TPM咨詢服務(wù)中心TPM咨詢公司概述：隨著時代的發(fā)展，工業(yè)4.0概念以及中國實施制造強國戰(zhàn)略第一個十年的行動綱領(lǐng)《中國制造2025》的出臺，工業(yè)領(lǐng)域的傳統(tǒng)工作模式受到了巨大的挑戰(zhàn)，尤其是在確保盈利能力和長期生存能力方面，化工、電力、交通、制造等行業(yè)的業(yè)主面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。為了滿足全球市場不斷增長的需求，各行業(yè)正在不斷擴建和增建設(shè)施。而且項目必須安全的、利用有限的資源、按照嚴謹?shù)挠媱澃才牛ㄗ畲笙薅鹊乜s短上市時間、最大限度地延長在市時間)、在嚴格的資本支出(CAPEX)預算內(nèi)設(shè)計、施工和移交。此外，由于史無前例的競爭壓力，在以最低成本(OPEX)實現(xiàn)安全、可持續(xù)生產(chǎn)方面，同樣面臨著前所未有的壓力來實現(xiàn)最佳的資產(chǎn)性能和資產(chǎn)回報。

　　TPM可視化管理

　　以低成本實現(xiàn)工廠安全、可持續(xù)生產(chǎn)、運營、維護和管理，需要快速獲取與工廠實際狀態(tài)一致的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，數(shù)字化工廠是實現(xiàn)這一目標的最佳手段。數(shù)字化工廠是以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的信息管理平臺；是一個以工廠設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為核心的數(shù)據(jù)倉庫。數(shù)字化工廠不僅僅是一個數(shù)據(jù)集成的平臺，更是一個信息瀏覽的端口和項目數(shù)據(jù)移交的工具，為工廠的日常運營、維護、擴建和檢維修項目提供了完整、準確和可信的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

　　通過信息生命周期管理，數(shù)字化工廠的數(shù)據(jù)可以在工廠中不斷更新、維護和再利用。數(shù)字化工廠是工廠的無形資產(chǎn)；而且基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)字化是一種管理的創(chuàng)新，可以提高工廠的工作效率和提升管理水平。

　　數(shù)字化工廠的技術(shù)路線

　　數(shù)字化工廠核心是實現(xiàn)企業(yè)資產(chǎn)的數(shù)字化，而資產(chǎn)密集型企業(yè)的核心資產(chǎn)是設(shè)備（裝置），TPM三維可視化動態(tài)設(shè)備管理應用是在數(shù)字化工廠平臺基礎(chǔ)上運用三維仿真和虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建行業(yè)逼真的三維模擬現(xiàn)實場景。將企業(yè)資產(chǎn)三維模型以及信息屬性有機地結(jié)合起來（行業(yè)數(shù)據(jù)、音頻、視頻等流媒體）。采用基于網(wǎng)絡(luò)的信息處理技術(shù)，實現(xiàn)資產(chǎn)運行監(jiān)視、操作與控制、綜合信息分析與智能告警、運行管理和輔助應用（維護、安防和環(huán)境監(jiān)測）等功能的一體化監(jiān)控管理，大幅度的提高了企業(yè)資產(chǎn)運營能力。

　　TPM三維可視化動態(tài)設(shè)備管理平臺基于X3D(Extensible3D-可擴展3D)可擴展三維語言與組件技術(shù)，將不同軟件廠商的三維GIS、三維CAD、BIM、三維工廠、三維仿真模型進行轉(zhuǎn)化，聚合形成統(tǒng)一X3D實景仿真模型。X3D實景仿真模型通過持續(xù)更新三維數(shù)據(jù)與擴展不同類型的數(shù)據(jù)信息，包括：工程數(shù)據(jù)、資產(chǎn)數(shù)據(jù)、工藝自動化數(shù)據(jù)、監(jiān)控監(jiān)測數(shù)據(jù)、信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)，可在實景仿真的空間里統(tǒng)一展示地理、地質(zhì)、建筑設(shè)施、設(shè)備資產(chǎn)、自動化、監(jiān)控、監(jiān)測及其他擴展信息，以產(chǎn)生更高級的運行控制與協(xié)同管理。

　　可視化企業(yè)資產(chǎn)布局全景

　　TPM三維可視化動態(tài)設(shè)備管理平臺對企業(yè)的工廠地形地貌、建筑、車間結(jié)構(gòu)、設(shè)施設(shè)備等幾何建模，直觀、真實、精確地展示各種設(shè)施、設(shè)備形狀及生產(chǎn)工藝的組織關(guān)系，設(shè)施、設(shè)備的分布和拓撲情況。使用戶在電腦上就可以瀏覽整個企業(yè)現(xiàn)場，如同親臨現(xiàn)場。同時系統(tǒng)將裝置模型與實時、檔案等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)綁定在一起，實現(xiàn)設(shè)備在三維場景中的快速定位與基礎(chǔ)信息查詢。

　　可視化的安裝管理

　　TPM三維可視化動態(tài)設(shè)備管理平臺可以對在建工程、設(shè)備安裝等進行三維建模，并把三維場景與計劃、實際進度時間結(jié)合，用不同顏色表現(xiàn)每一階段的安裝建設(shè)過程。

　　可視化設(shè)備臺賬管理

　　TPM三維可視化動態(tài)設(shè)備管理平臺建立設(shè)備臺賬及資產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，并和三維設(shè)備綁定，實現(xiàn)設(shè)備臺賬的可視化及模型和屬性數(shù)據(jù)的互查、雙向檢索定位，從而實現(xiàn)TPM三維可視化的資產(chǎn)管理，使用戶能夠快速找到相應的設(shè)備，以及查看設(shè)備對應的現(xiàn)場位置、所處環(huán)境、關(guān)聯(lián)設(shè)備、設(shè)備參數(shù)等真實情況。

　　可視化巡檢管理

　　TPM三維可視化動態(tài)設(shè)備管理平臺采用GPRS+PDA+RFID技術(shù)方案，巡檢任務(wù)從制定、分配、下發(fā)、接收、執(zhí)行、考核等全部工作都可以遠程控制、無線實時同步，從而實現(xiàn)巡檢過程可視化、簡捷化、規(guī)范化、智能化管理,使用戶及時發(fā)現(xiàn)設(shè)施缺陷和各種安全隱患。按照巡檢工作的程序，動態(tài)地收集和管理相應的數(shù)據(jù)，強化巡檢計劃的監(jiān)控力度，提升巡檢工作的管理水平。監(jiān)控人員通過實時監(jiān)控功能，可以掌握當前所有巡檢員的狀態(tài)，并可以選擇任意一個在線巡檢員查看實時位置和巡檢信息。可以查看任意一天或一段時間任一巡線員的歷史軌跡，并可動態(tài)回放歷史軌跡。

　　可視化智能維護管理

　　TPM三維可視化動態(tài)設(shè)備管理平臺可以對企業(yè)重點設(shè)備進行在線信息采集、報警、控制等管理。

　　采集與監(jiān)控：對重點設(shè)備的溫度、濕度、轉(zhuǎn)速、振動、開關(guān)等實時信息進行采集和分析，當工作條件出現(xiàn)異常時，可及時顯示、報警。

　　異常報警處理：一種是事故報警，包括非操作引起的斷路器跳閘和保護裝置動作信號；另一種是普通報警，包括一般設(shè)備狀態(tài)變化、遙信狀態(tài)異常信號、模擬量越復限、節(jié)點或鏈路狀態(tài)、遙控操作、保護操作、電壓合格率、VQC功能、小電流接地選線等功能中的報警。系統(tǒng)能夠?qū)Ω黝悎缶M行分類管理，自動推出報警提示及定位到三維場景相應的設(shè)備上，同時伴隨著不同音響警報，并支持向指定人員手機發(fā)送報警信息，使用戶及時捕獲到運行風險或潛在風險。同時可通過三維動態(tài)方式指導過程處理。

　　遠程控制：可實現(xiàn)遠程控制設(shè)備的啟停、調(diào)整等，同時能在環(huán)境非正常的情況下自動或遠程人為地控制各種環(huán)境調(diào)節(jié)設(shè)備（如空調(diào)、通風設(shè)備等），使工作環(huán)境恢復正常。

　　可視化在線培訓管理

　　1.交互操作培訓

　　TPM三維可視化動態(tài)設(shè)備管理平臺實現(xiàn)操作流程演示學習與在線考核，用于對生產(chǎn)裝置所采用的技術(shù)方案、裝置內(nèi)各主要設(shè)備之間的關(guān)系及物流走向等內(nèi)容進行講解。演示學習以文字介紹、視點變換、動作模擬等方式對操作流程進行模擬演示，以被動接受的方式讓使用人員熟悉裝置操作流程；在線考核功能是在操作流程進行演示學習的基礎(chǔ)上，讓使用人員以虛擬角色的身份在三維場景中通過主動操作（開關(guān)閥門）的方式來引導流程走向，達到全面熟悉操作流程的目的。

　　2.典型設(shè)備培訓

　　典型設(shè)備培訓是針對典型設(shè)備進行可視化培訓，依托三維仿真及虛擬現(xiàn)實技術(shù)為技術(shù)支撐，制作典型設(shè)備的高精度3D模型，在高精度3D設(shè)備模型基礎(chǔ)上，制作出生動、形象的三維動畫視頻培訓課件，從而實現(xiàn)對設(shè)備基本信息、結(jié)構(gòu)組成、工作原理、標準操作以及故障分析等內(nèi)容進行可視化培訓。

　　基礎(chǔ)信息：主要對設(shè)備的名稱、類型、用途、特點等基本信息進行演示講解。

　　設(shè)備結(jié)構(gòu)：主要通過對高精度設(shè)備3D模型進行結(jié)構(gòu)拆分或剖切，對設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成及各組件名稱等信息進行動態(tài)演示講解。

　　工作原理：運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，模擬設(shè)備正常工作時的運行狀態(tài)，對設(shè)備的工作原理進行動態(tài)演示講解。

　　標準操作：主要是對設(shè)備實際操作過程中需要遵循的標準規(guī)范進行動態(tài)演示講解。

　　故障分析：主要對設(shè)備的常見故障及解決方法羅列總結(jié)進行動態(tài)演示講解。

　　3.設(shè)備的拆解、組裝（人機互動式訓練）

　　在完成典型設(shè)備培訓課件的基礎(chǔ)上，建立高精度3D設(shè)備模型數(shù)據(jù)庫，任意選擇將要進行操作的設(shè)備模型，在3D引擎平臺的支持下，進行人機交互式訓練，在界面中通過點擊3D模型的某組件，實現(xiàn)將模型組件從模型上拆解出來，展示模型“從整到零，從零到整”的過程，同時顯示各組件名稱，從而幫助培訓對象深化對設(shè)備結(jié)構(gòu)的掌握程度。為其在以后設(shè)備維修作業(yè)中提供形象化的理論支持。

　　4.應急演練培訓

　　TPM三維可視化動態(tài)設(shè)備管理平臺可利用三維虛擬現(xiàn)實平臺為相關(guān)人員提供“角色”動畫演練，熟悉廠內(nèi)重大事故預案的模擬場景，模擬整個應急預案，并進行推演。

　　應急演練培訓是指基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的新穎培訓模式，是將整個實際演練過程在計算機上的實現(xiàn)。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)生成的一類適用于進行應急演練的三維仿真交互式事故場景環(huán)境（現(xiàn)實世界真實場景的再現(xiàn)），使學員感覺“身臨其境”一般，產(chǎn)生與真實情況下同樣的視覺及聽覺感受。在虛擬現(xiàn)實技術(shù)支持下，虛擬場景中所涉及的事物與真實場景中有著極高的相似度，操作方法也一樣，不論是整個安全事故發(fā)展過程，還是各類場景的現(xiàn)象都具有與真實世界一樣的逼真效果（如設(shè)備的運行狀態(tài)、排液、排氣、泄漏、著火、冒煙等逼真效果），具有極高的畫面沖擊力以及強烈的浸沒感、真實感，使學員在整個應急演練過程中猶如在真實演練一般。

　　基于計算機的虛擬事故環(huán)境可以為所有學員在任何時間、地點提供應急演練環(huán)境。此外，通過對災害現(xiàn)場和災害過程的模擬仿真、情景再現(xiàn)，系統(tǒng)為學員在計算機系統(tǒng)上提供執(zhí)行各項應急救援任務(wù)的三維虛擬事故環(huán)境，學員在此環(huán)境中按照職能和任務(wù)的不同，扮演不同的角色進行應急任務(wù)演練，同時在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持下，可實現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)各角色相互合作，多人協(xié)同演練，完成所設(shè)定的應急任務(wù)，同時也可進行救援競賽，以考核培訓對象對應急預案的掌握程度。

　　在這種不受時間、空間限制的應急演練培訓，使得員工無論是在知識學習、能力創(chuàng)新，還是在經(jīng)驗積累、技能訓練等方面都可以收到意想不到的效果。無論是重復利用性、節(jié)約成本方面，還是從發(fā)展的角度來看，利用應急演練培訓模式對學員進行培訓已經(jīng)成為一種趨勢。

　　結(jié)　語

　　總而言之，借助數(shù)字化工廠平臺，快速地搭建TPM三維可視化動態(tài)設(shè)備管理應用，可顯著降低資本支出（CAPEX）和運營支出（OPEX），減少因非計劃停運造成的收入損失，實現(xiàn)工廠安全運營。在工廠整個生命周期內(nèi)的關(guān)鍵工作流程中，用戶大大受益于動態(tài)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和其它信息系統(tǒng)的協(xié)作功能。數(shù)字化工廠的建立和應用可以提高工廠運營和維修的效率，提高工廠整體的管理水平，并在工廠的生命周期內(nèi)為工廠節(jié)省大量的費用和資源。