数字化的工程设计和运维

实现网络化的数字化规划设计环境

作者:Mickael Planasch 文章来源:PROCESS《流程工业》 点击数:26 发布时间:2018-04-23
用户对现代化的规划设计工具有着很高的期望值,希望快捷且高效地完成复杂流程设备的规划设计,减少工程施工相互连接的接口,实现网络化的规划设计过程等等。为了充分地利用好数字化规划设计工具的优点,Gendorf化学工业园的运营商Infraserv公司开发了一种满足工业4.0要求的数字化规划设计环境,使得数字化的流程工业设备形成了一个完整的链条。
数字化的工程设计和运维

目前,在工业领域中,数字化技术理念被广泛传播。但在某些情况,数字化还仅仅停留在理论上。而对于工程师和流程设备设计师来讲,数字化则是一个非常重要的工具,可以帮助他们快捷且高效地完成复杂的流程设备方案设计、详细的具体设计直至维护保养方案设计,并成为降低成本的有力工具。当前,只有一些大型的公司和企业具有雄厚的资源、能力和IT基础设施来构筑数字化和智能化的流程设备规划设计平台,对于大多数中型企业和工程设计师而言,则几乎没有合适的一站式解决方案。目前的解决方案不是价格太高就是缺少跨企业和跨职能部门的规划设计流程,无法实现无缝的数字化链,更不用说打造一个安全的、具有很强承载能力的IT基础设施平台了。

借助于数字化的规划设计环境可以跨企业、跨部门地完成流程设备的规划设计工作

Gendorf化学工业园的运营商Infrasev公司研发的数字化规划设计环境系统“Gendorf CAX 4.0”是一种基于技术服务的专业化解决方案,工业园的用户企业在进行流程设备规划设计时可以利用这一系统实现高信息安全性的流程工艺技术、仪表和控制技术,以及管道系统建造和流程设备维护保养的数字化规划设计。流程设备的规划设计者可以从高质量、高灵活性以及快速设计等方面获益。工业园的外部客户和设备设计师们也可以在自己的规划设计项目中使用这一新的设计平台。

从理论到实践

Gendorf CAX 4.0有着端到端的数字化规划设计构架,能够实现市场中常见的规划设计工具和模块化的网络化应用,是一个完整的、跨企业、跨职能部门的、集成式规划设计和工程设计环境系统。CAX 4.0中的X表示所有集成在内的设计工具,例如在流程工艺技术领域中表示的是Smartplant系列的工具和模块,在EMR控制和调节技术利用中表示Engineering Base等等。在这一系统的背后还隐含着化学工业园运营商Infraserv Gendorf公司根据多年来在流程设备规划设计和维护保养中积累的专业知识和经验而制定的目录和表格。所有的数据都可以在整理文件记录、流程设备的维护保养、技术改造和引进自动化技术时随时更新和扩展,弥补了设备规划设计和维护保养之间的数字化技术空白。

不同角色基础上的合作

当然,这一系统平台的真正优势在于跨企业和跨职能部门间的数字化合作,其目的是避免不必要的工作步骤和数据传输的等待,告别劳心费力的相互协调以及容易出错的修改更新。使用新的、基于技术服务IT构架基础之上的数字化规划设计环境,使得流程设备的规划设计人员和承包商可以实时访问只有一个主模型的工程设计方案。用户也可以根据自己在规划设计中承担的角色进行工作。而合同发包方则可以有目的地让技术服务商处理指定的子模型,对其进行访问、修改和处理。这样做有着许多的优点,有效提高了整个规划设计过程的速度。流程工艺师和仪表和控制技术专家们能够平行且无需任何接口地处理同一模型,例如可以在规划设计的任何阶段实时地进行客户审核、变更请求或者意见反馈等。另一方面,规划设计的质量和可靠性大大提高。由于所有的设计都在一个主模型上进行,因此没有在数据传递或者在调整时容易出错的冗余设备模型。另外,合同发包商还对访问流程设备规划设计的人员进行了集中管理,有着全面的监控权,凡是有权访问流程设备规划设计的人员都有一定的访问权限并且他的每一个操作都受到了严格的监控。规划设计模型的数据也保存在Infraserv Gendorf公司认证许可的高安全性技术中心的服务器中,有着很高的可用性和安全性。

这一规划设计环境把不同的企业和部门联系到一起

与设备建模无关的终端设备

借助Gendorf CAX 4.0,规划设计团队可以随时随地在3D环境中完成自己的规划设计工作。尽管规划工具非常复杂,但现场测试的第一批客户却对这种快速而流畅的设计工具而感到惊叹。机遇ISG IT服务器技术公司专门开发的基于服务器的IT架构,用户只需一个浏览器和一个应用程序足以使用这一环境平台。因此,在用户的终端设备上,只有“屏幕数据”,没有物理数据。这也就允许多个用户同时访问同一个设备模型,并顺利地设计这一模型。环境系统每分钟创建一次备份,数据密集型工作,即实际的过程工厂建模都是在Gendorfer数据中心的服务器上完成的。数据中心服务器之间的数据传输速率高达10 G,保证了绝大多数用户能够在数秒内处理数据。有了这个IT架构,虚拟化也就不再依赖于用户的网络带宽了。

有些企业惧怕使用这种新的数字化工程平台,因为这意味着成千上万的数据和记录必须从旧系统迁移到新系统中去。ISG工程公司也面临着这样的挑战,过去的电气、测量和控制技术系统是按照与CAE系统Aucoplan 6配套使用而设计的,而现在为实现数字工程的需要必须要改换新的Engineering Base。

现有的规划设计数据必须从旧的CAE系统中毫发无损地迁移到新系统中,而且不能影响正在进行的生产操作,也不能耗时费力地手动修改。技术人员设置了一个数据迁移界面,可以将数以千计的属性和数据集从一个系统移动到另一个系统中去。尽管有巨大的计算能力,但数据的实际迁移只能在周末不生产的情况下才能完成。

数字化的规划设计环境Gendorf CAX 4.0将流程设备的规划设计、流程工艺技术、仪表和控制调节技术、管道制造和维护保养都集成到一个网络中

在Infraserv Gendorf工程设计室中,规划设计人员已经在这样的规划设计环境中成功地工作了超过一年半的时间。自这一系统投入使用以来,已经完成了大约1 500~2 000条管道的数字化管理。

根据项目的复杂程度,工作准备和规划设计,文件记录和项目评估等工作共可节省20%~40%的时间。由于数据的交换是双向的,不仅可以从规划设计流向设备的安装,而且也可以从弯管机回到计算机中的流程设备模型中来。因此,模型反应的始终是最真实的实际状态,极大地简化了文档记录工作。

Gendorf CAX 4.0代表了多个相互独立而又集成在一起的规划设计流程。在它的研发设计过程中,化学工业园的运营商将自己多年来在流程工艺技术、电气技术、建筑工程技术、过程自动化和维护管理方面的经验都融合在这一系统环境中。这一规划设计环境的特点是以实践为主导,针对流程工业设备制造商和化工厂建设者的需求而量身打造的。工程设计、IT体系结构和许可证处理的一站式方案,对中型企业来说是一个可以在没有大量投资的情况下顺利进入数字化工程设计的大好机遇。

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