成套装备工程全生命周期数字化服务平台创新应用.docx

成套装备工程全生命周期数字化服务平台创新应用案例概况：新乡市长城机械有限公司在2019年开始以成套装备EPC业务为切入点，以成套装备工程全生命周期数字化服务平台为支撑，提供线上线下结合的综合技术服务。依托平台面向矿山机械制造行业提供整体解决方案，设计时间缩短35%以上，设计错误率降低2%以上，减少项目计划管理人员工作负荷50%以上，减少维护工作负荷20%以上，有效降低装备制造企业开展成套装备EPC业务的门槛。关键词：机械行业，数字挛生，服务化延伸一、起航：企业发展沿革新乡市长城机械有限公司始建于1958年，属于矿山机械制造行业，是专业从事大型粉磨及燃烧设备的设计研发、装备制造、安装调试、运营管理的国家高新技术企业，服务于砂石、煤炭、金属矿产等诸多重要工业部门，生产和加工的砂石骨料在建筑、交通、水利等基础设施建设领域大量应用。截至目前累计完成建设国内外150余条矿渣/钢渣/银渣等工业废渣微粉生产线总包工程，得到IoOO余家国内外客户的高度认可。二.转舵：矿山机械设备产品逐渐向高端化、智能化发展现阶段，我国矿山机械设备产品逐渐向着高端化、智能化的方向发展，对设备总体的技术和性能要求不断提升,系统化的整体解决方案日益成为新的需求,行业企业纷纷向设备+综合解决方案提供商转型。虽然部分企业已开始将数字化技术应用于设计、生产和运营环节，但行业整体还存在低端产品产能过剩、同质化严重、服务能力弱等问题，贯穿成套装备工程全生命周期的服务体系尚未建成，企业数字化转型仍处于初级阶段。三、锚定：以成套装备系统解决方案服务商为转型目标以行业知识沉淀为切入点，通过成套装备工程全生命周期数字化服务平台的建设，实现成套装备企业数字化转型和升级的需求，逐步由单机装备供应商向成套装备供应商发展，进而转型为系统解决方案服务商，拓展服务营收，缓解人才紧缺问题，持续提升企业的市场竞争力。四、扬帆：平台赋能企业生产管控过程优化1 .平台整体解决方案成套装备工程全生命周期数字化服务平台涵盖企业成套装备业务的全过程、产品的全生命周期，通过对企业价值重构、流程再造，实现企业战略、管理、组织、运营等全方面优化，整体解决方案架构如图1所示。标准规楚与、项目管理协同设计r1可视化建造F数字化交付,运维服务项目创建场景规划模拟安装设计图纸交付设备管理团队组建产品配置虚拟调试竣工资料交付无人值守计划编制方案交互透明管理数据模型关联智提诊断任务分配并行M同进度可视化数字资产地图可视化指导过程管控快速工具安全可视化模型差异对比预测性维护成果曾理资源共享问题可视化横型图纸保护大数据分析LJkJLJLJ统一身份认证计划流引擎任务流引鬟航量化引擎业务 应用层数据数据交换平台、 SM ffP TfcV 田R单一数据源单一数字模型存储层i敌据父携JL数据治理1I经*数据项目数据采购数据建造数据交付数据运缰数露库心Jk业务支撑层敏度管理平台 三维协同设计平台 可视化建造平台 数字化交付平台 运维服务平台外部 接入层ERP系统MES系统CRM系统 PDM CAX统一用户入口用户接入层图1成套装备企业解决方案架构一是在统一平台架构下，以国家、行业的标准规范为指导，开展企业知识模块化的建设，建立起企业基于统一模型和单一数据源的业务资源库；二是在基于模型的系统工程思想指导下，通过面向工程的三维协同设计，建立起基于模型的产品定义(MBD),并利用设计阶段建立起的产品三维模型,依次开展基于模型的建造和运维；三是以任务、计划、协同为管理主线，驱动业务全流程的开展，实现快速设计、可视化建造、数字化交付、远程运维服务，提高企业的数字化交付能力，实现差异化竞争，逐步提升企业业务管理能力和服务水平，促进企业技术创新及业务创新，推进企业由制造型企业向服务型企业转型。2 .平台核心应用场景平台核心应用包括基于MR的个性化方案交互、三维协同设计、项目管理、三维数字化交付、基于数字挛生的远程运维等，平台的部署能够有效应对公司现存的2类主要业务和管理痛点问题。(1)解决项目方案设计周期长、设计能力弱等问题方案实施前，面临由于缺少统一平台，设计人员能够共享的案例有限，无法快速进行基于已有方案的设计，设计过程管控复杂，周期较长；缺乏统一的知识库，项目原始图纸资料与设计成果散落在设计人员手中，导致客户难以理解设计方案，出现存储混乱、版本缺失、流失严重，不利于技术进步和成果复用。数字化服务平台实施后，借助平台工具简化了从项目环境配置、设计过程到成果交付使用全过程的操作复杂度，降低了三维工程设计技术应用推广难度。一是建立混合部署的云端工程设计数据共享环境，统一管理工程类型、专业模板与各类企业标准化资源库、参数化构件与设备设施库，设计人员可利用分布式部署的协作管理平台自动配置项目协作环境,通过平台进行方案的图纸设计，可自动导出设备明细，避免重大漏项。二是企业将梳理的标准流程和作业要求与平台进行集成，提资与校审等设计任务能够通过与设计软件集成的设计插件来完成。三是平台实现了三维设计成果云端轻量化自动转换，WEB端与手机端在线浏览查看，方案成果能够通过三维可视化的方式进行表达，便于客户第一时间理解方案内容和建成效果,提高方案设计效率和方案设计水平。(2)针对项目现场施工的进度、质量、安全、资料管理等环节标准化缺失等问题平台实施前，项目现场施工进度把控粗放，欠缺进度精准管控的工具和抓手；施工质量控制的业务流程未实现闭环控制，缺乏标准化作业指导和模板，现场突发的质量安全问题依靠电话沟通和纸质文件反馈，及时性差且不便于后期追溯分析；施工过程资料管理混乱，造成竣工时资料整理工作量巨大。基于数字化服务平台，通过技术咨询+软件平台+应用实施的服务模式对施工安装阶段存在的管理问题进行了全面改进和提升。一是现场施工安装进度计划与BIM模型绑定，现场照片视频等证明文件执行每日一报、每日一检的管理制度，管理层通过BIM模型实时查看现场进度，实现现场施工安装进度的精细化管控。二是施工质量管理基于系统"PDCA管理,过程跟踪,成果存档的体系思想，逐步推进质量管理工作的标准化，质量管理的全工作流程与BIM模型关联,一旦发现质量问题，可快速通过模型进行责任追溯。三是施工资料管理遵循前期策划、过程归档、竣工检查交付的管理思路，基于系统实现资料管理与进度、质量、安全、工程量等业务数据资料互联互通,在施工过程中逐步完成资料归档，从而在竣工阶段大大减轻资料整理的工作量。五、领航：数字化转型价值成效显著1 .提高研发设计水平，初步实现推广应用通过平台的部署应用，新乡长城机械矿(钢)渣粉磨成套装备EPC业务实现有效、快速地开展。其中，设计时间缩短35%以上，设计错误率降低2%以上，减少项目计划管理人员工作负荷50%以上，减少维护工作负荷20%以±o目前，平台已在中国电器院科技产业基地部署推广，通过线下技术咨询、软件培训辅导、项目实施引导等手段,帮助中国电器院对业务流程进行梳理,形成标准化作业，解决设计过程协同、企业知识库建设、设备及族库标准化应用、设计效率提升、设计成果检查归档等问题，应用效果良好。2 .自主研发模型轻量化技术，构建机理模型库采用自主研发的制造信息模型轻量化技术，为轻量化模型服务提供应用授权服务、模型存储服务、模型转换服务、模型可视化服务等组件，支持主流格式的三维模型、二维图纸的轻量化处理及可视化浏览，具备以下优点：(1)模型轻量化技术降低了模型的存储大小，产品工艺设计和仿真所需要的几何信息、特征信息和属性信息直接从三维模型中提取，不需要附带不必要的冗余信息。(2)模型轻量化技术使得产品可视化仿真、复杂系统仿真、生产线仿真以及基于实时数据的产品仿真成为可能。(3)轻量化的模型降低了系统之间的信息传输时间、成本和速度，有利于供应链上下游企业间的信息共享、业务流程集成以及产品协同设计与开发。平台通过物理模型、产品、设备管理组件构成了一套工业机理模型库，用户可以自己创建设备的机理模型，统一管理设备的静态数据(技术参数、基本参数、安装参数、采购参数等)和动态数据(实时数据、命令、事件等)。同时，通过对模块化、软件化知识经验的沉淀，建立企业项目模板、典型工艺流程、典型功能空间、设计样片、数字化构件、设备等设计资源库。新乡长城机械已经完成设计样片200÷,典型设备1000÷,数字化构件500÷,典型工艺加工单位20+的建设，提升了设计的效率和质量。