對三維數(shù)字化技術(shù)在數(shù)字化工廠的實踐論述

張超

南京菲恩工程技術(shù)有限公司， 江蘇南京 ?210000

摘要：本文主要針對于對三維數(shù)字技術(shù)在數(shù)字化工廠的實踐進行了深入分析與探索，首先針對于數(shù)字化的重建進行闡述，通過數(shù)字化、模式化、可視化和一體化的生產(chǎn)操作，實現(xiàn)勞動生產(chǎn)率、安全運行、反應(yīng)能力的提高，然后，對數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)平臺進行了分析，最后，有效提高企業(yè)規(guī)避風險的能力，提高科學決策能力，針對智能業(yè)務(wù)應(yīng)用進行了最后的總結(jié)。

關(guān)鍵詞：三維數(shù)字化技術(shù);數(shù)字化重建;三維建模;智能業(yè)務(wù)

1、數(shù)字化重建

三維激光掃描獲取點云數(shù)據(jù)進行現(xiàn)場驗證，達到與網(wǎng)站背欄一致。經(jīng)過圖紙資料的整理，發(fā)現(xiàn)安裝過程中有一些不正常的信息，相對于傳統(tǒng)的3 DMAX三維建模方法，該方法成本低，效率高。它不僅能準確表示設(shè)備或系統(tǒng)的形狀和空間位置，而且能包含工程屬性和拓撲關(guān)系。基于部件的微粒化生產(chǎn)和石化裝置等密集資產(chǎn)的三維數(shù)字化，有效地支持裝置管理的三維應(yīng)用，是當前石化產(chǎn)業(yè)建設(shè)的重要方向。以工程級三維模型為基礎(chǔ)，利用數(shù)字化化工廠的基本平臺，實現(xiàn)企業(yè)的智能化運營。

2、數(shù)字工廠基礎(chǔ)平臺

存儲數(shù)字化工廠模型載體平臺接受三維模型的數(shù)字化重構(gòu)，然后利用該平臺的三維模型組織信息，并將其作為主要的顯示手段和交互手段，快速、準確地為我們平臺的第三方系統(tǒng)集成提供多種方式，為有效避免信息孤島提供依據(jù)。Close The platform是一種應(yīng)用程序開發(fā)框架，它通過支持應(yīng)用程序開發(fā)的二次開發(fā)界面快速產(chǎn)生業(yè)務(wù)價值。圖1所示：

2.1資料層

它存儲多種數(shù)據(jù)，包括三維設(shè)備，三維地形，智能地圖文件，通用地圖文件，點云和樹分類結(jié)構(gòu)。

2.2操作層

操作層主要提供了數(shù)據(jù)操作的開發(fā)界面，例如，三維模型操作與圖形數(shù)據(jù)操作以及幾何數(shù)據(jù)操作乃至數(shù)字數(shù)據(jù)操作等。

3智能業(yè)務(wù)應(yīng)用

3.1可視化門戶

在三維數(shù)字化技術(shù)的基礎(chǔ)上，整合生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)據(jù)、廠情監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、圖像數(shù)據(jù)視頻監(jiān)測等，降低信息收集和使用門檻支持培訓和應(yīng)急管理，建立可視化信息管理門戶實現(xiàn)物質(zhì)生產(chǎn)與信息空間的無縫吸引，充分整合實體生產(chǎn)與信息空間，使之成為現(xiàn)實。

3.1.1設(shè)備運行監(jiān)控

結(jié)合 DCS系統(tǒng)、機組狀態(tài)監(jiān)測大系統(tǒng)、泵組系統(tǒng)、加熱器監(jiān)測系統(tǒng)或?qū)崟r數(shù)據(jù)庫，對生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)如流量、壓力、溫度等進行實時監(jiān)測，例如，系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)，如振動、位移監(jiān)測數(shù)據(jù)，查看數(shù)據(jù)歷史曲線，獲取監(jiān)控錄像和使用三維模型，快速獲取工程信息和隨機設(shè)備數(shù)據(jù)，全面確保設(shè)備安全運行。如圖2所示：

3.1.2應(yīng)急輔助管理

通過三維模擬分析爆炸、火災和泄漏事故，預測事故發(fā)展趨勢，以便于在事故發(fā)生時迅速準確地做出決策，指揮救援行動的定位，現(xiàn)場控制和事故原因，提高災難發(fā)生前的處理水平。在此過程中，管理者能夠快速、直觀地查詢?nèi)S場景中輔助工具的分布情況和具體信息，支持應(yīng)急響應(yīng)和決策，提高信息收集效率，提高應(yīng)急救援的準確度和有效性，提高安全操作水平。

3.1.3輔助訓練

對傳統(tǒng)工藝的培訓，操作人員可通過紙型或電子工藝流程圖來了解設(shè)備的工作原理，熟悉設(shè)備所在位置的“操作流程”，這類培訓耗時費力且效率低，極有可能存在安全隱患。操作者和維護人員可以通過智能 P& ID體驗設(shè)備的運行過程，通過關(guān)聯(lián)智能 P& ID，可以快速定位智能 P& ID中設(shè)備的三維模型;通過查看設(shè)備描述和與設(shè)備三維模型相關(guān)的隨機數(shù)據(jù)，進一步了解設(shè)備 ID和三維模型、空間位置和技術(shù)信息，可以顯著提高培訓的效率和效果。

3.2檢修方案模擬

以三維場景為基礎(chǔ)，對施工圖進行模擬，使其擺脫傳統(tǒng)的低效率的表面高程和繪圖方法，從而為施工人員提供檢查工程的直觀依據(jù)。

3.2.1提升方案仿真

建設(shè)方人員在三維場景中選擇需要吊裝的設(shè)備及吊車模型，確定吊車位置，進行卷簾、吊裝及旋轉(zhuǎn)的操作及碰撞試驗，確定最佳的吊裝工藝及待拆除的裝置及裝置，形成視覺效果。工人檢查提升系統(tǒng)的文字描述和光學效果，并檢查提升系統(tǒng)。可視化基礎(chǔ)可由安裝人員模擬吊裝過程，對吊裝過程周圍的設(shè)備設(shè)施進行檢查，進行碰撞試驗，以驗證吊裝過程是否合理。

3。2.2土壤運動模擬

開發(fā)方?jīng)]有獲得地下設(shè)施的空間信息和排放證，在區(qū)域動土作業(yè)過程中，對地下設(shè)施因勘探地下管道和系統(tǒng)線路等而損壞的情況，開發(fā)方利用三維模型進行施工。通過對土壤的透明度，可以直觀地了解地下設(shè)

施的空間分布，了解其工程性質(zhì)和管理單位，模擬地基、管坑等群集作業(yè)，并能自動計算地震體積，防止地下設(shè)施受地震破壞，保證地面運動。發(fā)展安全有效。

3.3維修材料統(tǒng)計及工作量計算

石油化工企業(yè)的核心工作是成本控制，包括維護過程的成本控制。基于三維工程模型，傳統(tǒng)的成本估算是在數(shù)據(jù)不準確、計算過程不完整統(tǒng)計的基礎(chǔ)上逐層遞增，統(tǒng)計結(jié)果如何，基于實際工程模型誤差為20%5% f，數(shù)字化化工廠基礎(chǔ)平臺提供了維修材料統(tǒng)計、腐蝕量計算及保溫隔熱技術(shù)、腳手架數(shù)量計算等精確高效的成本控制工具。

3.4腐蝕資料中心

常規(guī)腐蝕管理系統(tǒng)采用不同的單線圖對腐蝕監(jiān)測進行識別，單線圖上僅有一個監(jiān)測點，且一個監(jiān)測點處的四個測厚點均以附著的說明書進行描述。對腐蝕監(jiān)測點進行識別，并結(jié)合腐蝕監(jiān)測數(shù)據(jù)和設(shè)備三維工程模型。

結(jié)語

隨著信息化三維智能的發(fā)展與完善，工廠管理質(zhì)量直線上升，其在提高提高操作和維修管理水平的同時，實現(xiàn)了建設(shè)數(shù)字化化工廠的目的。

參考文獻

[1]馬曉柯.三維模型技術(shù)對儀表設(shè)計與施工的優(yōu)化[J].石油化工自動化，2018，54（6）：63-65.