?智慧电厂
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概念
智慧电厂 就是在数字化电厂的基础上进行信息化和智能化融合，利用物联网、工业互联网、大数据、人工智能、工业机器人、虚拟现实等高新技术加强信息管理和服务、清楚地掌握生产流程、提高生产过程的可控性、减少人工干预、及时正确地采集生产过程数据从而科学地制定生产计划、构建高效节能、绿色环保、环境舒适的人性化工厂，最终达到降本增效提高生产力的目的，是数字化、信息化、智能化的科学高效的新型电厂。
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发展历程
从当前的数字化电厂阶段再到智能电厂以及未来我们的智慧电厂目标，其实现过程并非一朝一夕，需要技术和硬件的不断迭代更新，也需要人的认知以及配套环境的不断升级。但无论如何，这条发展主线是大家所认同也是大家共同追求的目标，当前主流观点认为我们仍处于数字化电厂阶段，下一阶段是智能电厂，最终目标是智慧电厂。
数字化电厂阶段：我们需要完成的是基础数据的积累，属于电厂的数据储备阶段，我们通过基建期的数字化移交积累原始数据，再与电厂DCS、SIS、ERP以及MIS等系统的集成，可以打造一个数据之间存在清晰逻辑关系的庞大数据池。在这个阶段，我们更重要的是要做好基建期的数字化移交工作，以保证后期运行期的数据还原并可追溯。
智能电厂阶段：我们需要完成的是对电厂设备的智能控制，属于电厂的数据控制阶段，当我们有了足够的数据并且将数据与电厂实体对象进行了关联之后，我们便可以通过收集到的数据经过系统分析自动判断是否需要对某个诸如开关等设备进行启停等操作，这个阶段我们更重要的是做好数据分析判断与物联网的搭设。
智慧电厂阶段：是我们数字化电厂的终极目标，当电厂积累了足够的数据，以及具备大量的分析判断算法积累，这个阶段人工智能技术的自我学习能力起到了关键的作用，通过人工智能技术将大幅度提高计算机分析效率，可以更快、更准的做出判断并响应。
?数字化电厂
要实现智慧电厂的终极目标，数字化电厂建设是根基。简单来说就是物理电厂的数字化孪生电厂。通过现代数字化技术将物理电厂的几乎每一个对象进行数字化描述，描述可以分为三个维度，分别是三维模型、静态数据、运行状态。
国内外数字化电厂建设现状
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国外数字化流程工厂现状
国外（主要指美国）无论是火电、核电还是石油化工领域，其数字化程度均相对较高，数据在运维阶段应用较为充分，但是由于新建工程较少，后期在工业互联网应用方面不占优势。
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国内数字化流程工厂现状
国内流程工厂领域，相对国外数字化程度有一定差距，大部分处在传统数字化阶段（传统现场总线技术路线），孪生数据之间并未充分互联互通。其中核电是相对数字化程度较高的领域，数字化集成相对较高；石油石化最早进行数字化设计；火电领域起步相对较晚，数字化程度并不高，并且数字化系统相对分散。总体来讲，在数字化建设领域均需要进一步提升。
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数字化孪生工厂建设痛点
在流程工厂领域，由于工程体量庞大，涉及机构复杂，牵涉技术繁多等因素，导致在进行数字化电厂建设过程中遇到诸多困难，（这里只从数据层面进行分析）痛点主要体现在数据孤岛和信息传递丢失两方面。
▉ 数据孤岛
a、设计软件不兼容
在设计阶段，不同的设计院使用的设计软件系列都有会有差异，有的设计院喜欢用AVEVA系列，有的设计院喜欢用鹰图系列，甚至还有的喜欢用欧特克系列。而这些不同的设计软件之间并不兼容，比如我们不能用PDMS软件打开PDS模型，但往往我们可能同一个工厂三维设计时使用的软件既有PDMS、也有CATIA，甚至还有Revit等等。刚才所说的三维设计软件品类只是此类软件种类的冰山一角，这些不同软件产生的海量数据格式之间互不兼容导致众多数据孤岛的存在，所以这也是我们为什么需要做兼容各类格式的集成平台的重要原因。（数据兼容不仅指的是对三维模型的兼容，更重要的是对数据的解析，也是最难的部分。不同的数据解析难度不同，比如对于PDMS的数据解析我们可以做到无缝兼容，而大部分供应商可能无从下手，这取决于设计软件厂商的底层数据库架构以及供应商的数据处理能力）
b、三方数据不共享
流程工厂的协同三方（设计、采购施工、运维）由于使用的功能性软件各不相同，设计院使用的是设计软件，工程公司常用的是工程管理软件，运维单位常用的是运维系统软件，而这些不同功能性软件之间的数据并不能共享，目前的三方协作状态可能大多通过PDF、Excel、Word等图文图档格式，这类文件多数情况下并非结构化数据，难以被利用。
C、三方协同不实时在线
由于三方使用的功能性软件定位不一致，所以不同功能软件之间的通信是被孤立的，比如工程建设阶段的管理软件数据信息无法加载到设计院提供的三维模型，而设计院提供的三维模型里面的设计信息工程管理软件也无法识别，以核电工程为例，可能设计院三维设计软件生产的材料报表以纸质形式报送给工程公司，而工程公司需要手动将材料清单中非结构化数据手动转换为结构化数据，即便手动转换完成，也无法保障数据的实时有效性，因为中间的数据流转环节非实时在线，而是线下流转。
▉ 信息数据丢失
● 数字化移交形式导致数据丢失/失真
由于组织架构或者关于商业方面（如合同约定）的原因，往往移交的内容是非结构化的数据，通常附件是扫描件的形式，这类数据只能作为存档格式，不能转化为数据，由此必然会导致数字化的数据部分丢失，当然，如果投入人力进行转化，也将难以避免数据的丢失或者失真，就算是能够人工恢复，也会需要投入不少人力，而且还不是动态实时数据，这种单向断层式的数据传输方式，会导致数据恢复或还原的各项成本增加，数据的价值不能充分利用。通过一体化平台可以很大程度上打通这类通道并且是双向传输，提高数据价值，减少数据浪费。
● 如何解决？
前面我已经从数据层面讲述了我们电厂数字化的主要难度，当然，要做好一个数字化电厂，光从技术上下功夫是不够的，这会涉及到很多方面，包括人员因素、管理因素、EPC总承包模式、合同、标准、硬件等等。在这里我们只从技术角度简单提出实施前的建议：
1、完善电厂三维建模范围要求和深度
包括设计院、设备厂建模范围，地上、地下管道和设备建模深度、属性信息要求。
2、完成数字化移交规范
包括移交的时间进度要求，以及三维模型、图纸资料、厂家资料、调试报告等文件资料格式和内容等。
3、完成三维数字化移交计划方案
包括移交进度、人员安排、系统部署、上线时间，模型资料导入系统，开发计划、培训服务等。
4、KKS编码需规范统一
5、业主主导、专人负责
6、基建期一定要做好数字化移交工作
7、其他
从企业的角度出发，最终评判的标准肯定是企业效益，这也可以从侧面检验市面上不同技术路线或者数字化产品是否最终经得起市场考验。所以要做好三维数字化信息管理平台，首先的出发点应该是为企业降本增效。无论是对于全周期的任何一个参与方，都希望通过精细化管理提高管理水平，带来效益，而这一切的前提一定是需要一个包罗万象并可追溯的的大数据库，并通过可视化降低沟通成本，将平台与业务进行融合，最终降本增效。只有通过平台+服务的模式融入用户的管理模式，有的放矢，才能最终为用户带来价值。
工具软件只是管理工具，对于用户而言，个人认为数字化电厂的核心在于管理创新，但是我们的平台可以更好的辅助用户的数字化管理，提高企业管理水平降本增效。对于我们而言，做好真正有价值的数字化平台等工具，更好的融入用户管理体系，才是我们平台的灵魂。
图为铸剑，用户御剑，手中有剑似无剑，心中无剑似有剑，人剑合一，才是剑术至高境界。
?数字化移交平台
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国外数字化移交平台
当前国外主流移交平台主要有：Foundation(鹰图)、VNET(AVEVA)、COMOS（西门子），都有其自有体系的软件，包括三维/二维设计软件、移交平台等。在软件解决方案方面相对国内供应商比较成熟，但是其不足之处也很明显：
1、商业及数据安全风险
只要是国外的工业软件，大多可能存在商业和数据安全风险，而且最近表现尤为突出，频发的知识产权新闻足以证明民族自主核心的重要性。比如最近美国对中国限制核技术销售（工业软件也涉及）事件、Google的安卓系统收费事件、中兴事件等等。如果哪天国外厂商针对工业软件突然对中国实施制裁，对于已经依赖于其软件进行管理的企业将如何破局？是否会完全丧失控制权？
2、价格高昂、存在强制年费现象
由于基本上处于市场主导地位，国外大部分软件价格定价相对高昂，而且存在个别厂商强制年费现象，数字化移交的费用动辄几百万甚至上千万，这些费用在后续的电厂中能否创造出同等的价值尚不确定。
3、数据兼容性不高
国外的软件厂商内部数据兼容性比较好，但是厂商之间的兼容性不足，各自为战，对于民族厂商来讲是一个机遇。可以以数字化移交平台作为突破口，解决下游数据问题。不必受制于国外厂商。
4、开发性不足
国外厂商的软件大多写的比较封闭，所以开放性不足，对于需求企业来讲，很难有一款软件能够适用任何企业或者项目，需要平台有足够的开发性才能有的放矢，将软件融入生产管理。
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国内数字化移交平台技术路线
当前国内主流数字化移交平台不多，其主要移交技术路线有三类：
1、引擎封装
第一类基于Unity3D或者UE4游戏引擎进行封装，此类封装移交方式优点在于视觉效果足够优秀，但是大多无法加载百万级模型对象。第二类基于Techsoft引擎进行封装，此种封装方式适用于机械类产业，这由引擎本身的定位决定。这两种技术路线视觉效果表现优秀，不足之处均在于对电厂全厂三维模型的加载和数据库的还原面临较大压力。
2、软件封装
最初大家大部分移交方式可能是通过Navisworks（以下简称NW）客户端的方式进行移交，个别厂商可能对NW二次开发之后进行贴牌销售，换汤不换药。其优秀之处在于兼容性较好，能够兼容较多的模型格式，但是这类客户端的沉重移交方式已经被现在互联网式的轻移交方式慢慢替代，此类技术路线与互联网+的理念和发展趋势逐渐背离。
3、自主研发
前面所述的两类移交方式技术路线方面虽然都有其优缺点，不能一概而论，但是真正最致命的是其底层核心，三维引擎底层核心的重要性不亚于手机中的芯片，一旦芯片被禁用，手机系统将彻底无法运行，或者需要付出更大的代价进行弥补甚至无法弥补。
国产化移交平台研发是符合国家、民族、企业利益的事业，即便再难，也是一道绕不过的坎，而要做好国产化平台，不能视短期利益，只有从引擎底层开始研发，才能筑好根基；一步一脚印，稳步前进，才能换来长远发展。
既要换汤，更要换药！
?国产T-Plant平台
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图为三维数字化工厂信息管理平台简介
图为T-Plant自主平台是一款全周期三维数字化信息管理平台，通过对全周期产生的数据进行集成并转换为三维数字可视化资产，遵循一定的标准（如ISO15926、GB/T32575）依编码（如KKS编码）为依据，打造为三维数字可视化档案系统，可进行数据溯源、关联查询、二三维联动及各类扩展定向开发功能。
从数据的底层特性来讲，T-Plant平台是一款真正的数字化电厂平台，而不是数据化平台。
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T-Plant平台功能
平台具备六大功能，分别如下：
1、资产对象三维展示
能够将不同三维设计软件的数据（包括模型和设计数据）进行集成并三维可视化，可支持达10G左右的模型，整个电厂加载毫无压力。
2、关联查询
通过自主研发的搜索引擎，可实现二维（CAD、图文图档资料）与三维联动，并可进行关键字检索，以编码为中心，实现所有关联信息秒级查询。
3、三维漫游
使用PC、手机、平板登陆网页即可实现三维漫游功能
4、数据管理和整合
T-Plant强大的数据整合和管理功能，可实现PDMS等三维设计软件的无缝集成，打破软件之间的信息孤岛。
5、剖切、测量、标记、试图功能
具备常规三维软件的通用操作功能
6、应用集成
T-Plant的高扩展性是其核心优势之一，用户可有针对性的进行二次开发或集成，能够有的放矢，将信息管理真正的融入生产管理。
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T-Plant平台应用
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T-Plant平台优势——自主化
是工业4.0和大数据时代，三维数据化工厂的最优选择
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T-Plant平台优势——便捷化
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T-Plant平台优势——高性能
（上图为中核集团供图）
● 全厂级三维模型快速加载、流畅展示
● 模型颗粒度达部件级，完整保留原有数据结构
● 模型对象与目录树导航达秒级。
● 配置无特殊要求，中端配置机型即可满足三维展示需求
● 图为独创分级显示
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T-Plant平台优势——性能分级
性能分级是图为技术自主研发独有的显示模式，用户可以根据自己机器性能进行选择性能模式，即便中低端机型也能满足全厂三维使用要求。
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T-Plant平台优势——模型兼容性
● 支持多厂商产品、多格式模型文件，打破模型数据壁垒
● 模型自动处理，快速完成导入
● 统一坐标系，自定义模型组织结构，多源项目模型同场景展示
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T-Plant平台优势——标准兼容性
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T-Plant平台优势——开放性与兼容性
● 良好的系统对接能力，方便与其他系统模型数据对接，支持模型数据多系统协同与共享
● 开放的API，方便用户自主二次开发
?案例应用
案例：丹河电厂2X100万千瓦机组
案例：普安电厂2X66万千瓦机组
（数字化移交平台+AR巡检+设备管理）
案例：西北电力设计院
（数字化展示+数字化设计管理）
案例：中核集团工程公司
（下图由中核集团提供）
（数字化核电——协同设计及20多项应用）
图为技术当前高新技术储备
