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工业数字化解决方案范文1
关键词：企业数字化发展
1时代背景
在大数据时代，数字化已成为企业的宝贵资产。从国家政策层面上看，我国已经有多个文件涉及企业数字化的进程。而在美国、欧洲、日本等发达国家和地区，早已提出了加快数字化进程的相关计划。领先一步的企业，在数字化问题上已经成为传统企业转变为数字化企业的先锋。企业应该从四个方面重点推进数字化进程：①自上而下推行企业数字文化；②分阶段向数字化转型；③创新基于企业数据基础的商业模式；④构建以客户为中心的敏捷数字化供应链体系。
2我国制造型企业现状
我国制造型企业采用传统研发模式，普遍存在以下问题：（1）设计和工艺部门没有统一的三维设计工具，导致设计数据类型繁多，实现数据交互非常困难；（2）缺乏统一的三维设计规范与标准，不利于数据的管理和交流，工作效率较低；（3）没有规范的产品生命周期管理，缺乏有效的知识和信息管理平台，产品开发流程不完善，数据安全得不到有效保证，缺乏有效的设计任务规划、分配和评审环节；（4）没有工艺仿真验证，工艺的合理性及优化装配路线等只有在实物加工时或加工后才能得到验证；（5）没有虚拟仿真环节，物理验证消耗成本大，很多质量问题无法提前预见，严重的甚至会导致批量召回。
3西门子数字化企业集成解决方案
所谓数字化企业，是指那些由于使用数字技术，改变并极大拓宽自身战略选择的企业。数字化企业具有自身的战略特点，建立了一种企业模式，能够以新的方式创造并捕捉利润，建立新的、强大的客户和员工价值理念。更重要的是，数字化企业应当具有独特性。我国工业全面数字化转型已成必然趋势,借鉴西门子数字化企业集成解决方案，为数字化转型创造了技术上的先决条件。在离散工业和过程工业的各个领域，西门子正携手客户推进数字化转型升级。无论企业何种规模，何种行业，落地工业4.0的时机已经成熟。西门子是全球领先的技术企业，170年来不断致力于卓越的工程技术、创新、品质、可靠和国际化发展。西门子业务遍及全球，专注于电气化、自动化和数字化领域。作为世界最大的高效能源和资源节约型技术供应商之一，西门子在高效发电和输电解决方案、基础设施解决方案，以及工业自动化、驱动和软件解决方案等领域占据领先地位。西门子还是影像诊断设备，如计算机断层扫描和磁共振成像系统，以及实验室诊断和临床信息技术领域领先的供应商。西门子作为全球数字化顶级供应商，其数字创新平台能为数字化企业在软件方面奠定基础。这一平台可以在产品性能、产品开发和生产运营等方面培养持续的创造力。西门子数字化企业集成解决方案支持企业从产品设计、生产规划、生产工程、生产实施直至服务的各个环节打造一致、无缝的数据平台，形成基于模型的虚拟企业和基于自动化技术的现实企业镜像。西门子形象地称之为数字化双胞胎，完整真实地再现整个企业，从而帮助企业在实际投入生产之前即能在虚拟环境中优化、仿真和测试，在生产过程中也可以同步优化整个流程，最终实现高效的柔性生产，并快速创新上市，锻造企业的持久竞争力。西门子持续将新组织和新技术高效地融入其行业领先的数字化企业软件套件中，帮助企业为产品和生产线创造全面、精确的数字化双胞胎，占据行业优势。
4数字化企业发展路径
总结我国制造企业在数字化转型时的经验，一般会经历设计数字化、装配数字化、生产过程数字化、管理数字化几个阶段，最终实现数字化智能工厂。鉴于我国制造业现状，推荐按以下路径进行数字化转型：（1）逐步引入西门子数字化企业软件套件，应用于产品研发的各个阶段，并制定应用标准和规范；（2）将产品三维模型打造为传递下游生产活动所需详细信息的恰当载体，企业所有部门和团队都使用三维模型作为信息传递途径；（3）将所有流程数据通过生产生命周期管理软件进行管理，确保数据的安全性和可靠性，将虚拟仿真过程提前；（4）在数字化制造技术的帮助下，设计和工艺人员在生产生命周期管理统一的虚拟平台上进行产品设计、工艺设计、仿真与模拟验证；（5）引入本地化技术支持，贴合企业实际需求，进行知识库定制、模板制作、工艺流程定制及二次开发等。西门子数字化产品套件支持制造企业产品开发全过程，但是企业的需求远不止于此，如何更好地将数字化软件与企业当前的需求结合起来，进行流程化、标准化、信息化的协同开发，这才是重点。针对企业数字化转型过程中所面临的难题和痛点，进行深入剖析，提出立足企业现状、基于西门子工业软件产品的效率倍增数字化转型服务。效率倍增指基于西门子软件平台的深度数字化应用服务，结合用户企业产品的特点和需求，帮助用户实现真正基于三维的研发，建立真正的虚拟数字研发流程体系和数据包规范。效率倍增的核心是根据企业业务流程和产品特点，基于MBD（ModelBasedDefinition）规范，构建企业级模型产品知识体系，对市场和客户需求、生产过程中的信息进行数据化处理，成为可统计、可计算、可分析的数据。同时对制造环节实现知识结构化，与信息数据对称，逐步取代人在制造过程中的重复性工作，帮助企业实现敏捷、精准的设计制造。最终建立以数字化模型为基础、以数字化流程为效率、以物料清单为核心、以上下游协同为关键的制造全过程。按企业的业务场景，具体分为以下版块：基于MBD的快速研发设计、基于MBD知识工程的工程设计、基于MBD的仿真行业应用、基于MBD的工装仿真设计、基于MBD的模具快速设计、基于MBD的结构化工艺设计、基于MBD的工艺仿真优化、基于MBD的制造规划设计、基于MBD的质量规划工程、面向企业的增材制造应用、面向企业的数字化服务。
5基于MBD的设计工艺一体化解决方案
MBD指用集成的三维实体模型来完整表达产品定义信息，详细规定三维实体模型中产品尺寸、公差的标注规则和工艺信息的表达方法。MBD使三维实体模型成为生产制造过程中的唯一依据，改变了传统以二维工程图纸为主、以三维实体模型为辅的制造方法，使集成化的三维数字化实体模型成为生产过程中的主要依据，对数据管理及设计下游的活动，包括工艺规划、车间生产等产生重大影响。应用基于MBD的设计工艺一体化解决方案，企业逐渐实现三维数字化产品定义、三维数字化工艺开发和三维数字化数据应用，形成一个完整且基于MBD的三维数字化设计、工艺、制造技术应用体系。
5.1汽轮机公司
某汽轮机公司作为机械工业100强和全国三大汽轮机制造基地之一，现有总资产逾120亿元和7000余名员工，专业技术人员2500余名，中高级人员占48%，主要生产设备2500余台，其中大、精、稀设备和数控机床500余台。经过40年的建设发展，该公司现已具备了各等级火电汽轮机、核电汽轮机开发研制和批量生产的综合实力。自建立以来，公司已累计生产各种类型机组660余台，国内市场占有率超过25%，产品遍及全国各地，并出口马来西亚、印度尼西亚、伊朗、孟加拉国、巴基斯坦等国，产品质量、技术水平和使用性能均受到国内外用户的普遍好评。该公司在数字化制造方面起步较早，已经在部分车间成功实现了数控机床联网的工作。尽管如此，在数字化制造方面还存在很多问题，目前比较突出的问题表现如下：（1）设计平台不统一，数据格式不统一，数据交换困难，很难实现协同办公，重复工作量大；（2）技术准备流程较长，工作流程几乎为单线条模式，设计数据传递到工艺、采购、生产等部门的流程长；（3）零件三维模型重用性差，同一个零件，设计部门要建模，工艺部门要建模，重复劳动量较大。针对该公司在数字化转型过程中存在的比较突出的问题，对叶片谱系归纳总结，梳理叶片工程设计业务流程，建立叶片参数化要素库，实现模块化驱动，为叶片智能快速设计做好准备。开发叶片知识设计平台，实现叶片的自动创建、智能编辑等设计工作，极大地提高了叶片设计的工作效率。具体实施效果如下：（1）统一了软件平台，使数据沟通没有障碍；（2）建立完整的叶片三维设计规范，规范了叶片的设计流程；（3）开发基于知识工程的叶片设计、工艺一体化平台，实现叶片全三维设计和工艺设计，完全实现数据重用；（4）利用叶片结构化知识模板技术，实现叶片三维模型自动创建；（5）基于产品知识体系，实现叶片尺寸自动标注；（6）自动生成叶片三维结构化工艺；（7）帮助企业建立了基于叶片三维模型的设计、工艺知识体系。通过效率倍增数字化技术服务，该公司叶片分厂建立了快速设计、快速工艺一体化平台，叶片设计、工艺编制效率提升了80%，交货期缩短了20%。该公司研发了统一平台，协助梳理叶片需求数据化，建立基于叶片三维模型的结构化知识体系，从而实现基于MBD的叶片敏捷精准化制造。由此，该汽轮机公司向数字化转型迈出了坚实的一步。
5.2仪器仪表公司
某仪器仪表公司成立于1999年，其前身是1965年从上海、江苏、辽宁等地内迁的热工仪表总厂，是20世纪60年代国家重点布局的三大仪器仪表制造基地之一，主要生产和经营工业自动化仪表及控制装置。工业自动控制装置制造业跨装备制造和电子信息两大领域，其整体发展水平不仅体现国家的综合科技实力，而且维系着国民经济可持续发展和国家经济安全，是高新技术改造传统产业、推进新型工业化、实施智能制造、实现产业升级，以及促进节能减排、环境保护、转变经济发展方式的重要支撑，是21世纪大国竞争的基础性、战略性产业。该公司在数字化转型的道路上十分坎坷，目前比较突出的问题表现如下：（1）缺少三维产品设计，产品可靠性低；（2）手工搭建物料清单，与模型、图纸没有关联，错误率及返工率高；（3）订单选配参数不统一，产品系列多，导致设计冗余度高，产品零部件通用性低；（4）二维工艺编制较粗糙，且仅有零件通用工艺，无法指导现场生产。采用基于MBD的设计工艺一体化解决方案，帮助该公司解决了上述问题，具体表现在对球阀阀体部件类别归纳总结，梳理球阀选型设计业务流程，建立阀体部件及各个零部件的参数化模板，实现产品级模块化驱动，为阀体部件智能装配做好准备。开发知识设计平台，根据工程物料清单实现阀体部件和管道附件的智能装配、智能工程图等设计工作，极大地提高了搭建物料清单和球阀设计的工作效率，降低返工率。开发工艺平台，根据产品模型实现快速搭建和重用产品零件工艺。具体实施效果如下：（1）采用规范标准和统一平台，实现了知识驱动、经验积累，以及没有障碍的数据沟通；（2）建立完整的球阀三维设计规范、二维制图规范、检查规范，规范了产品的设计流程；（3）开发基于球阀产品的工程设计、工艺一体化平台，实现球阀全三维设计和快速工艺，完全实现数据重用；（4）基于客户订单及产品参数信息进行判断，快速搭建产品物料清单数据结构，利用产品工程物料清单及产品结构化知识模板技术，实现阀体部件和管道附件的三维模型智能装配；（5）快速生成球阀零件的三维结构化工艺；（6）帮助该公司建立了基于球阀三维模型的工程设计、工艺知识体系。通过效率倍增数字化技术服务，该公司建立了球阀自动搭建物料清单、快速设计和快速工艺一体化平台，球阀物料清单搭建、设计，以及工艺编制效率提升了80%，交货期缩短了20%。该公司建立了协同设计平台，梳理客户标准产品参数信息，快速搭建产品物料清单，并实现基于球阀产品级的三维模型库快速设计，建立三维结构化工艺，进而实现基于MBD的球阀敏捷精准化制造。由此，公司走上了更可靠、更高效的数字化转型之道。
6基于MBD的仿真行业应用
6.1电机
电机设计是一个复杂的多物理场问题，涉及的领域包括电磁、结构、控制、流体和温度等。随着新材料、新工艺及各种电机新技术的发展，电机设计的要求越来越苛刻，同时精度要求越来越高，传统的设计方法和手段已经不能满足现代电机设计的要求，必须借助于现代仿真技术才能解决设计中的各种问题。通过数字化仿真软件，可以分析电机组件的静态刚度和强度、冲击刚度和强度，以仿真来验证客户设计方案的合理性。
6.2汽车零部件
从智能电子、信息娱乐、电信到高级软件等领域，车辆制造商正在为今天的消费者不断推出突破性的创新科技。同时，面对日益增长的燃料费用和严峻的环境问题，汽车制造商需要重新设计汽车系统，包括空气动力学、发动机、传动装置、车身、乘客舒适性及电气电子系统等。数字化仿真软件针对汽车零部件进行静态刚度和强度分析、动态刚度和强度分析、模态分析、多体动力学分析及疲劳分析，通过仿真验证客户设计方案，确认零部件失效的原因，并验证改进方案。
7基于MBD的模具快速设计
注塑模具企业目前大多采用三维数据设计，部门之间流通的数据格式根据企业信息化水平的不同，部分基于三维数据，但更多的是基于二维数据，即工程图传递。如质检部门基于工程图进行检测，加工和装配部门也基本全部基于二维图纸。这与企业硬件设备的配置有直接关系，可见二维工程图在模具企业中依然具有比较重要的作用，对模具企业的设计和制造周期有较大影响。某企业是中国最大的汽车线束生产企业之一，为国内各大整车制造商供货。该企业承接各种线束接插件的模具设计、制造、生产业务，其产品质量获得客户广泛认可。该企业是外商在中国的全资子公司，在10年前就已经开始采用三维设计软件进行模具设计，软件应用水平在当时处于行业领先水平。但是随着我国模具企业的飞速发展，国家对企业信息化建设的重视，越来越多的模具企业通过对软件的定制开发实现软件深层次的应用，并取得了显著的成效，使设计效率和质量都有了很大提高，竞争力大大加强。而该企业仍然延续着十几年前的软件应用方式，水平还一直停留在原始状态，相对而言竞争力明显减弱，导致在利润方面也越来越没有优势。针对该企业的现状，定制了系统化的专用制图环境，以及可灵活使用的工程图工具，具体包含模具属性快速填写工具、零部件属性快速填写工具、工程图批量创建工具、视图自动摆放工具、外形尺寸自动标注工具、标题栏自动填写工具、尺寸格式工具、尺寸序号工具、尺寸上色工具、尺寸加粗工具、尺寸版本号标注工具、技术要求快速填写工具、自动物料清单表输出工具、批量打印工具等。通过效率倍增数字化技术服务，该企业的设计制图效率提升了80%，人力成本大大降低。
工业数字化解决方案范文2
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［4］SMITH J E, NAIR R.虚拟机［M］.北京：机械工业出版社，2009.
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［8］VMware. VMware vSphere4: the CPU scheduler in VMware ESX 4 \. \. .
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工业数字化解决方案范文3
技术变革推动企业转型
云计算、大数据、人工智能，这些引领变革的技术趋势超越了传统IT的范畴，正在推动企业核心业务的转型和创新。
微软公司执行副总裁、大中华区董事长兼首席执行官柯睿杰（Alain Crozier）骑着最近在北京大街小巷“很活跃”的摩拜单车，头戴HoloLens与大家见面。他表示，86%的CEO相信，未来五年内，数字技术将是驱动企业转型的首要动力。数字化转型被称为第四次工业革命正席卷全球，未来五年商业格局将会改变，各行各业都将迎来全新的机遇和挑战。
柯睿杰表示，微软已经将智能云Azure、发掘大数据的SQL Server 2016、企业混合云平台Windows Server 2016，以及最新推出的Power BI数据可视化服务，这些一流云计算、大数据、人工智能技术的产品和服务带到中国。
智能云平台作为微软三大项目的核心，也是大数据与人工智能的坚实基础。据介绍，Azure公有云已经覆盖全球38个区域，并在30个区域实现正式商用，在全球“财富500强”企业中，有85%的企业采用了微软云服务。
微软大数据平台的重要组成部分Power BI可以将来自SQL Server 数据库、分析服务模型及其他多种数据源的业务数据整合到同一个仪表板上，形成实时更新的仪表板视图，并且在各种移动终端上显示。中国市场推出的Power BI服务由世纪互联运营，用户可以使用Power BI Desktop 创建丰富的交互式报告，并使用运行于Windows、iOS和Android平台的移动设备的Power BI Mobile应用访问数据仪表板。
微软也一直在人工智能领域深耕。微软Microsoft Translator语音翻译服务，能实现包括汉语在内的9种不同语言之间的实时翻译；微软认知服务目前提供人脸识别、情绪识别和计算机视觉3个API服务，利用API可以调用云服务，系统能从图片中检测、识别、标记人脸特征和情绪变化，并对图像中的视觉数据进行快速的分类、比对和处理。
“微软希望通过与本土生态系统的深入合作，让更多的中国客户利用微软的技术创新在全球数字化转型的大潮中占得先机。”柯睿杰表示。
微软解决方案四步助力数字化转型
面对技术革新给企业带来的颠覆，微软也提出了数字化转型解决方案。
微软大中华区副总裁兼市场营销及运营总经理康容表示，面对数字化转型的浪潮，微软在提供技术创新、平台与服务的同时，还将通过密切客户沟通、予力赋能员工、优化业务运营、转型产品服务四步为客户提供数字化转型解决方案。
首先，密切客户沟通。东方明珠作为国内最大的传媒上市公司，面对数字化转型的需求，东方明珠提出了以平台聚合为核心的“娱乐+”战略，开展多元业务融合与新业务的拓展。由此，以Azure和Windows 通用应用（UWP）平台为基础、以混合现实技术为特色，辅以云端的大数据分析和人工智能、自然语言交互等，东方明珠与微软合作构建了“互联网新媒体平台”，通过统一的云平台与大数据系统，提升用户体验，进一步加快“娱乐+”战略实施。
其次，予力赋能员工。Office 365可以提供企业级安全性和规范的数据、隐私保护措施。同时，云服务的特性减少了在系统部署和服务器运营维护上的大笔软硬件投入和IT运营费用。招商信诺作为保险服务企业也全面部署了Office 365作为办公自动化和远程协作办公体系的核心。跨平台、跨设备部署的Office 365特别适合以移动办公为主的保险业。
再次，优化业务运营。其实，已成城市“红色风景线”的摩拜单车正是基于微软的智能云平台。摩拜单车首席执行官夏一平介绍道，随着摩拜单车在各个城市的推广，业务盘子逐渐扩大意味着单车数量、用户数量和用户使用数据都在增加，这给公司管理带来了很大压力。加之，摩拜单车在近几月会向国际业务进军，所以摩拜单车想到与微软合作，将整个数据平台均迁移到了微软的Azure上，这样就可以免去很多人力成本，通过弹性伸缩、灵活扩展、安全可靠的云平台，可以精确地将全国几十万辆摩拜单车进行统一、高效的管理。
最后，转型产品服务。微软携手中国电信与大数据垂直领域合作伙伴clobotics，共同展示了基于Azure和混合现实的基站巡检。之前基站巡检需要人工巡检来查明基站问题，不仅受天气等因素限制还存在安全患，而F在利用无人机代替人工巡检进一步优化了工作流程，节省了时间。据介绍，整个运维系统以Azure为后台，工作流程由Dynamics统一管理，通过网络与移动终端保持实时同步，并且全部人机互动操作都可通过微软机器人用语音互动来完成。在外场工作的电信工程师通过微软认知服务进行身份认证登录运维平台，依据现场数据和地图信息，操控行业无人机升空，并按照规划线路对铁塔基站进行定点巡检飞行。现场工程师可以通过HoloLens清晰地了解塔台工作状态，并通过网络将实时数据传回运维指挥调度中心。无人机可以对信号强度进行360度扫描，并将结果通过IoT Hub汇总到云端。
中国电信股份有限公司上海移动互联网部副总经理马丹表示：“微软的先进技术能帮助运营商提高效率和增加运维的安全系数，使我们真正能够基于数据来指导工作。我们正在对这套解决方案进行系统集成和外场测试，如果一切顺利，将在2017年开始实地大规模部署。”
工业数字化解决方案范文4
《石油化工自动化》征订启事
基于FGS风险模型定量分析探测效果
魏德米勒将盛装出席2011工业自动化展及北京国际城市轨道交通建设运营及装备展览会——携手、超越、共赢,魏德米勒智慧中国行
滩海油田集成SCADA系统的工程设计
欢迎订阅2012年《化工设备与管道》
本刊被评定为中国科技核心期刊
谈基金会现场总线系统工程指南3.X版与2.0版的差异
集气处理站安全仪表系统设计
双输入双输出时滞过程解耦内模控制
加热炉均衡控制的几种方案
《中外能源》杂志征订启事
亚磷酸二甲酯工艺过程控制的现状及改进
催化汽油醚化装置的控制方案
密闭输送工艺的安全联锁保护系统
粉料气力输送装置的PLC控制系统设计
ModbusRTU从站通信协议在嵌入式系统中的实现
天然气管网数字化中的网络应用
艾默生扩展安全业务
分布式光纤在管道泄漏检测中的应用
现代化炼油厂自动化系统工程设计
控制室抗爆设计中爆炸冲击波参数确定方法
艾默生高准科里奥利变送器实现升级
爆炸危险区划分和仪表防爆设计
危险场所控制室安全的讨论
台达电子欢庆吴江厂区成立十周年
浅析公称压力与公称直径
炼油厂空压站稳定运行的设计
大型石化项目仪表专业E+P+C项目管理
CO_2循环压缩机的防喘振控制方案
烟气排放连续监测系统的应用
CS3000控制系统联网应用
基于OPC技术实现TPS自动报表功能
管网管理信息系统的开发与应用
2010魏德米勒冶金行业峰会成功举行
全固态数字图像监视装置研究
仪表安装材料的自动统计
称重模块的选型和安装
激光气体分析仪在煤制气中的应用与改进
红外线气体分析仪在煤气化装置中的应用
过程工业计算机辅助安全防护层分析技术进展
《石油化工自动化》投稿要求
SIL报告在自控设计中的指导应用
维权声明
“3052”大化肥装置国产控制系统开发及应用
变PID参数在高压汽包液位控制中的应用及推广
火气系统在海洋石油工业中的应用研究
氯吸附CycleMax再生装置差压控制
等级表在仪表专业设计及管理中的应用
艾默生智能无线方案有效监测和消除环境污染事故
魏德米勒WAVETTA隔离器再获殊荣
Smith自适应辨识控制算法在合成氨生产中的仿真应用
水煤浆气化工艺过程中的特殊阀门
WebFieldECS-100在白油加氢精制装置中的应用
混油蒸馏控制系统设计与研究
GCS-2系统在加氢压缩机上的应用
附安全保护系统的油品自动切水设备的应用
大屏幕数据中心油田数字化解决方案
工业数字化解决方案范文5
早在2014 年5 月7 日，西门子股份公司就了“2020 公司愿景”，表明未来将专注于电气化、自动化和数字化，计划全面发掘包括制造业在内的数字化发展潜力。同时，西门子还宣布从2014 年10 月1 日（2015 财年）起，公司将现有的16 个业务集团合并为9 个。作为重组计划的一部分，Siemens PLM Software与原本隶属的“工业自动化集团”一起成为 “数字化工厂集团”的重要组成部分。
2 0 1 5 年3 月1 1 日，S i e m e n s P LMSoftware 全球总裁兼首席执行官ChuckGrindstaff 在2015 年大中华区用户大会上了Siemens PLM Software 智能创新产品组合。显然，随着新部门的出现和进一步整合，在同一个新的“数字化工厂”的研发机构支持下，Siemens PLM Software 推出“智能创新产品组合”不仅仅是在表明一种针对工业企业软硬件结合的极大关注，同时，也是在向业界再次强调了西门子所理解的未来工业企业的现实趋势。
那么，“智能创新产品组合”将会如何更进一步地影响工业企业的效率和未来的工业现实？
笔者日前采访了Siemens PLM Software 的Digital EnterpriseRealization 执行副总裁兼首席制造官Helmuth Ludwig 和大中华区首席执行官兼董事总经理梁乃明。
Helmuth Ludwig，1990 年加入西门子，首先在企业发展部门负责制定区域战略，6 年后加入西门子自动化与驱动集团（A&D），负责Process Instrumentation Systems 业务。随后，他历任西门子能源与工业业务领域布宜诺斯艾利斯地区负责人，软件与系统业务领域总裁，自动化与驱动集团（A&D）旗下的系统工程部门总裁。直到2007年至2012 年期间，他担任Siemens PLM Software 总裁，随后转任工业业务领域美国区首席执行官，直至出任现在的职位。
智能制造：智能创新产品组合的构想是从何而来？
Helmuth Ludwig：如果你看一下我们数字化企业的模型就会发现，它基本是基于西门子10 年前开发的愿景。而这个愿景最核心的部分，是要把虚拟化的仿真和物理的产品结合起来，解决诸如：如何创造一个数字化仿真的产品？如何在工厂车间把它转化成物理的产品等问题。而要实现我们这样的愿景，当然不单单需要自动化，还要把设计集成起来，也就是需要有一个工具，贯穿PLM 和SCM，这个工具不仅要贯穿产品生命周期管理，也要贯穿供应链管理。
智能制造：西门子的智能创新平台是如何构成的？能为工业企业提供怎样不同的价值？
Helmuth Ludwig：虽然今天的工业格局发生了很大的变化，工业企业所面临的挑战发生着变化，但是成功的驱动力并没有发生变化，仍然由三个重要的要素构成；第一，市场推广的速度仍然要非常快。第二，企业的业务仍然要非常灵活。第三，仍然要非常的高效。对于西门子来讲，我们如何帮助企业实现这些目标呢？首先，我们要把他们脑子中想的产品概念转化到系统当中，使用CAE、CAD 这样的工具，完成产品的规划、设计、测试和仿真等。第二步，通过MES 系统，把信息放到制造的流程当中。第三步，通过自动化设备将其高效生产出来。如果要真正的做到把这三个业务步骤无缝地连接起来，就需要一个信息系统来提供支撑，这就是我们称之为的智慧或者智能创新平台。具体来说，智能创新平台由三个重要的组成部分：首先是PLM，产品生命周期管理；第二部分是自动化解决方案，在西门子我们把它叫作集成的生产自动化（IPA）；第三个组成部分是最核心的部分，就是制造、运营和管理（MOM），用以联接PLM 和IPA。
智能制造：用户如何才能体验到智能创新平台所带来的价值？要完整全面地使用西门子数字化工厂部门提供的解决方案吗？
Helmuth Ludwig：如果一个客户实施了Teamcenter，他自然地会获得与Teamcenter 相关的智能创新平台的价值；如果实施的是NX 设计工具，他自然也会得到智能创新平台相关的价值。我们比较推崇的基本概念是要使产品能够很好地、不出故障地运作，所以我们的智能创新平台是基于开放的标准。在这里，有一个现实：如果所有的组成部分都是西门子提供的，肯定运作起来会最顺畅和高效，但是我们也能接纳基于标准的其他的软件产品——其他公司开发的软件。
智能制造：不同行业的自动化程度和数字化程度都不尽相同，那么针对不同行业，西门子的智能创新平台如何发挥其最大能效呢？
Helmuth Ludwig：不同的行业自动化的水平不一样，数字化企业的进程也不一样，而且，他们各自的需求也是不一样的。那么应该如何更好地支持来自不同行业的客户呢？在区域的市场，比如在中国市场，SiemensPLM Software 一个成功的做法就是将我们的团队按行业进行了划分：有团队专注于航天行业，有团队专门关注汽车行业……他们对每一个具体行业不同的需求都有非常深入的了解。比如我们现在航天团队是由一位在航天业工作30 年的人来领导。很显然，他对这个行业有非常深入的了解，他知道对哪些业务需求的支持是最重要的，那么我们就可以向这部分用户集中提供更强大的、具有针对性和可定制化的支持。
智能制造：西门子的智能创新平台对中国制造业企业的价值和意义如何体现？
梁乃明：国内的制造业企业，不管国防军工或者是汽车，或者是重型机械，改革开放30 年以来，是先从劳动密集型开始的，经过这么多年，随着人力成本竞争力的降低，中国的制造业必须实现转型。今天中国的制造业企业就要考虑未来需要用怎样的手段或者方式来争取更多的竞争优势。西门子希望通过提供的智能创新平台来帮助中国的制造业企业实现转型，来帮助我们的用户和合作伙伴来加强他们在市场的竞争实力。
Helmuth Ludwig：谈到变革的技术，每个国家给它起的名字不一样，有的人把它叫做工业4.0，有的人把它叫做物联网……不管什么名字，有一点最重要，就是我们应该如何帮助公司抓住这当中的机会。我需要强调几点：第一，西门子致力于通过我们的技术，我们的资源，帮助制造行业的客户、伙伴和公司来更好的抓住技术变革的机会，来帮助他们实现数字化企业的转型。第二，西门子十分关注中国的发展，我们进入中国市场已经有140 年的历史了，即便是我们的软件部门进入中国市场比较晚，但是也有30 年时间了。我们在工业4.0 的规划下建的第一个工厂就是德国安贝格工厂，第二个我们就选择建在中国的成都，大家也可以看到我们的用心。我们非常重视和享受我们在中国市场和中国客户的合作关系，我讲的这种关系不仅仅是生意伙伴的关系，包括个人之间的友谊——我们都非常看重和享受。
工业数字化解决方案范文6
[关键词]电厂；数字化；建设
中图分类号：F284 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）44-0116-02
1 引言
21世纪信息技术的迅猛发展为电力工业带来了前所未有的机遇和挑战。建设数字化电厂，深化信息技术的应用，使发电效益最大化，已成为电厂建设的目标和任务。作为国家基础设施产业的电力工业，本着“信息化带动工业化，工业化促进信息化”的方针，正由传统工业向高度集约化、高度知识化、高度技术化工业转变，实现电力企业生产运营的现代化、数字化，信息化已迫在眉睫。
2 数字化电厂的概念及建设目标
数字化电厂的概念从二十世纪末出现，一直是国内电力行业建设者热衷的话题和追逐的目标，许多电力建设者、系统解决方案提供者从不同的认识角度出发，给出了数字化电厂若干种概念和解决方案。如：有人认为德国Niederaussem电厂（单机出力达到1012MW）仪控系统采用了现场总线技术，管理信息、设备维修信息等也通过现场总线进入DCS和上层IT系统，实现了机组优化操作及优化维修管理，是一个典型的数字化电厂；也有人认为将信息系统的数据、设备检修备品备件库与三维模型双向关联实现数字化的运行维护，能在三维模型下进行可视化的施工是数字化电厂；在我国电力行业标准《火力发电厂热工自动化术语》DL/T701-2012中将数字化定义为“数字化电厂是电厂数字化到达一定程度的概念。电厂各控制系统和管理系统（包括现场设备等基础单元）均进入数字化后成为数字化电厂”；我们认为数字化电厂是通过对电厂物理和工作对象的全生命周期量化、分析、控制和决策，提高电厂价值的理论和方法。这一理论和方法研究的对象是电厂的物理对象和工作对象，其方法是从整个生命周期出发研究如何对其进行量化、分析、控制和决策。其作用是可以降低发电成本、提高上网电量、减少设备故障，最终实现电厂的安全、经济运行和节能增效。
数字化电厂的概念不是一成不变的，是一个动态的、随着技术发展不断丰富其内涵的动态发展的概念。
数字化电厂建设的目标是在确保安全的前提下，深化信息技术的应用，以数字化信号为载体，以信息技术为基础，以计算机及网络系统为支撑，优化人力资源配置，提高劳动生产率，降低投资及运行维护成本，使发电效益最大化。
3 数字化电厂的模型及结构
3.1 数字化电厂的模型
根据国际标准化组织数字化企业和数字化工厂的模型规则，即：
*生产管理和经营决策构建数字化企业
*管控一体化构建数字化工厂
*热工、电气设备全面数字化构建自动化设备资产
数字化电厂模型层次如下：
3.2 数字化电厂的结构
结合电厂特点和国际上数字化工厂和数字化企业概念，提出一个具有四个层次，四个支持系统的数字化电厂结构模型。
四个层次：经营决策层、生产监控层、控制层和现场设备层。
四个支持系统：信息系统、计算机网络支持系统、电厂标识系统、三维模型支持系统。
从数字化发电厂的概念出发，建设数字化电厂是方法实现的过程，建设数字化电厂，需要采用以下三个方面的方法实现：
*数字化电厂设计和建设
*数字化电厂运行
*数字化电厂智能化管理和维护
4 数字化电厂的设计和建设
4.1 利用三维数字化设计技术
采用以国际主流设计软件为核心，集成一套涵盖电厂设计、采购全过程的系统，称为工程项目管理集成系统。包括系统图设计、布置设计、各种计算软件、项目资源管理系统。
采用以三维技术为核心的数字设计手段在完成一个物理电厂的同时，提供一个数字电厂。
4.2 利用工程设计协作平台
利用工程设计协作平台对电厂设计过程实现全面的数字化管理，包括：任务分解、资料管理、进度管理等。采用三维设计技术，进行多专业协同设计，以提高设计工作效率和质量，为实现数字电厂向业主的快速、无缝移交打下坚实基础。
从初步设计阶段开始，按照“项目定制-系统设计-布置设计-详图设计”的流程，以三维模型为核心开展工程设计工作。
在施工图详图设计阶段，生成最终的智能PID和三维模型，直接从三维模型中抽取管道安装图和平剖面图纸，已满足现场施工需要。
4.3 数字化采购和数字化施工
采用专业化的设计软件，通过系统设计DD布置设计，将生成智能PID和本阶段的三维模型供设计评审，同时可以生成主要设备明细表和初步的材料清单。并可提供多种不同类型的材料统计清单：
1）整个系统的材料汇总表，可用于做材料计划；
2）管线预制清单，按每条管线安装所需材料汇成清单，方便领料和物资部控制材料发放；
3）管线装配清单，方便班组的分配工作，发放材料和领料，更好的做到“工完，料尽，场地清”。
利用三维系统，可以模拟施工组织方案，合理组织施工、理顺施工工艺、减少施工准备时间，减少施工交叉，机具调整，加快施工进度。
4.4 采用统一的标识编码系统
为了实现数字化电厂信息系统的有效运行，必须建立有效的数据交换机制，建立统一的关键词词库。关键词词库是联系各类数据的纽带，可以保证数据的完整性、唯一性、一致性、可交换性、可互访性；在发电厂推广使用统一的标识编码就是这样的关键词词库。标识编码对各类设备的工艺（过程）相关标识、安装地点标识、位置标识等进行了描述。
4.5 采用项目管理软件
为加强工程内部协调和工程控制管理工作，降低管理成本，实现对工程进度的“静态控制、动态管理；宏观控制、量化调节”的目的，实现项目成本费用明细化、进度控制数字化、协调沟通信息化，采用项目管理软件进行企业级项目控制管理，将工程概算、合同管理、财务支出、设备采购、进度控制、绩效考核等全面融入管理系统，形成企业管理的信息平台，实现全面的、数字化的、标准化的项目管理。
5 数字化电厂的运行
数字化电厂运行是基于数字化电厂的四个层次，即经营决策层、生产管理层、厂级监控层、现场过程操作控制层。
过程操作控制层包含电厂内部针对设备运行或操作过程的数字化监控功能，主要由单元机组分布式集中控制系统DCS、电气、水处理、输煤、除灰（ 除尘） 、脱硫、脱硝等的辅助车间自动化系统等组成。目前技术的发展是以基于现场总线技术的先进控制系统DCS实现机、炉、电的一体化监控为方向的。过程操作控制层是数字化电厂建设的基础，没有现场过程操作层的精心建设，数字化电厂就会成为海市蜃楼。具体体现在如下方面：
1）合理使用现场总线技术，全厂采用DCS监控，实现电厂监控系统的高度一体化。
2）实现电厂断点式机组自启停控制系统（APS）
3）采用合理的技术方案，构建适应数字化电厂公用系统集中监控的网络系统，实现在集控室对整个辅助车间各工艺系统及设备的全厂一点化集中监控，现场无人值守。
4）升压站系统监控数字化、电气系统（设备）监控数字化。
5）建设一个完整的包括视频监控系统、周界防防护系统、电子巡更系统、门禁系统的智能化安防系统。
6）采用以物联网技术为支撑、云计算为中心，通过数据接口、信息集成和协议转换等手段将电厂相互独立的安防子系统、消防报警子系统、信息管理子系统、智能照明子系统、暖通控制子系统等接入统一的数据平台，实现各子系统之间的设备联动，一体化集中监控，实现对厂区的自动化、数字化、智能化、集约化融合的智慧化厂区综合管理。
7）全范围高逼真度的仿真系统，为数字化电厂运行培训提供有力的保障。
8）消除信息孤岛，建设高度集成的数字网络智能系统。
6 智能化管理系统和维护的实现技术
6.1 信息化管理系统目标
配置的信息化系统以建设数字化电力企业为目标，实现生产、经营、管理一体化，满足企业管理提升和长远发展需要，对电力企业整体性战略发展构成强有力的支持。
借助国际国内标准和规范，建立企业一体化平台，减少数据冗余，实现资源优化配置。以资产管理为核心，建立资产全生命周期管理体系，优化资产结构；实现资产状况跟踪、测量，提高设备的可靠性；智能化决策设备检修周期，提升设备使用效率；通过全面预算控制，降低投资成本与运行维护成本。
结合生产过程控制自动化，实时采集生产运行数据，通过对标管理、绩效管理、预算管理，实现管理精细化，形成企业管控一体化，降低运营成本，提高企业效益。
6.2 信息化管理系统特点
*编码体系标准化：依托国际标准及行业标准编码体系，满足唯一性、合理性、扩充性、通用性、保密性、科学性、系统性、实用性的要求，实现资料交换和资料共享。
*数据中心集中化：通过数据集成，提供一个电厂全范围内从底层控制到分析优化、管理决策的综合应用平台，实现资金流、物流和信息流有机集成，形成管控一体化。
*标准产品可配置：根据电力企业信息化发展规划，功能模块可任意组合使用，满足电力企业组织调整、流程优化、管控方式等各方面的实际需求。
*个性需求可定制：对于电力企业特有的行业需求、个性需求，信息化管理系统能够支持新增业务功能定义，满足个性化业务处理的实现。
*异构系统可集成：可以与财务、办公自动化、人力资源管理等其它系统实现数据集成、流程集成，保障电力企业系统投资与应用成果。
*技术平台统一化：基于SOA设计模式，符合J2EE开发规范，采用中间件技术和工作流技术，支持基于构件的开发模式，构建纯B/S架构，实现统一的技术平台，满足企业所有业务在一个标准、开放、可扩展的技术平台下组装和运行。
6.3 信息化管理系统应用软件业务功能
发电企业管控一体化解决方案以实现智能化数字电厂为目标，将电厂生产控制与上层经营决策系统真正衔接，让生产控制系统的数据能够为电厂管理服务，实现以电厂管理指令指导生产指令，以生产指令优化底层控制，形成电力企业管控一体化，降低运营成本，提高企业效益。
应用系统是以企业生产、经营、管理数据为中心，以设备维护管理和企业成本管理为核心流程，涵盖企业资产管理、生产运行管理、经营管理和协同办公管理，为电厂的生产管理者提供真实、准确、及时的生产管理信息，市场经营信息，提高工作效率，提升管理水平，增强决策的正确性，适应“厂网分开、竞价上网”的市场经营模式。
6.4 信息化管理系统实现技术
6.4.1系统支持平台架构
系统主体程序需采用多层纯B/S架构，整个系统的体系结构由数据库服务器、多个应用服务器以及Web服务器、客户端组成，实现了样式、数据、控制和业务分离的模式，是一个高复用、并有严格层次划分的体系架构。
6.4.2系统运行环境
*硬件系统：支持微机、小型机的各种机器配置；
*服务器操作系统：支持Windows、UNIX等服务器操作系统；
*数据库系统：选用Oracle大型数据库系统；
*客户端：IE。
6.4.3系统权限管理
*用户账号建立与管理，包括系统管理员管理，系统管理员可以执行系统的所有功能，管理和维护信息系统的正常运行；
*用户信息建立与管理：任一用户可以属于不同的用户组，也可以属于不同的角色；
*角色信息建立与管理：任一角色只能属于一个用户组，一旦一个用户属于某一个角色，则此用户拥有赋予此角色的所有权力；
*用户组建立与管理：每个用户组之中可以建立不同的角色。
6.4.5信息化管理系统总图结构
通过数据集成，提供一个全厂范围内从底层控制到分析优化、管理决策的综合应用平台，运用计算机技术、网络通讯技术、现代化管理技术、信息技术，实现生产环节集成，人、技术、经营管理三要素统一管理，资金流、物流和信息流有机集成，并优化运行的复杂大系统，将资金流、信息流和物流作为贯穿整个企业的主线，将市场需求、生产控制、资源控制、财务核算等各方面集成起来，达到面向市场经济的“管控一体化”。
