TPM咨詢服務中心TPM咨詢公司概述：隨著時代的發展，工業4.0概念以及中國實施制造強國戰略第一個十年的行動綱領《中國制造2025》的出臺，工業領域的傳統工作模式受到了巨大的挑戰，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、制造等行業的業主面臨著前所未有的挑戰。為了滿足全球市場不斷增長的需求，各行業正在不斷擴建和增建設施。而且項目必須安全的、利用有限的資源、按照嚴謹的計劃安排（最大限度地縮短上市時間、最大限度地延長在市時間)、在嚴格的資本支出(CAPEX)預算內設計、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)實現安全、可持續生產方面，同樣面臨著前所未有的壓力來實現最佳的資產性能和資產回報。

　　TPM可視化管理

　　以低成本實現工廠安全、可持續生產、運營、維護和管理，需要快速獲取與工廠實際狀態一致的基礎數據，數字化工廠是實現這一目標的最佳手段。數字化工廠是以數據為基礎的信息管理平臺；是一個以工廠設備基礎數據為核心的數據倉庫。數字化工廠不僅僅是一個數據集成的平臺，更是一個信息瀏覽的端口和項目數據移交的工具，為工廠的日常運營、維護、擴建和檢維修項目提供了完整、準確和可信的基礎數據。

　　通過信息生命周期管理，數字化工廠的數據可以在工廠中不斷更新、維護和再利用。數字化工廠是工廠的無形資產；而且基礎數據的數字化是一種管理的創新，可以提高工廠的工作效率和提升管理水平。

　　數字化工廠的技術路線

　　數字化工廠核心是實現企業資產的數字化，而資產密集型企業的核心資產是設備（裝置），TPM三維可視化動態設備管理應用是在數字化工廠平臺基礎上運用三維仿真和虛擬現實技術構建行業逼真的三維模擬現實場景。將企業資產三維模型以及信息屬性有機地結合起來（行業數據、音頻、視頻等流媒體）。采用基于網絡的信息處理技術，實現資產運行監視、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、安防和環境監測）等功能的一體化監控管理，大幅度的提高了企業資產運營能力。

　　TPM三維可視化動態設備管理平臺基于X3D(Extensible3D-可擴展3D)可擴展三維語言與組件技術，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化，聚合形成統一X3D實景仿真模型。X3D實景仿真模型通過持續更新三維數據與擴展不同類型的數據信息，包括：工程數據、資產數據、工藝自動化數據、監控監測數據、信息系統數據，可在實景仿真的空間里統一展示地理、地質、建筑設施、設備資產、自動化、監控、監測及其他擴展信息，以產生更高級的運行控制與協同管理。

　　可視化企業資產布局全景

　　TPM三維可視化動態設備管理平臺對企業的工廠地形地貌、建筑、車間結構、設施設備等幾何建模，直觀、真實、精確地展示各種設施、設備形狀及生產工藝的組織關系，設施、設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現場，如同親臨現場。同時系統將裝置模型與實時、檔案等基礎數據綁定在一起，實現設備在三維場景中的快速定位與基礎信息查詢。

　　可視化的安裝管理

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

　　可視化設備臺賬管理

　　TPM三維可視化動態設備管理平臺建立設備臺賬及資產數據庫，并和三維設備綁定，實現設備臺賬的可視化及模型和屬性數據的互查、雙向檢索定位，從而實現TPM三維可視化的資產管理，使用戶能夠快速找到相應的設備，以及查看設備對應的現場位置、所處環境、關聯設備、設備參數等真實情況。

　　可視化巡檢管理

　　TPM三維可視化動態設備管理平臺采用GPRS+PDA+RFID技術方案，巡檢任務從制定、分配、下發、接收、執行、考核等全部工作都可以遠程控制、無線實時同步，從而實現巡檢過程可視化、簡捷化、規范化、智能化管理,使用戶及時發現設施缺陷和各種安全隱患。按照巡檢工作的程序，動態地收集和管理相應的數據，強化巡檢計劃的監控力度，提升巡檢工作的管理水平。監控人員通過實時監控功能，可以掌握當前所有巡檢員的狀態，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，并可動態回放歷史軌跡。

　　可視化智能維護管理

　　TPM三維可視化動態設備管理平臺可以對企業重點設備進行在線信息采集、報警、控制等管理。

　　采集與監控：對重點設備的溫度、濕度、轉速、振動、開關等實時信息進行采集和分析，當工作條件出現異常時，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，包括一般設備狀態變化、遙信狀態異常信號、模擬量越復限、節點或鏈路狀態、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。系統能夠對各類報警進行分類管理，自動推出報警提示及定位到三維場景相應的設備上，同時伴隨著不同音響警報，并支持向指定人員手機發送報警信息，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方式指導過程處理。

　　遠程控制：可實現遠程控制設備的啟停、調整等，同時能在環境非正常的情況下自動或遠程人為地控制各種環境調節設備（如空調、通風設備等），使工作環境恢復正常。

　　可視化在線培訓管理

　　1.交互操作培訓

　　TPM三維可視化動態設備管理平臺實現操作流程演示學習與在線考核，用于對生產裝置所采用的技術方案、裝置內各主要設備之間的關系及物流走向等內容進行講解。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.典型設備培訓

　　典型設備培訓是針對典型設備進行可視化培訓，依托三維仿真及虛擬現實技術為技術支撐，制作典型設備的高精度3D模型，在高精度3D設備模型基礎上，制作出生動、形象的三維動畫視頻培訓課件，從而實現對設備基本信息、結構組成、工作原理、標準操作以及故障分析等內容進行可視化培訓。

　　基礎信息：主要對設備的名稱、類型、用途、特點等基本信息進行演示講解。

　　設備結構：主要通過對高精度設備3D模型進行結構拆分或剖切，對設備的結構組成及各組件名稱等信息進行動態演示講解。

　　工作原理：運用虛擬現實技術，模擬設備正常工作時的運行狀態，對設備的工作原理進行動態演示講解。

　　標準操作：主要是對設備實際操作過程中需要遵循的標準規范進行動態演示講解。

　　故障分析：主要對設備的常見故障及解決方法羅列總結進行動態演示講解。

　　3.設備的拆解、組裝（人機互動式訓練）

　　在完成典型設備培訓課件的基礎上，建立高精度3D設備模型數據庫，任意選擇將要進行操作的設備模型，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備結構的掌握程度。為其在以后設備維修作業中提供形象化的理論支持。

　　4.應急演練培訓

　　TPM三維可視化動態設備管理平臺可利用三維虛擬現實平臺為相關人員提供“角色”動畫演練，熟悉廠內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實技術的新穎培訓模式，是將整個實際演練過程在計算機上的實現。利用虛擬現實技術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境（現實世界真實場景的再現），使學員感覺“身臨其境”一般，產生與真實情況下同樣的視覺及聽覺感受。在虛擬現實技術支持下，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展過程，還是各類場景的現象都具有與真實世界一樣的逼真效果（如設備的運行狀態、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境可以為所有學員在任何時間、地點提供應急演練環境。此外，通過對災害現場和災害過程的模擬仿真、情景再現，系統為學員在計算機系統上提供執行各項應急救援任務的三維虛擬事故環境，學員在此環境中按照職能和任務的不同，扮演不同的角色進行應急任務演練，同時在互聯網技術支持下，可實現局域網內各角色相互合作，多人協同演練，完成所設定的應急任務，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、能力創新，還是在經驗積累、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、節約成本方面，還是從發展的角度來看，利用應急演練培訓模式對學員進行培訓已經成為一種趨勢。

　　結　語

　　總而言之，借助數字化工廠平臺，快速地搭建TPM三維可視化動態設備管理應用，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，實現工廠安全運營。在工廠整個生命周期內的關鍵工作流程中，用戶大大受益于動態基礎數據和其它信息系統的協作功能。數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為工廠節省大量的費用和資源。