行业前沿 | 关于数字化交付你应该了解这些！

当今工程建设领域，不再拘泥于所谓的BIM、三维的应用，更主要是面向未来数字化工程，数字化交付就变得非常关键。目前在国内越来越多的企业和项目采用正向数字化交付，可以说是正在蓬勃发展，可以预见数字化交付现在不是可选性，而是必选项。

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导   读



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流程行业工厂高效建设之困



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图1 石化厂概貌

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数字化交付赋能企业高效运转


数字化交付通过数字化集成平台，有效搜集、管理、共享工程信息，并将设计、采购、施工、调试等阶段产生的数据、文档、模型以标准数据格式提交给企业，是一种区别于传统纸质文档交付的新型交付方式。数字化交付贯穿于企业的建设阶段、运维阶段以及退役的全生命周期，是工程协同设计、工厂建设信息透明化、提升工厂建设效率和企业管理运维的有力手段。

1）在工厂建设阶段，提升工程效率

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2）在工厂运营阶段，准确快速运维

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数字化交付在工厂的规划设计、建设和运维等各个阶段发挥着重要作用，对工厂的退役同样意义重大。以化工厂的退役为例，只有数字化交付的数据模型足够详细和完整，其各种厂房、机械设备、管线、结构、电气设备等才能得到尽可能环保的拆除和处理；如果是核电厂，退役后的放射性废物处置同样需要前期的数据模型予以支撑。

数字化交付在流程行业的典型应用，也拓展了其他行业工程建设的数字化交付思路，其贯穿于企业建设全生命周期，是提高企业精益化管理水平和生产力的重要途径。

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数字化交付内容


工厂数字化交付，交付的到底是什么，能为企业带来如此高效？掀开它的神秘面纱，我们会发现：它为企业带来的是一座物理工厂的数字孪生工厂、一座数字化的虚拟工厂，而构建这座虚拟工厂的“建筑材料”正是数字化交付的内容：数据、文档、三维模型，以及它们与工厂对象的关联关系。


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图2 板式塔工厂数据类型


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图3 智能工厂数据基础


智能工厂在基建期，基于工程数据的数字化交付为参与项目的设计院、施工方、设备供货商、企业提供一个基于IE浏览器的跨组织的协作平台、信息共享平台，帮助企业实现采购施工进度可视化模拟、施工安排、施工条件数据的自动获取等功能。在运维期，借助移交过来的工程数据，并关联运维阶段的运行数据、维修数据、改扩建数据，形成以位号和三维模型为索引的大数据中心，依托此数据中心建立的三维可视化虚拟工厂管理平台，可有效进行风险预警、提高运维效率、减少停车时间、提高检维修的安全性、提高各管理系统数据的一致性、减少差错和事故。

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数字化交付案例


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案例7

基于数字化交付的移动办公

企业决策者可以在在世界的各个角落移动办公。无论在会议中、旅途上还是在工厂检查期间，平台移动解决方案都可让企业管理者随时随地工作，所有工厂信息尽在手中。在全球合作的时代，移动办公的优势非常明显。可以使用最常见的移动设备访问大数据中心的工程数据和文档，检查、修改和审批工厂文件。在现场对工厂组件的更改可以立即反映在数字化工厂数据和文档中，有助于始终使工厂信息保持最新。

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图9 基于数字化交付的移动办公示意图

案例8

智能施工管理

在数据集成的基础上，平台根据设计数据可以自动形成施工不同阶段各专业的工作内容，能根据预设的标准工序和定额形成计划工时，能自动形成材料需求，能基于与采办仓储系统的集成进行材料预测预留。满足企业对施工可视化管理的需求，包括设计数据可视化、施工组织的可视化、施工进度可视化、施工逻辑的可视化、管理数据可视化，充分利用了数据集成的优势为智能施工管理服务。

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图10 智能施工管理平台

（图片来源：海克斯康 PPM 官网）

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工厂数字化交付的实施路径


数字化交付的内容纷繁庞杂，除了建设单位、施工单位、设备供货商等在工厂建设/运营阶段的海量数据信息、设计单位的各专业设计资料（包括图纸和三维模型），还要建立它们与工厂对象的关联关系，这项“庞大的工程”如何展开，从而使数字孪生工厂一步步崛起？可以从以下六步着手：

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图12 流量计1000-FT-0008的信息家族


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基于此，企业在新建项目立项、可研阶段，打破旧思维，重新规划资本支出，尽早启用数字化交付这一工具，结合项目管理模式，确立数字化交付的人员组织，制定数字化交付标准，使数字化交付这项工作成为工程建设的一部分，与工程建设同期同步进行，推动全新水平的工程效率，为企业智能工厂的建设奠定基础。

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数字化交付主流厂商巡礼


目前，提供数字化交付解决方案国外主流厂商有Autodesk、西门子、AVEVA（施耐德电气旗下）、INTERGRAPH（鹰图，海克斯康旗下）、达索、BENTLEY等；国产厂商有互时科技、北京博超、绥通科技、华天软件、达美盛、北京中挥科技等；服务商有南京强思等。


1）海克斯康

海克斯康，数字化信息技术解决方案的全球领导者。与传统软件企业不同，海克斯康通过百家公司并购拥有行业领先的传感设备，以打破常规的方式获取、存储、分析和发布信息，其地理空间传感器可通过现实捕获技术将我们的世界以更加数字化的方式进行呈现，而工业传感器则通过捕获生产中的质量数据为制造和工程领域提供强大支持。基于先进的信息技术，海克斯康的解决方案为用户及合作伙伴带来了前所未有的改变及优化。

SmartPlant是海克斯康专门为工厂业主、工程公司（EPC）等工程建设者设计的通用基础平台，这个通用体系结构使数据结构、格式、数据在系统间转换的协议标准化，用较低的成本提高了协同工作的能力。SmartPlant Foundation为工厂建立一个全面的电子化数据库，包括其结构、属性部件、设备和文件，涵盖了工厂设计、建造、运营、维护等各个阶段，能够从工程设计开始到工厂退役之间的整个过程有效管理工厂。SmartPlant Foundation能够提高工程项目和工厂运营信息的有效性、完整性、准确性，其最终结果是生成可以贯穿整个工厂生命周期的工厂信息资产，有助于做出实时的商业决策，从而降低费用、提高质量和可靠性、缩短项目周期和工厂停工时间，解决工厂整个生命周期中的安全和环境问题。


2）AVEVA

AVEVA 剑维提供创新的工业软件，借助一系列完善的软件解决方案和专业知识，推动石油化工、建筑、船舶，公用事业等复杂行业的数字化改革，以优化这些行业（流程、批量和混合行业）的工程、运营和性能。其广泛的软件解决方案组合涵盖了全球许多主要行业的整个运营生命周期。AVEVA坚持开拓创新，赋能行业领导者优化价值、效率和可持续性。施耐德电气工业软件公司和 AVEVA 剑维软件已合并成为英国上市公司 AVEVA Group plc。

AVEVA 剑维的解决方案 AVEVA Instrumentation是一款针对数字化交付功能强大的软件，具有用于原理图设计和控制系统映射的广泛功能，以及简单而又高级的图形界面，可在安全的软件环境中轻松完成系统的工程设计、安装和配置。该软件还具有共享数据库，不同系统的多个不同用户可以同时在单个项目上进行协作，程序功能的定制可根据用户的需求完成。


3）西门子

西门子数字化工厂集团旗下机构Siemens PLM Software（2019年并购更名为西门子数字工业软件Siemens Digital Industries Software）是全球领先的产品生命周期管理(PLM)和生产运营管理(MOM)软件、系统与服务提供商，智能制造整体软硬件整合解决方案提供商。

西门子的一体化软件解决方案 COMOS，覆盖从工厂前期建设的一体化工程设计到数字化移交，再到后期生产的一体化运维管理全生命周期。

在设计阶段，COMOS FEED是一个多专业集成的设计软件，基于统一的数据库，无论是工艺、电气还是自动化相关的设计，各个专业设计人员都可以统一在平台上协同完成，大大缩短开发时间，降低成本并提升设计效率，提高规划水平。

在工程建设阶段，COMOS记录了设备、管道、仪表等所有工程信息。所以，COMOS 的最终成果并不是一沓手写图纸或电子文档，而是一个完整的共享数据库。西门子将该数据库移交给企业，完成“数字化交付”，而这也恰恰是一体化运维的第一步。

在企业运营阶段，COMOS 还是一个数字化、智能化的运维平台，为真实世界中的设备构建了虚拟世界里的“数字化双胞胎”，即设计图中的每一个图例都和现实设备一一对应，当工厂投入运行之后，基于安全独立的工业互联网，企业能够通过统一的数字化平台连接、控制和管理所有的工艺设备和生产设施。

4）互时科技

北京互时科技成立于2011年，是业界领先的工业软件产品、数据服务与整体解决方案提供商，工业互联网产业联盟数字孪生特设组副组长单位。

在数据服务领域，互时科技历时多年打造了一支专业化团队,提供数据治理、数字化交付、数字化重建、测绘建模、工艺机理建模等一系列数字化服务，帮助企业构建数字孪生体。

成立以来，互时科技持续为多个行业龙头企业提供优质系统级软件产品和专业数据服务，系统级软件包括研发设计类软件（Sim PSO稳态流程模拟仿真、Smart P&ID、3D管道布置设计、在线设计审查、集成化设计）、工程建造类软件（4D精益管道施工管理、4D精益压力容器焊接管理、工程数据中心）、生产运营类软件（融合仿真培训、仪表管理系统、电气管理系统），在设计集成、精益施工、数字化交付、数字车间和数据治理等专业领域有大量成功案例，为流程行业打造基于数字孪生的工业软件生态圈赋能。

RZON 4D精益施工系列软件，是覆盖施工业务全要素、全过程和全参建方的协同作业平台，利用数字技术结合工业 Know-how 提升施工作业效率和质量。软件能够解析数字化设计文件，自动构建三维模型，智能生成工作包和材料计划，提升扒图扒料、施组计划编制等关键业务效率数十倍，并结合移动端有效控制施工进度。软件内置石化、核电等行业规范，通过自动组批、智能识别超资质焊接等功能保障施工质量。软件支持多维实时报表，全方位掌握施工进展，高效决策。

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图12 4D管道施工管理系统（图片来源：北京互时科技）


数字工作台OneHit面向业主设计，能够接收三维数字化设计成果，基于AI技术自动识别非结构化工程图纸，自动聚合各类结构化数据和非结构化文档，在物理工厂建设期同步构建一个数字工厂，为业主的生产准备和运营构建高质量数字底座。同时，软件自动生成面向运维管理和监管的台帐表单，自动初始化各类IT系统，提升企业管理效率。

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图13数字工作台OneHit（图片来源：北京互时科技）

   

5）绥通科技

北京绥通科技发展有限公司致力于提供流程行业三维数字化、数字孪生解决方案，是该领域处于领先地位的解决方案提供商。绥通科技的三维数字化平台将工厂大量的设计、工程、运营维护数据转换为可视易懂的可操作信息，重塑企业以及相关方服务与数据的交换模式，打造全新的智能生产生态系统。

绥通科技利用创新的虚拟现实技术创建的一体化三维数字工厂模型便于设备检维修，实现了空间信息服务、装置管理、设备拆装、巡检管理、生产工艺流程培训等功能。在生产运行管理方面，可根据不同的压力、温度、介质等划分不同的工艺管理单元，在三维数字化工厂建立重点工艺参数、质量数据监控操作、管线吹扫方案、盲板抽加管理设计等窗口，提高管理效率及安全管理水平。


6）达美盛

北京达美盛软件股份有限公司是一家工业数字孪生底座提供商，致力于通过自主可视化、轻量化核心技术，基于工程和运维一体化数据，为客户构建“数字孪生 (Digital Twin)”，打造全寿期资产管理与价值提升解决方案。

达美盛是国家高新技术企业、中关村高新技术企业、《工程建设标准化》理事会理事单位、《煤化工工程数字化移交规范》主要参编单位；且为PCA、FIATECH、USPI-NL等国际组织核心成员及CFIHOS组织成员单位；其通过了ISO9001、ISO20000、ISO27000、ISO14000、ISO45001等系列管理体系认证以及能力成熟度模型集成CMMI3认证，并采用了ISO15926/ISO10303等国际主流标准，整合物联网、云计算、大数据、虚拟现实等核心技术，兼容主流的PIM（Plant Information Modeling）及BIM标准，保持与国际标准的高度兼容。

达美盛的数字化解决方案遍布企业全生命周期，包括工程设计阶段、采购招标阶段、施工建设阶段、运维投产阶段。其全资子公司四川达美盛工程设计有限公司在工程设计行业服务十数年，为设计院、中小型工程公司、撬厂等相关单位提供二&三维设计服务工作，针对部分撬装项目，已具备提供整撬供货服务的能力。为响应国家发展改革委 “数字化转型伙伴行动”倡议，实现数字化转型，结合公司业务需求，达美盛工程增设数字化实施室，为企业提供数字化移交、数据治理以及数字化恢复服务。

7）南京强思

在数字化交付领域，不仅有很多软件开发厂商，也有很多系统集成服务商，比如南京强思。南京强思2010年成立于南京，国内领先的工程设计和数字化工厂解决方案提供商，代理AVEVA及海克斯康产品。在流程工业的工程设计、工厂信息化等方面具有丰富实践经验。

南京强思拥有全流程的数字化交付平台集成解决方案，在前期能够帮助企业完成各类三维模型的整合，以及各类“静态数据”的收集建设，同时也能够集成其他所有的工程类数据文件,为用户提供企业级的工厂信息管理平台，实现真正意义的工厂信息资产集成，从而为业主降低费用提高质量和可靠性。


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小结


工厂数字化交付平台规范了企业数据信息形态，确保了数据的一致性，将数据、文档、三维模型，以及它们与工厂对象的关联关系有机融合，为企业交付了一项无论是对于智能工厂建设，还是改扩建项目开展、全生命周期管理等来说都极其珍贵的数字资产。立于信息时代的流程行业，应尽早抓住数字化交付这一工具，为企业智能工厂的建设奠定基础。


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