內各類機電設備的監(jiān)視、控制及測量的要求，以期達到運行安全、可某省市能某省市人力和提高管理水平的目的。它的功能包括：網(wǎng)絡化設備運行監(jiān)控及管理平臺、空調及冷熱源系統(tǒng)設備監(jiān)控、給排水設備監(jiān)控、變配電設備監(jiān)控、照明及燈光控制管理、電梯運行監(jiān)控，以及設備節(jié)能管理，設備運行數(shù)據(jù)管理，設備故障報警管理等。本此項目的設計方案的重某省市能源和為現(xiàn)代化設備管理打下基礎。而且從智慧工廠自身的行業(yè)特點出發(fā)，采取足夠的設計力度把各種機電設備納入建筑設備控制系統(tǒng)，進行合理的時間調度和控制，一定可以獲得相當可觀的中長期回報，對于這方面的投資，是非常有效益的。4、公共安全系統(tǒng)公共安全系統(tǒng)是智慧工廠的重要組成部分，也是智慧工廠安全、智能化管理的體現(xiàn)，對于保護工作人員的人身安全及財產，具有重要意義。智慧工廠的特點是分工細、協(xié)同性工作多，設備、人員和資料信息的管理繁瑣重雜，一但管理不善出現(xiàn)疏漏，會造成不可估量的損失和后果。目前，由于規(guī)模的限制，大部分安防器材供應商只能提供比較單一的產品，因而各系統(tǒng)間很難實現(xiàn)聯(lián)動集成，故難以形成高效的一體化集成，整個工程的可實施性及可用性都大打折扣。我們此次在設計中著重考慮公共安全系統(tǒng)的集成性，為保障智慧工廠的安全提供了有效途徑，同時也可大大提高管理水平。另一方面，因為這些系統(tǒng)的投入不能直接產生效益，在應用上主要還是以滿足需求為主，先進性不是主要的，但需要比較好的可用性，以適合智慧工廠的日常使用。因此，系統(tǒng)規(guī)劃設計時，在滿足功能需求的前提下，我們也考慮了系統(tǒng)的性價比，以較低的代價實現(xiàn)較好的功能。5、智能化集成系統(tǒng)智能_blank"建筑的基本問題實質上是信息、資源和任務的綜合共享與全局一體化的綜合管理。它實現(xiàn)的核心是系統(tǒng)集成，也就是說通過系統(tǒng)集成實現(xiàn)綜合共享，提高服務質量和工作效率，達到多某省市和高效的目的。所以本方案在系統(tǒng)集成方案設計中采用了符合國際標準的開放的現(xiàn)在總線、網(wǎng)絡協(xié)議和軟件體系，樓宇設備自動控制系統(tǒng)與其它符合國際標準的系統(tǒng)及設備互聯(lián)都將是非常方便的。對于不能符合國際標準或行業(yè)標準的系統(tǒng)或設備則要求供貨商或廠商開放通信接口并提供通信協(xié)議，仍可以實現(xiàn)與本系統(tǒng)的互聯(lián)和集成。智能化系統(tǒng)的核心是全方位的系統(tǒng)集成，這需要一個整體的服務來實現(xiàn)。本設計方案所表達的僅僅是我們?yōu)橛脩籼峁┱w服務的一個重要組成部分，我們的設計已經充分考慮到了系統(tǒng)的實現(xiàn)、運行、維護、調整和更新，反映了我們?yōu)橛脩籼峁┱w服務的思想。6、機房工程穩(wěn)定、可靠運行要依靠機房的嚴格的環(huán)境條件，即機房、濕度、潔噪聲、振動、靜電、電磁干擾等條件及其控制精度，因此機房工程的設計與施工也日益被人們所重視起來。特別是對于數(shù)據(jù)中心這樣的重點設施，不僅要考慮機房的、濕度、潔凈度、照度，防靜電，防干擾，防震動，防雷電，防火防鼠等等常規(guī)要求，還要滿足規(guī)定的環(huán)境安全、設備安全、介質安全要求。本此設計所采用的新材料、先進設備、創(chuàng)新工藝和領先技術，目的是為了更好地保證機房的、濕度、潔凈度、照度、防靜電、防干擾、防震動、防雷電、實時監(jiān)控等，充分滿足計算機設備的安全可靠地運行，延長計算機系統(tǒng)使用壽命。同時本著人性化設計的理念，給機房管理人員創(chuàng)造一個舒適、典雅的環(huán)境，以提高作業(yè)品質和提高工作效率。因此，在設計上要求充分考慮工藝流程、設備布局、功能劃分、整體效果、裝飾風格，充分體現(xiàn)現(xiàn)代機房的特點和風貌。同時也展現(xiàn)我們先進的規(guī)劃設計理念和強大的設計實力。7、輔助系統(tǒng)除了上述的幾個系統(tǒng)，還有其他一些子系統(tǒng)，如：UPS電源系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)、綜合管路系統(tǒng)。這些系統(tǒng)不是直接為人們提供使用功能，它們只是為智能化系統(tǒng)提供保護和支持。這些系統(tǒng)提供的安全性是他們最大的功能特性。因此，為保證智能化系統(tǒng)主要設備安全、穩(wěn)定地運行，我們在這些系統(tǒng)的規(guī)劃設計上嚴格按照國家相關的標準和規(guī)范進行，以做到萬無一失。第7章智慧的生產智慧的生產以生產設施智能化為基礎，通過智能制造技術，利用計算機綜合應用人工智能技術、智能制造機器、生產設備自動采集系統(tǒng)、感知技術、現(xiàn)代管理技術和系統(tǒng)工程理論和方法，在國際標準化和互換性的基礎上，使整個企業(yè)制造系統(tǒng)中的各個子系統(tǒng)分別智能化，并使制造系統(tǒng)形成又網(wǎng)絡集成的、高度自動化的一種生產系統(tǒng)。設備聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是以計算機技術、通訊技術、數(shù)控技術等為基礎，把設備與上層控制計算機集成起來，從而實現(xiàn)數(shù)控機床的集中控制管理，以及數(shù)控機床與上層控制計算機間的信息交換。它是現(xiàn)代化制造業(yè)車間實現(xiàn)設備集成、信息集成、功能集成的一種新方法，是工廠自動化的重要模式，也是實現(xiàn)MES/ERP等系統(tǒng)的重要組成部分。用一臺計算機進行所有數(shù)控機床的程序傳輸、數(shù)控程序編輯與仿真、程序數(shù)據(jù)庫管理、機床數(shù)據(jù)采集與分析、機床狀態(tài)監(jiān)控，從而避免種種弊端，可以使所有數(shù)控設備真正成為一個信息節(jié)點，成為整個公司網(wǎng)絡的一部分，讓管理人員時刻了解車間設備狀況，從容應對生產壓力。通過將大屏顯示技術、網(wǎng)絡技術與企業(yè)ER、MESP系統(tǒng)無縫銜接，可以直接從數(shù)據(jù)庫調用關鍵數(shù)據(jù)，實現(xiàn)看板管理智能化。通過將生產視屏監(jiān)控對流水線的運轉、員工的操作、物流的循環(huán)等各個環(huán)節(jié)進行監(jiān)控、一旦出現(xiàn)了設備異常故障，控制中心及時發(fā)現(xiàn)并通知檢修人員解決問題，以免給后道工序甚至整個生產批次帶來物料損失乃至人身傷害。物流自動化是指物流作業(yè)過程的設備和設施自動化，包括運輸、裝卸、包裝