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智能工厂建设的数字化交付研究

摘要：近年来,物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术的迅猛发展,推

动了经济社会各领域从数字化、网络化向智能化加速跃升，实现了企业工厂生产自动化、

智能管理、智能决策的战略目标。

关键词:智能工厂；建设；数字化交付；

前言:从智能工厂建设需求出发，同步数字化工厂和物理工厂建设，形成一套数字化交

付的方法和数字化工厂建设的思路。数字化工厂为智能工厂建设提供了坚实的基础。数字

化交付为智能工厂建设探索出了最佳实践路径，并为业主提供和形成工厂大数据，加速了

智能工厂的建设，助力了数字化向智能化的迈进。

一、智能工厂建设背景

1.数据共享和专业协同能力制约着工程效率和质量。目前，大多数工程公司缺少有效

的数据共享手段和管理方法，传统的工作模式使各类设计资料的管理分散，信息“孤岛”比

比皆是。由于缺乏规范统一的数据流，各专业间沟通不畅、上下游专业设计信息不一致的

现象频繁发生；而且同一个工程对象在不同的专业内，其数据也很难保证一致；尤其在设

计发生变更时，相关专业无法共享数据，致使设计变更的执行力大打折扣甚至不能完成，

其版本信息亦未得到有效管理，导致设计的高质量交付成为泡影。

2.传统的交付模式制约着智能工厂的建设。现有的工厂建成后业主收到的交付信息大

多都是纸质化的、分散的、非实时的，这给生产装置优化操作和统一管理带来诸多困难，

有些信息的缺失或非实时性还会危及工厂运营的安全并埋下事故隐患。这种传统的交付模

式难以满足工厂现代化和智能化管理要求，因此亟待研发一套满足数字化工厂建设的全新

交付模式。

3.数字化交付标准的空缺制约着信息利用的价值。近年来，国内外很多企业业主借助

各类信息技术，探索和尝试数字化工厂建设，但是由于参与项目建设的各承包方没有统一

的信息交付标准，信息交换和交付也没有行业认可的格式，业主在建设数字化工厂的过程

中必须将纸质图纸重新进行数字化处理、建立三维模型等，此举非常容易造成新建的数字

化信息与原有图纸不一致和不完整。因此，当务之急是利用信息技术创新构建一套新型的

信息组织、交换和利用的标准，重构工程建设整个产业链的信息交付新秩序。

二、智能工厂建设的数字化交付

1.管理工厂各对象的全生命周期数据资产,包括装置的工艺流程系统图、工厂对象位

置、工厂对象属性信息、空间三维模型,供应商文件数据、安装记录,调试过程记录、质量监

管相关记录等数据。建立基于集成设计的数字化工厂是未来数字化工厂建设不可避免的趋

势。在工厂生命周期的各个阶段，数字信息可以为工厂的全面数字化和信息化奠定坚实的

基础。工程设计的数字化是数字化工厂建设的源泉。集成设计作为一个数字化工厂的来

源，通过构建新的信息组织模块，实现了无缝、快捷地建立一个好的设计模型，可以为工

厂的建造奠定一个好的基石。依靠国内和国外按照总承包工程经验艰苦的探索和开辟的创

新的想法,实现智能工厂项目从第一天开始同步建设,项目建设过程中进行综合设计、自动化

集成，实现项目信息的无缝、快速和低成本集成交付，建设项目数据资产在项目建设期间

的数据模型。

2.信息技术的发展为集成化和数字化工厂建设提供技术支撑。近些年，国内外软件技

术领域不断创新，研发了出比较成熟的全面覆盖工程设计核心专业的智能设计工具；其目

标是掌握、推广和熟练运用智能设计工具，以及提出覆盖工程各阶段的设计集成解决方

案。各工程公司借助设计集成系统实现数字化工厂的建设，促进工程建设的标准化、模块

化、智能化，提高工程建设质量，缩短工程建设周期；这也是提高设计质量和设计效率的

必要手段。目前，设计集成系统的更新和完善已经成为工程公司的一个发展趋势。正是由

于这些系统之间的水平数据连接，建立了一个广泛的数据库来应用生产计划控制和控制整

个生产过程。项目阶段的数字信息管理延伸到工厂的运营和维护阶段，为工厂提供信息和

数字服务。传统的文档管理中大量的有用数据包含在文档里，不易于检索；其次这些文档

是离散的，存在于一个一个的信息孤岛中，很难查找到彼此相互关联的所有信息。数字化

工厂的建设实现了以工厂对象为核心的智能关联和信息管理，实现了由传统以文档为核心

的信息管理向以工厂对象为核心的信息管理模式的改变。

3.创新物理工厂和数字化工厂同步建设的数字化工厂建设模式。基于标准化类库，以

集成化设计为源头建立数字化工厂，通过智能移交，企业业主可以获得和物理工厂一致的

数字化工厂，不需要反向三维建模、数据及文档整理、关联等重复性