日本在线www-日本在线播放一区-日本在线不卡免费视频一区-日本在线不卡视频-成人影院久久久久久影院-成人影院一区二区三区

★ 海洋石油工程股份有限公司 王會峰，儲樂平，張良軒，林 宏，童暉，金海洋，楊淦，劉應(yīng)旭

1　目標和概述

 傳統(tǒng)海洋油氣裝備制造屬于勞動密集型產(chǎn)業(yè)，具有 產(chǎn)品類型多、制造工序長、定制化比例大、標準化程度低等顯著特點，其各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)碎片化現(xiàn)象嚴重，實現(xiàn) 數(shù)字化、智能化難度極大，這成為制約行業(yè)質(zhì)量效率提升的重要瓶頸。海洋石油工程股份有限公司（以下簡稱海 工）的傳統(tǒng)生產(chǎn)車間多采用人工裝配工藝和傳統(tǒng)工業(yè)以太網(wǎng)通訊模式，生產(chǎn)過程中占用大量人力資源和固定網(wǎng) 絡(luò)通訊手段，產(chǎn)品品質(zhì)一定程度上依賴工人的主觀責(zé)任心和技術(shù)水平。在疫情沖擊下，海工在生產(chǎn)制造過程中 的問題越發(fā)突出，成為海工提質(zhì)增效的關(guān)鍵瓶頸。

（1）成本問題：人工成本逐年遞增，用工荒問題凸顯，同行競爭優(yōu)勢不再； 

（2）缺乏數(shù)據(jù)：定額數(shù)據(jù)源頭缺失，數(shù)據(jù)掌控不強，成本核算不準確； 

（3）安全隱患：建造生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，人員素質(zhì)參差不齊，用工數(shù)量巨大，難以管理； 

（4）管理粗放：生產(chǎn)環(huán)節(jié)涉及多部門協(xié)調(diào)，效率低下。

 針對以上問題，公司將推動新一代信息技術(shù)和業(yè)務(wù)深度融合，以智能制造為核心，以5G網(wǎng)絡(luò)為傳輸為手 段，以全廠數(shù)字孿生為目標，加快智能全業(yè)務(wù)鏈數(shù)字化建設(shè)，促進數(shù)據(jù)資產(chǎn)沉淀共享，推動核心業(yè)務(wù)能力升級與管理效率提升，構(gòu)建數(shù)字工廠和透明工廠。

 2　方案介紹 

2.1　系統(tǒng)架構(gòu)

 根據(jù)海工的數(shù)字轉(zhuǎn)型規(guī)劃，本項目通過縱向維度 和橫向維度來做整體規(guī)劃?？v向上，分為設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)層、邊緣計算層、中心計算層四個維度。 

（1）設(shè)備層中主要包括各種生產(chǎn)設(shè)備和傳感器，如具備5G模組的AR眼鏡、5G攝像頭、5G安全帽、5G 工業(yè)PAD等，不具備5G能力的設(shè)備如AGV小車、機 械臂、自動化焊機和PLC則通過5G終端設(shè)備接入5G 網(wǎng)絡(luò)，如5G工業(yè)網(wǎng)關(guān)、5G工業(yè)路由器、5G CPE、5G DTU等。 

（2）在網(wǎng)絡(luò)層，根據(jù)各種設(shè)備的不同網(wǎng)絡(luò)需求和安全需求，將5G專網(wǎng)做網(wǎng)絡(luò)切片管理。生產(chǎn)網(wǎng)切片， 主要針對AR眼鏡、5G攝像頭等，帶寬需求較大的采用 eMMB切片；工控網(wǎng)絡(luò)切片，主要針對機械臂、AGV 等，對時延要求低的設(shè)備采用URLLC網(wǎng)絡(luò)切片。網(wǎng)絡(luò) 切片采用切片隔離和切片認證技術(shù)保證網(wǎng)絡(luò)安全。 

（3）在邊緣計算層采用下沉式UPF+MEP服務(wù)器的獨享MEC模式，其由多個分布式協(xié)同服務(wù)器組成， 能提供可擴展的邊緣計算服務(wù)，可用于滿足可靠性、實 時性、安全性等需求。在邊緣層主要部署對時延要求比 較高的信息系統(tǒng)如焊機群控管理系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)和 塔吊控制的上位機系統(tǒng)等。 

（4）在中心計算層建設(shè)海工數(shù)據(jù)中心，在中心上部署大數(shù)據(jù)治理平臺和數(shù)字孿生平臺，在平臺上部署自 主研發(fā)的DIMS系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)、MES系統(tǒng)、CRM等對 計算資源、存儲資源要求較高的系統(tǒng)。

 橫向上，根據(jù)海工數(shù)字轉(zhuǎn)型規(guī)劃，已初步建成天津臨港制造基地，未來將會繼續(xù)規(guī)劃青島智能制造基地和 珠海智能制造基地。

 海油工程整體部署方案如圖1所示。

圖1 海油工程整體部署方案圖

 2.2　數(shù)據(jù)架構(gòu) 

目前的數(shù)據(jù)架構(gòu)中，主要包括AWP架構(gòu)（各類單體模塊、CWP/IWP數(shù)據(jù)）、UDM架構(gòu)（產(chǎn) 品結(jié)構(gòu)視圖、圖紙結(jié)構(gòu)視圖）、IWP數(shù)據(jù)包架構(gòu) （MBOM）、工藝路線架構(gòu)（Process）、制造資源架 構(gòu)（Resource）。系統(tǒng)中跨業(yè)務(wù)活動設(shè)備、集成間的 集成方式均通過接口的形式實現(xiàn)，接口均按照制定的技 術(shù)規(guī)范進行集成。其中，技術(shù)規(guī)范對接口通用說明、需 求概述、接口架構(gòu)設(shè)計（包含架構(gòu)設(shè)計、技術(shù)路線）、 接口集成匯總清單、接口設(shè)計、系統(tǒng)設(shè)置等六大方面進 行了規(guī)范設(shè)計。

 2.3　軟硬件部署 

2.3.1　邊緣計算層 

MEP服務(wù)器上部署了SCADA系統(tǒng)，SCADA系統(tǒng)作為MES系統(tǒng)與底層設(shè)備之間溝通的橋梁，對下可以將 MES信息下發(fā)到底層設(shè)備，對上可以將底層設(shè)備信息提 供給中心計算層包括MES在內(nèi)的第三方系統(tǒng)。與MES 等上層系統(tǒng)相比，SCADA系統(tǒng)更傾向于底層設(shè)備的數(shù) 據(jù)實時采集，并將相關(guān)數(shù)據(jù)進行歸檔，處理方便后續(xù)追 溯使用；與底層設(shè)備系統(tǒng)相比，SCADA系統(tǒng)提供了豐 富的IT接口，可采集包括MES在內(nèi)的上層系統(tǒng)數(shù)據(jù)并 在現(xiàn)場看板做實時展示。SCADA系統(tǒng)可以采集智能橋 式起重機、RGV、等離子切割機、型鋼切割機、打磨機 器人、2臺焊接門架和1臺組對門架的設(shè)備狀態(tài)、報警參 數(shù)等數(shù)值，方便辦公室人員查看現(xiàn)場設(shè)備實時狀態(tài)及生 產(chǎn)進度，并依次有車間級畫面、區(qū)域?qū)蛹壆嬅婧驮O(shè)備層 級畫面予以顯示。

 此外，5G智能工廠還在邊緣層部署了動能監(jiān)測系 統(tǒng)、智能安防系統(tǒng)、單體焊機群控系統(tǒng)、塔吊防碰撞系 統(tǒng)、塔吊遠程起重機安全監(jiān)視管理系統(tǒng)、空壓機管網(wǎng)智 能調(diào)控系統(tǒng)、橋門式起重機監(jiān)測系統(tǒng)、龍門吊監(jiān)控系 統(tǒng)、門座式起重機監(jiān)控系統(tǒng)、有機廢氣在線監(jiān)測系統(tǒng)、 粉塵在線監(jiān)測系統(tǒng)、環(huán)境因素在線監(jiān)測系統(tǒng)、電動通風(fēng) 采光系統(tǒng)共13套工控系統(tǒng)，實現(xiàn)對全廠區(qū)關(guān)鍵、大型 生產(chǎn)設(shè)備、系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，為安全生產(chǎn)、 能源管理、風(fēng)險管控、節(jié)能降耗、綠色環(huán)保工作保駕護 航，為全廠設(shè)備數(shù)據(jù)采集和一體化生產(chǎn)監(jiān)控平臺建設(shè)打 下了堅實的基礎(chǔ)。

 2.3.2　中心計算層 

（1）打造了用于計劃管理、數(shù)字化工作包管理、 圖文檔管理、UDM主數(shù)據(jù)管理、變更管理、工藝路線 管理、計劃排程、工單管理、生產(chǎn)執(zhí)行、資源調(diào)度、質(zhì) 量管理、材料管理、安全管理等的數(shù)字化智能制造管理 系統(tǒng)（DIMS）并部署在中心計算層上。DIMS系統(tǒng)以 “工廠化管理+工單制執(zhí)行”為抓手，打造了一體化的 信息系統(tǒng)平臺，實現(xiàn)建造環(huán)節(jié)的“生產(chǎn)可監(jiān)控，計劃可 跟蹤，質(zhì)量可追溯”，實現(xiàn)臨港基地的數(shù)字化協(xié)同建 造、高效率及時生產(chǎn)、高質(zhì)量準時交付。 

（2）部署了包含板材切割下料執(zhí)行系統(tǒng)、甲板片 預(yù)制執(zhí)行系統(tǒng)、工藝管線預(yù)制執(zhí)行系統(tǒng)共3套MES系 統(tǒng)。MES系統(tǒng)作為車間執(zhí)行層面的管控系統(tǒng)，主要用于 工單接收、執(zhí)行和狀態(tài)反饋，具體內(nèi)容包括工單接收、 工藝文件接收、圖紙接收、計劃排產(chǎn)、派工、報工、設(shè) 備監(jiān)控、狀態(tài)記錄、工時填報及產(chǎn)品過程檢驗信息填 報和狀態(tài)記錄。通過應(yīng)用信息化手段，大部分生產(chǎn)過程 的執(zhí)行可通過信息化傳遞至相應(yīng)的工作單元中，如板 材、型鋼材料加工、甲板片自動焊接等。一些必須通過 手工執(zhí)行的工作，其下達的指令可自動記錄在信息化系 統(tǒng)中，方便跟蹤和追溯。此外，通過設(shè)計不同的工藝路 線，生產(chǎn)過程中的檢驗環(huán)節(jié)可在系統(tǒng)中填寫、提交，基 本覆蓋質(zhì)量控制的要點，實現(xiàn)質(zhì)量信息追溯完整性。 

（3）部署了用于庫存管理和材料出入庫管理的 WMS系統(tǒng)，并依據(jù)倉儲管理規(guī)范要求（供應(yīng)鏈倉儲物 流管理辦法、供應(yīng)鏈倉儲物流實施細則）對倉儲接收、 驗收、入庫、盤點、配送等進行合規(guī)管理。通過WMS 系統(tǒng)與WCS系統(tǒng)的集成，實現(xiàn)對立體倉庫、堆垛機、 RGV輸送車、AGV小車、輸送線等自動化配套資源的 調(diào)度，完成物資入出庫、上下架調(diào)度、庫存管理等基礎(chǔ) 業(yè)務(wù)功能，實現(xiàn)倉儲入出庫全流程的可視可控。通過 WMS系統(tǒng)與SAP系統(tǒng)、DIMS系統(tǒng)、MES系統(tǒng)等各系 統(tǒng)軟件的高效集成，完成材料與生產(chǎn)的融合管理。

（4）其他的辦公系統(tǒng)如ERP、CRM等。

 2.4　5G應(yīng)用場景打造 

5G應(yīng)用場景主要部署在邊緣服務(wù)器上，結(jié)合海洋 石化裝備制造業(yè)先生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件后建造組裝的特點，可分為生產(chǎn)和建造兩大模塊。 

2.4.1 在生產(chǎn)模塊 

 （1）5G+智能倉儲 

5G智能倉儲系統(tǒng)實現(xiàn)了2500平方米范圍內(nèi)設(shè)備的 自動作業(yè)、2304個貨位的智能化作業(yè)，減輕了工廠作業(yè) 人員的工作強度，提高了產(chǎn)線作業(yè)能力，實現(xiàn)了貨物的 自動搬運及智能倉儲，達到了少人化、智能化的目的。 

（2）5G+智能生產(chǎn)

 5G智能生產(chǎn)依托自主開發(fā)的DIMS系統(tǒng)，在5G技 術(shù)加持下，員工在現(xiàn)場可以使用PAD登錄系統(tǒng)快速接 發(fā)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了生產(chǎn)的全流程數(shù)字管控，全面打通了設(shè) 計、倉儲與現(xiàn)場生產(chǎn)的數(shù)據(jù)，車間人員不必花費大量時 間在電腦前伏案整理數(shù)據(jù)，項目管理人員也不必時時刻 刻在現(xiàn)場監(jiān)督，大大節(jié)省了人力成本，提高了管理效率 與生產(chǎn)質(zhì)量。 

（3）5G+人員安全

 在海工5G智能工廠里，北斗人員定位單兵巡檢 +5G的配合使用主要應(yīng)用在5G智能工廠內(nèi)作業(yè)人員管理 等場景，其通過5G高速率的特性，將采集的位置信息 實時回傳，同時結(jié)合5G MEC統(tǒng)一監(jiān)控平臺，實現(xiàn)人員違規(guī)、廠區(qū)環(huán)境風(fēng)險監(jiān)控的實時分析和報警，大大提高 了作業(yè)安全規(guī)范性。 

2.4.2　在建造模塊 

（1）5G+AR遠程指導(dǎo)

 當(dāng)技術(shù)人員在總裝場地建造過程中，通過5G+AR 的創(chuàng)新技術(shù)對建造人員進行視頻指導(dǎo)，基于5G網(wǎng)絡(luò)的 AR看到的內(nèi)容可以讓一線操作人員解決現(xiàn)場遇到的問 題；通過5G的低時延特點還可以擴展遠程協(xié)作功能， 可以將預(yù)組裝所需要的質(zhì)檢信息、物料信息以及工藝 工序信息及時地反饋給建造人員；通過5G+AR智能設(shè) 備，可以幫助一線組裝人員及時和研發(fā)設(shè)計中心進行溝 通，利用基于5G的AR遠程協(xié)助，通過語音視頻通訊、 AR實時標注等功能進行遠程協(xié)作，實現(xiàn)預(yù)組裝流程的 閉環(huán)管理，避免了線下自主溝通造成的資源浪費。 

（2）5G+塔吊遠程控制

 針對海油工程車間現(xiàn)場環(huán)境要求，建設(shè)一套現(xiàn)場 操作少人化、集中至中控室統(tǒng)一遠程操控的塔吊系統(tǒng)， 并通過在每個塔吊安裝高清攝像頭（覆蓋塔吊操作范 圍），以及聯(lián)通5G工業(yè)網(wǎng)關(guān)與總裝場地5G宏站實時通 訊，實現(xiàn)中控室的集中遠程遙控的高清視頻可視化（低 延時、超高清）。根據(jù)各車激光防撞信號，對塔吊進行 減速、停機等連鎖控制，并通過塔吊位置數(shù)據(jù)，優(yōu)化防 撞措施，同時通過起重重量限制、高度限制、超速限制 來提高塔吊安全監(jiān)控與保護。

 （3）5G+視頻分析

 前端點位通過5G網(wǎng)絡(luò)進行傳輸，中心平臺支持視 頻進行自動智能分析，及時報告可疑事件的發(fā)生，并對 提取出來的事件信息和視頻數(shù)據(jù)進行記錄，從而達到實 時報警和有效視頻檢索的目的。借助智慧化技術(shù)，實現(xiàn) 區(qū)域陌生人、車入侵布控預(yù)警應(yīng)用，捕捉人體大圖，并 實時結(jié)構(gòu)化分析，便于后續(xù)檢索查詢。

 2.5　安全措施 

本項目通過5G宏站+室分的SA組網(wǎng)的方式進行無 線側(cè)的部署，實現(xiàn)廠區(qū)各類數(shù)據(jù)的采集和下發(fā)，特別是 對移動性要求高的應(yīng)用終端，提供了便捷可靠的無線接 入方式，并通過部署邊緣UPF的方式，將聯(lián)通核心網(wǎng)的 分流和計算能力下沉到用戶邊緣，保障了可靠的生產(chǎn)控 制類信息交互，并將園區(qū)普通用戶流量和園區(qū)內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù) 流進行隔離和分流，提高了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的安全性。本項目安全措施如圖2所示。

 圖2 安全措施圖

 3　代表性及推廣價值 

3.1　創(chuàng)新性 

本項目是產(chǎn)學(xué)研用一體實施（同時開展研究，同時 開展學(xué)習(xí)，同時落地應(yīng)用）的代表。海油工程組建200 多人核心技術(shù)團隊，聯(lián)合中國聯(lián)通、國內(nèi)知名高校和科 研機構(gòu)，統(tǒng)籌國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)資源，攻克了數(shù)字協(xié)同設(shè)計、 智能化排產(chǎn)、智能定位組對、自動切割焊接、智能倉儲 等海洋工程智能制造關(guān)鍵技術(shù)難題，成功搭建了工業(yè)大 腦。該項目以數(shù)據(jù)資產(chǎn)為核心，運用5G技術(shù)賦能，實 現(xiàn)智慧管理，填補了我國海洋油氣裝備數(shù)字化、智能化 制造領(lǐng)域的多項技術(shù)空白，成功探索了海洋石油工業(yè)領(lǐng) 域“以行業(yè)龍頭企業(yè)為需求、5G運營商為保障、知名 高校與科研院所為支撐、相關(guān)企業(yè)為配套”的5G智慧 生態(tài)的全新模式。 

3.2　方案成熟性

 海工5G智能工廠的建設(shè)將對高端裝備行業(yè)智能工 廠建設(shè)與推廣應(yīng)用產(chǎn)生示范帶動效應(yīng)，成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的 新引擎；將拉動產(chǎn)業(yè)鏈上下游200億元相關(guān)產(chǎn)業(yè)，帶動 終端生態(tài)，推動海洋裝備制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，促進海洋 裝備制造工廠5G技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，打造5G智能工廠 標桿，賦能人才培養(yǎng)。 全新的海工5G智能工廠正在孕育形成一系列以數(shù) 據(jù)為核心的海洋工程技術(shù)產(chǎn)品、服務(wù)模式和商業(yè)形態(tài)， 將極大拉動相關(guān)領(lǐng)域的創(chuàng)新型企業(yè)不斷涌現(xiàn)壯大，并將 成為經(jīng)濟增長的重要新動能。

 3.3　商業(yè)價值 

海油工程天津智能化制造基地作為中央企業(yè)數(shù)字 化轉(zhuǎn)型示范基地，大量應(yīng)用5G、工業(yè)大數(shù)據(jù)、人工智 能等先進技術(shù)，通過分析和總結(jié)公司多年來在大型工程 結(jié)構(gòu)物方面項目計劃、生產(chǎn)組織、車間執(zhí)行等技術(shù)和經(jīng) 驗，實現(xiàn)從項目管控、車間建造到廠區(qū)管理的全流程智 能化，為海洋油氣裝備行業(yè)提供了可復(fù)制、可推廣的數(shù) 字化、智能化運營管理模式，也推動了整個產(chǎn)業(yè)鏈的整 體提升。 

（1）對于產(chǎn)業(yè)上游的材料和設(shè)備供應(yīng)商，主要包 括鋼材、焊材、涂料以及各種設(shè)備制造行業(yè)，通過5G 的生產(chǎn)應(yīng)用場景，將項目訂單的工藝、計劃。交貨信息 直接傳遞到供應(yīng)商的系統(tǒng)中，同時能夠及時獲取供應(yīng)商 最新的生產(chǎn)進度及質(zhì)量反饋，在后續(xù)的總裝現(xiàn)場裝配過 程中，也可以通過5G+AR場景與上游供應(yīng)商進行遠程 配合解決現(xiàn)場的裝備問題，整體提升了產(chǎn)業(yè)上游的服務(wù) 交付能力。 

（2）對于產(chǎn)業(yè)中游，主要為國內(nèi)的博邁科、蓬 萊巨濤海洋、南通惠生等企業(yè)，還有中集來福士、外 高橋造船、招商工業(yè)、中遠海運重工等中國船廠，通 過運用多種5G智能場景，提升工廠的工作效率，降低 人力成本，杜絕安全事故，在海油工程行業(yè)內(nèi)起到了 引領(lǐng)作用，對國家的能源行業(yè)發(fā)展起到了帶頭示范作 用。 

（3）對于產(chǎn)業(yè)下游，主要客戶是國際油氣開發(fā)公 司、天然氣液化行業(yè)以及工程承包商。在服務(wù)下游業(yè) 主方面，本項目以整個海油工程EPCI核心主鏈條為主 線，實現(xiàn)了工程項目總包管理與業(yè)務(wù)的協(xié)同，最終實現(xiàn) 了項目高質(zhì)量低成本交付，推動了海洋制造產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā) 展。

 3.4　社會價值 

（1）提升了我國海上油氣制造業(yè)的競爭力 

海油工程天津5G智能工廠的主要應(yīng)用和價值創(chuàng)造 體現(xiàn)在工廠智能生產(chǎn)、工廠內(nèi)部生產(chǎn)管理、產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng) 鏈協(xié)同三大方面。海洋石油工程集團通過自身5G智能 工廠的建設(shè)，將5G、大數(shù)據(jù)、人工智能與工業(yè)場景深 入融合并積累了相關(guān)場景的建設(shè)經(jīng)驗，為我國海洋油氣 制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了可供參考、可以落地的重要 經(jīng)驗，對提升我國海上油氣制造業(yè)數(shù)字化、打造行業(yè)核 心競爭力具有重要意義。 

（2）保障了國家海上能源安全獨立自主

 受地緣政治沖突、新冠肺炎疫情、氣候變化等多重 因素疊加影響，國際能源形勢呈現(xiàn)諸多新變化。我國作 為能源消費大國，面對國內(nèi)陸地石油資源日益枯竭、國際油價突飛猛進的新常態(tài)，海上石油的開發(fā)利用成為了 解決這一問題的重要抓手之一。

 海洋石油工程集團作為國內(nèi)唯一一家具備全產(chǎn)業(yè)鏈 裝備制造能力的海上油氣裝備制造商，面對行業(yè)發(fā)展瓶 頸，結(jié)合企業(yè)自身發(fā)展痛點，通過海油工程天津5G智 能化制造基地的建設(shè)，并采用國產(chǎn)裝備開發(fā)油氣資源， 大力提升了海洋油氣裝備的制造能力，為推動海洋科技 實現(xiàn)高水平自立自強、保障國家能源安全、建設(shè)海洋強 國作出了突出貢獻。 

（3）推動了我國數(shù)字經(jīng)濟加速向前發(fā)展 

當(dāng)今時代，數(shù)字技術(shù)、數(shù)字經(jīng)濟是世界科技革命和 產(chǎn)業(yè)變革的先機，是新一輪國際競爭重點領(lǐng)域。天津海 工5G智能工廠建設(shè)發(fā)揮了智能制造、數(shù)字工廠的示范 作用，海工5G智能工廠正在孕育形成一系列以數(shù)據(jù)為 核心的技術(shù)產(chǎn)品、服務(wù)模式和商業(yè)形態(tài)，其相關(guān)領(lǐng)域的 創(chuàng)新型企業(yè)在不斷涌現(xiàn)壯大，自身也在形成一個新興產(chǎn) 業(yè)，并將成為經(jīng)濟增長的重要新動能。

摘自《自動化博覽》2023年第2期暨《邊緣計算2023專輯》