三维数字化技术在数字化工厂的应用

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1、三维数字化技术在数字化工厂的应用　　　　[摘要]利用三维数字化技术，建设数字化工厂是响应国家两化融合政策的重要抓手。《原材料工业两化深度融合推进计划（2015-2018年）》提出：石化行业重点发展炼化关键主装置及工厂的三维数字化技术与模拟仿真、优化控制和调度计划技术等，对工厂生产全流程实现安全可视化管理和控制。在工程建设方面，重点发展协同一体化技术，建立工程数字化交付?俗继逑担?实现工程数字化设计和交付的标准化管理。下载论文网　　数字化工厂已成为当前国内外石化企业信息化建设的主流趋势。建设数字化工

2、厂是企业提高运维管理水平的客观需要。通过建设数字化工厂，可实现生产运营的数字化、模型化、可视化、集成化，从而提高企业劳动生产率、安全运行能力、应急响应能力、风险防范能力和科学决策能力。　　[关键词]三维数字化技术；数字化重建；三维建模；智能业务　　doi：10.3969/j.issn.1673-0194.2018.01.023　　[中图分类号]；[文献标识码]A[文章编号]1673-0194（2018）01-0055-03　　0引言　　一个物理的工厂，必定有一个数字的工厂和它对应。物理工厂是企业的

3、资产，数字工厂也是企业的资产。数字化工厂，即利用三维数字化技术，在计算机中构建一个物理工厂完整、精细、可维护的虚拟镜像。　　数字化工厂解决方案，由数字化重建、数字化工厂基础平台、智能业务应用组成。生产装置的数字化是建设数字工厂的基础，数字化重建，即利用专业的三维工程设计软件，辅以三维激光扫描，构建装置工程级三维模型，实现装置的三维数字化。数字工厂基础平台是数字工厂的核心，用以管理数字化重建的数据，支撑智能业务应用。智能业务应用是数字工厂价值实现的途径，利用数字工厂完整、精细的工程信息和简单、易用三

4、维人机交互，针对困扰工厂运行管理的业务问题，提供高效、便捷的智能化工具。　　1数字化重建　　数字化重建技术路线　　采用专业的三维工程设计软件，构建装置工程级三维模型，并采用三维激光扫描获取现场点云数据进行校验，确保其与现场的一致性。在此过程中，对图纸资料进行重整，发现资产信息异常。该技术路线相较于传统的3DMAX三维建模，成本低、效率高，其构建的工程级三维模型不仅可准确表达装置设备设施的外形和空间位置，还包含工程属性和拓扑连接关系，粒度可到达零部件级别，可实现石化装置等密集资产的三维数字化，有效支

5、撑设备管理三维应用，是石化行业三维数字化建设的主流趋势。并以工程级三维模型为基础，部署数字化工厂基础平台和智能业务应用。　　工程级三维建模　　依据设备、结构、管道、电气等专业的图纸资料，采用专业的三维工程设计软件，构建工程级三维模型。建模流程如下：　　（1）收集图纸资料。收集、整理项目相关设计、施工及改造图纸资料。　　（2）建立数据库。建立三维模型设备外形库、钢结构库、管道等级库、管道元件等级库。　　（3）建立三维模型。采用三维工程设计软件，建立具有设备外形、结构、管道、电气等的三维模型。　　三维

6、激光扫描　　采用三维激光扫描仪对现场进行三维激光扫描，获取精准的空间坐标信息及现场照片，对三维工程设计软件建立三维模型进行校验，确保三维模型的准确性。三维激光扫描流程如下：　　（1）现场勘查。项目开始前，需要对采集数据地点进行踏勘，对其周围的地理环境，天气因素、人为影响做一个系统的了解，做好计划，防止采集数据发生的意外，同时规划扫描路线、精度及时间。　　（2）布站扫描。三维激光扫描布站以“全覆盖，重点抓”的原则进行合理布站，根据工厂的实际情况进行布站。“全覆盖”指的是所需建模区域全部扫描，此部分可

7、辅助正向建模自主校核。“重点抓”是指对于管线密集区，管线走向变更，管线仪表区进行重点高精度扫描，以确保360°无死角。　　（3）数据处理。三维激光扫描完成后，检查数据一致性，分区拼合点云数据，与采用工程设计软件构建的三维模型进行比对校核。　　智能绘制　　利用专业的智能绘制软件，绘制工艺流程图，实现工艺信息的数字化。工艺流程图中元件与三维模型均具有对应关系，可与三维模型进行一致性检查及二三维跳转。其绘图流程如下：创建项目图形库、管线库并绘制工艺流程图。工艺流程图绘制流程如下：　　（1）创建管线库。管

8、线库中包含管线的介质，设计/操作压力，设计/操作温度，管道等级，起点终点，保温类型等工艺属性。　　（2）创建图形库。绘制各设备、仪表等的标准图符，并设置其类型、位号、名称、压力等级等属性。　　（3）绘制工艺流程图。从图形库和管线库中选取图形文件或者管线号，绘制工艺流程图。　　2数字化工厂基础平台　　数字工厂基础平台（以下简称平台）是整个数字化工厂解决方案的核心。首先，平台是数字工厂模型的载体，接收、存储、管理来自数字化重建的三维模型。其次，平台以三维模型来组织信息，以三维可视化作为