CN114386774A - 基于cpim的选煤厂三维可视化全生命周期管理平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于CPIM的选煤厂三维可视化全生命周期管理平台，包括应用平台以及移动端平台，应用平台由数字化设计成果管理系统、数字化建设管理系统、数字化生产运行管理系统和专题应用系统分组成。本发明的有益效果是：基于自主可控的CPIM轻量化引擎技术和异构数据集成技术，构建以CPIM为核心覆盖选煤厂设计、施工、运营全生命周期的智能选煤厂三维可视化管理平台，并通过对各类数据的精准管理与价值挖掘利用，形成一套包含选煤厂统一CPIM数据标准、统一设备编码体系的标准规范体系，解决煤炭设计企业、施工企业、生产运行企业CPIM标准不统一的问题。

Description

基于CPIM的选煤厂三维可视化全生命周期管理平台

技术领域

本发明涉及一种全生命周期管理平台，具体为一种基于CPIM的选煤厂三维可视化全生命周期管理平台，属于煤炭工程技术领域。

背景技术

煤炭作为我国的战略能源之一，在支撑国民经济和社会长期平稳快速发展中承担着重要作用。近年来随着新一轮科技革命和产业变革的兴起,大数据、云计算、人工智能等数字技术日新月异,以数据资源为生产要素和数字化转型为重要推力的数字经济发展迅猛，包含大数据中心、人工智能、工业互联网在内的“新基建”也将为煤炭行业的发展带来新的动能。选煤厂作为煤炭生产加工和高效利用中不可或缺的一个重要环节，是实现清洁煤炭利用、节能降耗和可持续发展的基础和前提。随着煤炭开采从传统的人力矿山、机械矿山向数字矿山、智能矿山发展，各大选煤厂也势必要加快数字化转型方能在煤炭产业发展中持续发挥重要的作用。

选煤厂从设计到施工到运营通常具有周期长、范围广、难以精细化管控等特征，目前受数字化基础薄弱、理论滞后、人才短缺、研发成本高、创新不足、标准与规范不健全等因素的影响，CPIM在选煤厂业务过程中的综合应用及贯通选煤厂三个业务阶段的智能综合管理平台研究及建设均处于起步阶段。

目前国内对CPIM的研究和应用起步较晚，但是随着建筑工程行业对信息化要求的不断提高，国家科研投入不断增多以及大力推动下，相关的机构和各个部门已经开始在着手研究和应用CPIM技术。

CPIM软件在国内的应用在设计阶段和施工阶段，从CPIM技术的应用方来分，国内关于CPIM的应用模式主要包括：设计方主导模式、施工单位主导模式、业主方主导模式。

现在的CPIM软件已经成为建筑设计、施工、运维多阶段被广泛应用的基础性软件。经过多年发展，众多国内CPIM厂商不断拓展CPIM在管理上面的应用服务，实现了CPIM在不同阶段的辅助管理功能。例如：作为数字化工厂建设基础软件在CPIM的基础上，结合具体业务实现相关的业务应用，辅助工厂设计建造、运行维护以及基建期向运行期数字化移交等过程；在基于CPIM的基础上，面向运维层面的客户，提供自动化资产运维方式，通过灵活性的配置来处理客户特定的设施管理需求，包括服务请求、预防和日常维护、库存、设施状况评估及空间管理等业务。在与资本及费用相关的应用中，提供任务提醒、通知、文档管理和可视化、消息传递以及各种级别的报告。

但国内的CPIM软件应用普遍存在如下问题：

1、CPIM应用系统主要是以独立的系统存在，各系统之间仅通过接口实现简单的传递，缺乏对于数据的总体融合管理；

2、各厂商主要围绕建筑行业进行的信息化系统设计，无法完全满足煤炭行业的业务特殊需求。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决问题而提供一种基于CPIM的选煤厂三维可视化全生命周期管理平台。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种基于CPIM的选煤厂三维可视化全生命周期管理平台，包括

应用平台，其由数字化设计成果管理系统、数字化建设管理系统、数字化生产运行管理系统、专题应用系统等部分组成，且应用平台数据的取用和存储来自于三维引擎+大数据平台；其中

所述数字化设计成果管理系统从CPIM数据交付入手，利用先进的数据处理技术和对象/工作流模型，通过对选煤设计移交资料的信息抽取和标准化处理，从而实现工厂信息的一致性。为各相关方用户创建接口应用系统，提供选煤范围内唯一、全面、标准的选煤资产数据、技术信息，为选煤厂建设和运营期的所有用户和系统，提供共用的体系框架；

所述数字化生产运行管理系统以选煤厂全周期CPIM一体化应用管理平台为基础，从设计阶段到施工阶段积累的CPIM数据直接用于选煤厂的资产管理，实现基于CPIM模型的选煤厂生产数据及设备数据的可视化管理，提升数字资产的完善度，通过对数字资产的分析和计算实现运维效率和效益的提升；

其中，应用平台的硬件部分由显示屏和演示台面构成，所述显示屏可悬挂在墙面上或通过支撑机构进行支撑，所述演示台面设置在显示屏的展示侧，所述演示台面中部上台面设置有用于放置展示物品的实物展示台，所述实物展示台的下方连接有穿过演示台面中部所开设活动空腔的控制机构，所述演示台面的一侧放置有集成数字化设计成果管理系统、数字化建设管理系统、数字化生产运行管理系统、专题应用系统的PC终端，所述PC终端的一侧放置带有自动翻页机构的扫描仪。

移动端平台，其面向业务现场应用，与PC Web端相互结合，共同组成应用层平台，所述移动端平台为一个APP三个模块建设，分别为数字化设计成果管理应用、数字化建设管理应用、数字化生产运行管理应用。

作为本发明再进一步的方案：所述支撑机构由固定在显示屏背板面的两组定位帽和定位环、活动端竖直穿过所述定位环并抵在定位帽内的液压伸缩杆构成，所述液压伸缩杆的固定端之间固定连接有连杆，所述液压伸缩杆的底端固定通过螺丝连接有底座。

作为本发明再进一步的方案：所述控制机构由通过螺丝固定连接在演示台面下方的控制外壳、安置在所述控制外壳内的滑块和转动螺杆、固定连接在所述控制外壳外侧的步进电机A、安装在所述滑块底端的步进电机B构成，所述转动螺杆转动连接在控制外壳内，并螺纹咬合穿过所述滑块一侧开设的螺纹孔，且所述转动螺杆穿过控制外壳的一端与步进电机A的转动轴进行固定连接，所述步进电机B的转动轴穿过滑块中心处开设的通孔与实物展示台的下表面中心处进行固定连接。

作为本发明再进一步的方案：所述自动翻页机构由U形底框以及放置在所述U形底框上方的按压板构成，所述按压板的两端开设有通孔套设在U形底框两端侧板上固定连接的限位杆的杆身上，且所述限位杆位于按压板上方的杆身上还套设有压缩弹簧，所述按压板的下板面转动连接有转杆，所述转杆的两端固定套设有橡胶转轮，所述按压板上板面通过螺丝固定安装有步进电机C，所述步进电机C与转杆之间通过穿过按压板所开设通槽的传动带进行同步转动连接。

作为本发明再进一步的方案：所述数字化设计成果管理系统具体包括

①项目管理，对工程数据中心的各设计项目进行综合管理，包括CPIM设计资料入库管理、设计进度管理、目录管理、设计资料下载、在线浏览、查询统计；其中

所述设计成果入库管理对于设计完成的工程，实现对数字化交付的成果的入库上传，归集到工程数据中心统一管理。对于设计过程中的数据，设计过程成果分专业上传至平台，进行存储管理；

所述设计进度管理按照项目类型，对项目的进度进行管理，更具项目的关键节点和规划的日期情况，进行项目进度情况的编辑；

所述设计资料管理可按照项目的名词和编号，对项目关联的设计图纸及相关资料进行下载，支持设计资料的关键字搜索；

所述在线浏览可按照项目的名词和编号，对项目关联的设计图纸及相关资料进行在线查看，对资料进行浏览；

所述统计查询可按项目的名称、规模、厂址、类型、厂型信息进行项目的检索查询，并支持选煤厂详细信息的查看

②CPIM设计审核，其具体包括CPIM模型设计审核流程管理、模型预览、模型检测、审核辅助工具，其中

所述CPIM模型设计审核流程管理包括CPIM资料上传、审核、问题标注、审核意见记录、审核通过/驳回等；

所述CPIM资料上传是设计人员在发起CPIM模型审核流程时，需填写项目的基本信息，并进行相关联的CPIM资料的上传；

所述审核为校核人员可在流程中心，对流程进行校核办理，校核界面显示项目设计人员、基本信息、CPIM资料。校核人员校核过程中，若发现问题，可对发现的问题进行标注，可在CPIM资料中进行问题的逐项标注；

所述校核完成后，校核人员选定校核结果；资料审核对校核通过的流程进行审核办理，审核界面显示项目基本信息、CPIM资料信息，审核人员可查看校核人员的意见，并批注审核意见；选定审核结果；资料审定，资料审定人员可在流程中心，对审核通过的流程进行审核办理，审核界面显示项目基本信息、CPIM资料信息，审核人员可查看校核人员、审核人员的意见，并可批注意见；最后选定审核结果；

模型预览可对设计图纸资料属性及CPIM进行模型预览，以做出直观的判断，提供辅助决策；

模型展示，对选煤厂工艺的展示以及各类设备模型的三维可视化，支持场景的放大、缩小、旋转、平移等操作。

属性查询，通过CPIM模型节点进行属性信息的查询，也可通过拾取可视化场景模型进行属性查询。

文档图纸展示，通过CPIM模型节点进行文档、图纸的查询浏览，也可通过可视化场景拾取模型进行文档图纸的查询与浏览。

模型检测，设计检查，根据设计合同等要求，检查设计成果完整性，包括设计文件、图纸数量、模型数量等是否符要求，检核项设置，数据检核规则，包括规范性、正确性、数据冗余等检核项。然后在执行审核过程中，可以进行数据规范性、正确性、冗余性等各类审核。审核过程包括文件解析、标识符判断、逻辑检查、数据内容检查等多种自动化流程。

缺陷浏览，检测结果以树图形式展示，并将有缺陷的节点高亮显示，点击相应节点可查询审核发现的各类缺陷，显示数据具体缺陷信息。

审核报告生成，预制报告模板，审核后按照模板自动生成审核报告，并支持报告的浏览。

审核辅助工具，用于对CPIM设计图纸模型进行辅助审核，包括模型量测、距离校验等辅助工具；所述模型量测可以随意测量CPIM模型的标高和净高，通过模型量测的数据与设计图进行对比，以对模型的准确程度进行审核，保证测量的准确性，进而保证模型质量；所述距离校核可对各CPIM模型的距离进行校核，确保不同图元之间没有距离冲突，符合设计规范；

③CPIM模型交付工具，实现CPIM设备模型与设计图纸、文档等资料的关联，实现交付成果的导出，交付成果的网络服务发布、展示查询，具体包括：

CPIM设计资料上传，基于CPIM三维可视平台，统一管理CPIM三维模型及全套设计档案资料，实现CPIM三维模型、设计资料的上传，并支持档案目录的构建。

交付成果关联，开发基于CPIM三维模型的档案管理应用，实现CPIM模型的结构化属性添加、删除、编辑等功能，及模型与设计图纸、文档资料的关联绑定，形成以CPIM模型为载体的选煤厂设计数字化档案。

交付成果审核，实现交付成果审核流程管理，具体流程包括提交交付申请、成果审核、审核意见、审核批准/驳回等。

成果导出，对于完成设计成果关联的选煤厂数字化档案，按照设计资料结构规范，实现交付成果的本地导出。

在线交付，交付成果审核通过后，可对选择的成果进行在线交付，选择相应的交付目录，对交付文件进行成果移交，并可实现交付成果的网络服务发布、展示查询；

④CPIM成果库管理，其具体包括模型库管理和工程成果库管理；其中

所述模型库管理实现对选煤厂工程设计模型库的管理，建立选煤厂工程三维模型分类目录。对于工程数据中心的每个设计项目，都可提取出对应目录的设计模型，存入设备模型库，实现模型库的统一管理，实现设备模型及相关资料的上传、下载、审核、在线浏览、设备目录、查询统计等功能；

所述工程成果库管理实现选煤厂工程CPIM设计成果的管理，功能与模型库一致，实现工程设计成果的上传、下载、审核、在线浏览、档案目录管理、查询统计等。

作为本发明再进一步的方案：所述数字化建设管理系统具体包括

①进度管理与模拟，对接施工进度管理系统，融合CPIM设计模型，实现施工进度的模拟。同时基于CPIM模型和里程碑计划，管控重要进度节点，实现可视化施工进度管控。跟踪施工进度，当实际施工进度滞后时，进行施工进度预警，辅助进度风险管控。

其中，施工进度计划管理为了满足项目能在规定时间内完成项目预期目标，通常是通过计划、校核、调整和优化对项目的工期安排、成本支出及资源分配情况进行管控，以达到最佳施工方案的最优时间计划；进度可视化以图表的形式展示施工进度的情况，确保项目每天的工作是否按着整体进度进行，可以对日历做适当的调整；完成情况查询，提供了按不同的阶段、时间段、类型功能查询，并导出进度报表，点击可查看属性详情。

施工模拟与预警依据已有的进度计划安排，将建筑物的全部施工环节进行预模拟分析，找出施工过程中存在的技术与管理问题，利用平台模型反馈的数据与信息，落实到相应的施工方案和施工组织设计中进行改善与优化，实现施工过程的高效、全面管理；图模关联，对分解好的WBS任务进行图表和CPIM模型关联，并将计划时间信息关联到模型的具体构件中，实现时间轴的信息的设置；进度模拟，根据施工进度计划将所建立的三维模型定义上时间节点，对施工进度进行模拟演示，项目管理人员可清楚了解各施工项目哪些需要赶工以及赶工措施的执行情况；进度预警，实现项目计划时间与实际时间的清晰对比，以三维模型进度模拟过程中不同颜色展示滞后情况，方便直接对现场进度情况进行分析诊断，警示技术人员采取有效措施，及时调整进度安排，有效进行进度管控。可以利用PC端录入进度计划，移动端更新现场进度情况。

CPIM三维模型审查，实现线上针对CPIM三维设计模型的审查，方便选煤厂业主、建设管理单位、设计院在异地进行线上模型会审，包括审查计划管理、审查资料管理、审查流程管理、三维模型演示、审查意见管理；其中

所述审查计划管理用于对三维模型审查计划的管理工作，可进行审查计划的制定、计划导出、属性查看、计划导出、计划删除等功能，以列表的形式对审查计划的基本信息进行展示，支持审查计划的关键字检索、计划筛选；

所述审查资料管理用于三维模型审查资料的管理，包括辅助文件的上传、下载、属性查看、删除等功能，支持审查资料关键字段的检索，可根据资料类别等进行条件检索，支持审查资料的导入及附件管理功能；

所述三维模型审查，实现选煤厂CPIM三维模型的演示，支持审查模型时对视角调整、距离测量等的要求，实现三维模型各种细节层次、各个设备部件的流畅展示，支持三维模型的标注等。同时实现审查资料的查看、浏览，提供审查意见记录功能。

所述项目各参与方基于CPIM三维模型审查应用，实现多方异地线上参与模型审查，提供模型审查主视角控制、审查意见标准与共享浏览，实时在线共享校审模型、资料，节约了项目成本，保证项目工期。

所述审查意见管理由模型局部截图、意见的文字描述以及负责意见修改专业等内容组成。平台支持模型截图、审查意见填报，可对审查意见进行管理。结合三维模型，实现以图表形式进行审查意见的信息展示，支持审查意见的关键字段检索、审查意见导出、汇总。模型审查完毕后，汇总审查意见，形成会议纪要。

③数字化建设档案管理，工程竣工后，实现CPIM竣工图交付，并在CPIM模型中关联施工过程数据，实现建设过程的进度、安全、质量等数据进行归档，形成CPIM数字化建设档案，将选煤厂数字资产纳入大数据平台，通过大数据平台，利用标准编码进行工程对象级的数据关联，快速查询物项的关联信息及图纸，实现二、三维关联查询展示，节约大量查找图纸资料时间。

其中，档案归档调用扫描仪对纸质档案进行批量扫描，将档案进行电子化处理，并上传至服务器进行关联，实现对档案的管理；

档案分类管理可以由工作人员自定义档案文件的存储方式，如按照发文单位、发文时间、文件类型(如任命类、通知类、通告类)进行管理，系统将按照类别不同，规划档案管理的存储方式，并以图标的形式在首页直观地显示出来。

档案搜索，模糊搜索，工作人员不需要知道完整的档案信息，只需要档案中部分模糊信息，系统就能自动关联到档案的内容，并且具有智能排序功能，将可能命中的文件放在前面供参考；精确搜索，通过关键词和全文搜索引擎相结合的方式，建立多重检索条件，可对满足选定条件的资源准确定位。

档案分析统计可以按照各种组合条件统计数据库中的档案管理情况，对档案管理的附属属性完整性分析，可以对以后的完善档案管理工作提供数据支持。

分级管理，根据访问者身份不同，对档案管理系统的访问权限不同。分级管理包括四种：

(1)目录访问，即访问者在搜索引擎中输入条件后，系统给出目标档案卷宗的目录，该档案在目录中的详细位置，如需要正文的内容，系统会提示获取的途径。

(2)摘要访问，即访问者在搜索引擎中输入条件后，系统给出目标档案中相关信息的摘要，该档案在目录中的详细位置，如需要正文的内容，系统会提示获取的途径。

(3)在线访问，即访问者在搜索引擎中输入条件后，系统给出目标档案中相关信息的正文，只能在线浏览而无法下载或打印，如需要，需进行授权申请。

(4)完全访问，即访问者可以获得完整的档案内容、下载、打印等。

作为本发明再进一步的方案：所述数字化生产运行管理系统具体包括

①CPIM工程数字档案

数字档案查询可对CPIM设计、施工、图纸、文档等各类数据档案进行查询，设备档案以资源目录形式呈现，在列表中点击查询查看，可查询设备属性、文档、PDF图纸等资料，可进行设备单体模型的在线查看浏览。

实现选煤厂主要工艺系统的设备、管道、阀门与P&ID图纸的关联展示、联动。利用标准编码进行快速查询物项的关联信息及图纸，实现二、三维关联检索展示。

设备模型查询定位可进行工业场区内及选煤厂范围内CPIM模型的查询、定位、拾取，在资产目录树点击查询，可对满足条件的查询结果进行显示；点击定位，可将该CPIM模型在场景上进行高亮显示；模型可通过鼠标进行拾取。

②CPIM设备资产管理

基于选煤厂CPIM模型，以统一的设备编码体系为纽带，建立选煤厂主要设备资产全生命周期的项目编码、资产编码、设备编码等信息的关联共享。设备资产管理主要负责对全厂的设备资产信息进行维护记录，在设备全生命周期的过程中，所产生的有关设备的业务信息，可通过自动更新或手动记录的方式在设备档案中体现。最终以三维可视化的形式，对设备的属性及生产运行情况进行展示、管理和业务分析。

设备三维可视化管理

以设备CPIM模型为载体，关联设备台账信息，实现设备的三维可视化管理。CPIM模型作为设备资产管理的门户，以三维具象可视化的方式，链接设备资产的全生命周期管理信息，包括设备台账管理、运行管理、备件管理、设备拆解数字档案、设备统计分析等应用。

设备台账管理

对选煤厂的设备资产进行统一管理，实现设备数据的记录、查询、维护、统计等功能。设备台账功能主要对以下设备信息进行记录和统一管理，主要分为三个方面，基本信息、技术指标、运行信息。基本信息包括：设备名称、设备编码、资产编码、生产厂家、技术规格、是否在用、使用年限、折旧价值、制造日期、投用日期等；技术指标主要包括驱动类型、支撑类型、联轴器类型、功率、额定电压等；运行信息主要包含设备的使用、运行、维护记录等，反应设备的运行状态情况。

台账管理通过多种维度的设备资产查询，方便设备资产的查找维护。将设备基本信息、技术指标等静态信息，与设备运行、检修、异动、停复役、工单等动态信息联动，形成设备全寿命周期数据管理台账，对设备整个生命周期特性进行跟踪、查看及分析。

设备运行管理

管理记录设备的维修、保养、调拨和状态改变(报废、出租和停用)等信息，对设备运行状态信息进行汇总，同时根据设备统计报表对设备的生命周期做出判断，定时设定维护及保养计划以提高设备的使用年限。

(1)设备调拨管理

设备调拨主要用于设备具体位置及使用情况的管理，以保证对设备的管理准确无误，同时对设备每次位置及部门的调动做到动态跟踪。

(2)设备状态管理

根据现有设备使用情况及采购情况决定设备是否报废，同时记录设备报废及状态改变的原因，便于以后对设备的信息进行管理及固定资产估算，提高企业设备的利用率。

备件管理

实现设备备件信息查询，实现备件信息与运行设备间的关联显示。备件模块设置安全库存设置和库存预警的功能，当库存的物资低于一定数量时系统自动进行报警。

设备CPIM装配数字档案

对于重要的生产运行设备，基于CPIM模型，建立设备的拆解模型(按照最小资产单元进行拆分)及运行机理数字档案，以三维可视化的形式展现设备的内部结构及安装检修方法，辅助设备的检修维护。

综合统计分析

综合分析是对选煤厂内处于不同生命周期界面的设备资产按照生命周期阶段进行数据汇总分析。包括前期采购、安装调试、设备验收、设备调拨、设备转移、设备状态、设备资产、设备报废等信息的多维度统计分析。

③维检管理系统

对设备维检进行统一管理，针对定期的备件更换、清理、加固等检修工作和设备部位的定期润滑保养工作，制定周期性的设备检修计划，到达系统创建时间，自动创建检修工单。从而提高设备消缺率和消缺质量，提高设备的可用率和健康水平。

设备缺陷管理

缺陷管理是对设备状态进行全过程管理，通过规范消缺流程，明确设备运行、点检、检修等岗位职责，保证重大的设备缺陷或隐患能够在有效的时间内得以消除，协助设备管理人员及时掌握企业设备状况，并为日常管理决策提出可以量化的科学依据。缺陷的处理方式包括：发起维修工单、暂不处理、转到维修计划、直接关闭。

维修计划管理

设备定期维修计划可结合现场实际情况分为年、月、季度计划，或者分为大、中、小修，协助设备管理人员和检修人员合理制定维修计划。维修计划内容包括手动添加或者导入需维修的设备信息、暂不处理的缺陷信息、设备的保养标准信息。维修计划创建完成后，可下发至执行部门，由该部门人员对下发的维修计划进行处理。针对维修计划的维修项目，提供执行维修、查询和转工单等操作。

维修工单是设备管理模块中最核心的单据，是与其他模块或部门业务集成的关键依据。维修工单的内容主要包含：部门、设备名称、设备编号、工单状态、工单编号；工作内容、维修工序、危险点、配件情况、维修工具；执行者、施工负责人、配合人；完成情况；验收意见等信息。

基于知识图谱的设备故障预警

通过平台的日常运行，在积累了大量生产日常维检修记录的基础上，基于大数据知识图谱，实现生产设备的故障预测，并在平台上提示报警。如根据筛板检修历史故障数据，预测筛板的故障发生时间，提示及时检修维护。

综合分析

系统支持按组织机构、功能位置、时间、完成情况等多种纬度进行数据统计，可提供数据表格、折线图、饼图、趋势图等展现形式。统计内容主要包括：维修费用、维修工单执行情况、缺陷率统计等。

④地下管网应用

基于三维CPIM建设地下综合管线平台，通过对地表地形建筑、地下管线的三维建模，实现对选煤厂区电力、电信、燃气、排给水等综合管道信息的管理与三维可视化，同时提供管线的查询、统计、分析等功能。

管线二三维一体化

在二或者三维以及二三维场景中展示选煤厂工业场地内采暖、生活、消防、排水、工业用水、蒸汽管道。包括放大、缩小、平移、视角变换、旋转、行走漫游，飞行漫游。

管线入库管理可进行管线的更新与入库，包括点线表入库，CAD入库，管网及相关设备的手动输入编辑入库。

设备模型管理提供用户自定义模型设备的加载与管理，以满足现场不同应用场景的设备需要。

管线编辑维护提供管线空间与属性信息的编辑与维护管理，包括管线及设备的移动，添加、删除，属性数据的添加与维护。

属性结构管理提供用户自定义管线属性结构，以满足现场的实际需要，支持添加、删除与编辑。

管线查询提供对各类管网设施的快速查询的功能。查询的主要功能包括实体设备查询、点击查询、模糊查询、关键字查询、自定义SQL查询、空间查询、辅助数据查询。

管线统计按照不同的维度对管网数据进行统计分析，形成各类报表数据。主要包括：管段统计、设备统计、空间统计、汇总统计以及统计输出等。

管线分析提供在二三维场景中对管线提供三维分析功能，包括横纵断面分析、关阀分析、净距分析、碰撞分析、覆土分析、连通分析、开挖分析等。

标注管理提供强大的标注管理功能，能够对管网数据进行各类标注管理功能，包括坐标标注、埋深标注、管网标注、扯旗标注、物资标注、杂项标注、流向标注、自定义标注等。

三维量算提供多种三维场景中的量算功能，包括水平量算、垂直量算、空间量算等，以满足不同场景的量算需求。

⑤二维码应用管理

二维码管理用于对设备资产进行实物标签的统一制作与管理，并管理设备资产全生命周期数据，以辅助生产管理。

设备数字档案关联模块将设备二维码和设备台账、备件库存、设备模型、设备维修记录、设备手册等进行对接，通过二维码标签粘贴，实现系统信息与资产实物对应。

设备信息查询模块通过扫描二维码，查询设备相关属性信息及运行信息，如基本属性参数、技术参数、主要部件模型、检修记录、在线监测情况等。

设备信息维护模块通过二维码，维护设备动态信息，如包机人、设备资产编码及位号关联维护等信息。二维码除可用于设备信息查看外，还可实现定位和人员识别等功能，与设备巡查、检修等应用关联。

后台配置管理模块用于管理人员对二维码进行配置、管理，可进行二维码的新建、编辑、删除、详情查看。其中重点功能之一是对二维码及相关应用的对应关系进行维护，包括二维码生成，二维码信息维护，二维码与相关应用绑定、解绑，二维码历史信息查看等功能。

⑥CPIM+巡检应用

基于选煤厂CPIM三维模型，融合二维码与移动端、多传感器融合技术以及智能导航与自主运动规划等方法与技术手段，建立集成现场检测与数据无线传输、信息双向传递、故障检测与预警等功能的智能巡检平台，提高巡检工作的集约化管理水平，实现“调度室里看工厂”“拿着手机去巡检”等目标。

CPIM巡检管理

在平台中统一管理巡检点位，实现巡检点位信息查询、信息录入、巡检路线规划与监督等，通过选煤厂全周期CPIM一体化应用管理平台总览全局，实现厂区巡检的三维可视化管理。

三维可视化平台与移动巡检系统融合，结合三维场景规划巡检路线及方案，实现巡检过程实时监控与三维展现。基于选煤厂CPIM模型及巡检扫码定位，匹配巡检人员的巡点检轨迹，对巡检人员的工作执行情况进行监督。

三维漫游巡检

在三维CPIM选煤厂环境下，实现固定巡检线路的三维漫游巡检。平台接入选煤厂的视频监控系统，并将视频监控点位在选煤厂三维场景中标定。三维平台可实时调取巡检区域的视频监控图像，查看巡检设备的信息。

工人通过平台进行定线巡检，按照固定的巡检路线对设备进行巡检，根据巡检任务，依次调取监控画面以及读取设备参数，在平台进行巡检记录，足不出户完成固定路线的巡检。

移动App巡检

1、巡点检二维码

基于移动终端APP扫码功能，将静态二维码与巡点检区域、设备绑定，运用于设备巡检过程中的二次设备确认，作为设备静态信息和动态状态查询的快速入口。通过关联巡点检标准体系，自动提醒巡点检区域设备危险点因素、巡点检注意事项。

2、巡检路线与项目管理

巡点检人员现场扫描区域二维码，系统自动推送该区域巡点检路线、设置项目等。结合二维码标志牌安装位置信息，实现扫码定位功能，确认巡点检到位。

3、App现场巡检应用

通过二维码查询设备动静态信息，进行设备异常、缺陷现象录入，支持拍照上传。系统实时比对巡点检现场数据与设定参数范围，针对超出设定阈值的设备，进行超限预警。

CPIM+视频监控

在CPIM模型实现视频监控的集成显示，在CPIM模型中点击摄像头，可对摄像头的基础属性信息进行展示，同时连接视频的监控画面，实现实时在线监控；支持以截屏的方式，对重要信息的截取。

巡检室内通过视频监控，查看重点设备工程的生成运行情况，减少人工现场巡检。

CPIM+生产系统集成展示

集成智能选煤厂系统及一二期PLC系统，接入生产运行、管理、设备监测等数据，并与三维模型关联融合集成管理。可通过设备三维模型，查看选煤厂生产运行数据。

作为本发明再进一步的方案：所述专题应用系统具体包括

①设备虚拟检修

针对选煤厂主要运行设备如精煤离心机、精煤脱介筛等，应用CPIM软件进行部件级的精细化建模，结合使用维护说明书及生产现场的检修制度和经验，制作设备整机拆解、常见故障情况的检修操作流程演示。

设备拆解模型演示

针对选煤厂的主要生产设备，如离心机、空压机、混料泵、浮选机、TBS、压滤机、动筛跳汰机等，基于CPIM模型建立设备拆解演示脚本，可按照相应顺序进行设备模型的拆分和组合。

交互培训

开发设备虚拟检修交互培训系统，选取选煤厂关键设备，如离心机、动筛、混料泵等，建立交互培训脚本及控制逻辑，实现VR环境下的设备交互组装培训。在三维沉浸式虚拟环境中，通过人与场景或设备的互动，让生产运行人员有身临施工现场的体验感，提升技术人员的现场操作能力。

②VR可视化培训

作业操作培训

以VR可视化的形式，对刮板机、皮带机、停送电、吊装、瓦斯检测作业操作培训，以提高作业人员的水平。

事故模拟培训

以VR可视化的形式，对选煤厂常见的事故进行交互的模拟体验，主要包括机械伤害、高压触电、高空坠落、火灾、起重伤害、车辆伤害、物体打击等。通过模拟培训提高生产人员的安全意识。

作为本发明再进一步的方案：所述移动端平台具体包括

①数字化设计管理应用

项目管理

移动端支持项目数据的查询与浏览功能，包括项目信息查询、设计进度管理、项目统计分析。

(1)项目信息查询

可按照项目的名词和编号，对项目关联的设计图纸及相关资料进行在线查看，对资料进行浏览。

(2)设计进度管理

按照项目类型，对项目的进度进行管理，更具项目的关键节点和规划的日期情况，进行项目进度情况的编辑。

(3)统计查询

统计工程数据中心已入库的工程设计成果数量、规模等信息。可按项目的名称、规模、厂址、类型、厂型信息进行项目的检索查询，并支持选煤厂详细信息的查看。

设计审核管理

可在移动端进行CPIM模型设计审核流程的管理，包括CPIM设计资料查看、审核、审核意见记录、审核通过/驳回。

(1)设计数据的查询浏览

支持设计数据的查询与浏览，包括全文检索功能调用、文档资料查阅、图纸文件查阅等。

(2)审核过程查看

设计人员可移动端发起CPIM模型审核流程，填写项目的基本信息后，并跟踪查看设计审核过程。

(4)设计审核审批

审核人员可在App查看设计审核的相关数据，及相关人员的审核意见，对CPIM设计的成果进行审批，填报审核意见。

(5)审核结果查询统计

可在移动端上查看设计审核的结果，并可按时间、单位等统计设计审核的综合信息。

数据交付流程

在进行设计成果数字化交付时，可在App端查看交付成果，并可提交交付申请；审批人员可通过移动端对数据交付申请进行审批流程。

设备模型库浏览

基于云端设备模型库，建立选煤厂设备模型目录树，实现设备模型库的浏览、查询、统计等功能，可查阅设备三维模型、相关的图纸、文档资料等。

②数字化建设管理应用

移动端平台主要作为数据采集录入及浏览接口，侧重施工现场侧应用，与PC端平台配合使用，共同实现施工现场的管控。

工程建设进度应用

(1)建设进度填报

每日施工结束后，各施工班组，填报施工进度，施工项目经理汇总项目整体进度。通过进度填报，关联CPIM模型，实现工程建设进度的模拟。

(2)进度预警查看

查看现场进度情况，结合现场施工情况直接对进度情况进行分析诊断，及时调整进度安排，有效进行进度管控。

数字化建设档案查阅

(1)档案查阅

在移动端实现数字化建设档案的查阅功能，通过构建档案目录数据，查找相应的建设档案，实现档案的查阅浏览。

(2)档案搜索。通过关键词查询数字化建设档案，实现档案数据的筛选、查询。

(2)档案统计

可以按照各种组合条件统计数据库中的档案管理情况，以报表的形式展示档案的数量、类型、完整性等信息，对档案管理工作提供数据支持。

③数字化生产运行管理应用

移动端平台应用物联网和移动互联网等技术，通过二维码扫描、人机交互、查询统计、智能判断等，在三维虚拟选煤厂、地下管线管理、生产运营报表、生产维检应用等方面，在线实现现场数据采集、与Web端平台互补应用，为精准把控选煤厂生产、运行、现场管控等提供有力支撑。

设备档案查询

(1)信息查询

可对设备档案进行信息查询，对设备档案多个关键字检索，并展示查询结果供用户查阅。

(2)目录查询

目录查询部分的设备档案以资源目录形式呈现，可在列表中点击详情查看，可查询文档、PDF图纸等资料。

(3)设备单体模型展示

设备单体模型部分可以将设备的CPIM模型，以单体模型的方式供用户查看。

(4)设备在线监测展示

系统对接大数据平台的设备监测数据，在移动APP上实现设备状态的实时查看，为岗位人员提供数据支持。

地下管线管理

(1)空间查询

空间查询部分支持手持查询浏览管线及管线相关设备的图形信息。

(2)属性查询

属性查询用于查询浏览管线及管线相关设备的属性信息。

生产运营报表管理

用户可在移动端进行13个生产运营报表的查询、填报、统计分析。其次，大数据平将生成每日运营专题简报，供移动端用户查看浏览。

移动巡检应用

巡点检人员现场扫描区域二维码，系统自动推送该区域巡点检路线、设置项目等。通过APP进行设备异常、缺陷现象的信息录入，数码拍照上传、语音上传等功能。

维检管理应用

(1)数据录入

对选煤厂生产日常维检的振动筛、弧形筛、离心机、压滤机等设备，建立三维模型或二维平面图表达设备内部结构，制定生产日常检修记录表，在手机端通过图文结合的方式，记录设备的维修信息。

(2)维检信息查询

用户可在移动端查询选煤厂生产日常设备的的维检信息，包括设备编号、维检内容、维检时间、维检人员，支持设备部件的维检信息查询，如动筛的筛板信息查询。同时支持设备维检信息的统计分析。

(3)基于知识图谱的设备故障预警

通过平台的日常运行，在积累了大量生产日常维检修记录的基础上，基于大数据知识图谱，实现生产设备的故障预测，并在移动端提示报警。如根据筛板检修历史故障数据，预测筛板的故障发生时间，提示及时检修维护。

本发明的有益效果是：基于自主可控的CPIM轻量化引擎技术和异构数据集成技术，构建以CPIM为核心覆盖选煤厂设计、施工、运营全生命周期的智能选煤厂三维可视化管理平台，并通过对各类数据的精准管理与价值挖掘利用，形成一套包含选煤厂统一CPIM数据标准、统一设备编码体系的标准规范体系，解决煤炭设计企业、施工企业、生产运行企业CPIM标准不统一的问题，从而构建出智能化选煤厂全生命周期管理三维可视化模式的雏形，填补选煤厂行业数据标准缺失和数据管理的空白。

附图说明

图1为本发明应用平台框架结构示意图；

图2为本发明移动端平台框架结构示意图；

图3为本发明整体硬件部分结构示意图；

图4为本发明控制机构俯视结构示意图；

图5为本发明控制机构侧视结构示意图；

图6为本发明自动翻页机构示意图；

图7为本发明支撑机构示意图；

图中：1、显示屏，2、演示台面，3、活动空腔，4、控制外壳，5、PC终端，6、扫描仪，7、自动翻页机构，8、滑块，9、转动螺杆，10、步进电机A，11、步进电机B，12、实物展示台，13、U形底框，14、按压板，15、限位杆，16、压缩弹簧，17、转杆，18、橡胶转轮，19、步进电机C，20、传动带，21、定位帽，22、定位环，23、连杆，24、液压伸缩杆，25、底座。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1，一种基于CPIM的选煤厂三维可视化全生命周期管理平台，包括

应用平台，其由数字化设计成果管理系统、数字化建设管理系统、数字化生产运行管理系统、专题应用系统等部分组成，且应用平台数据的取用和存储来自于三维引擎+大数据平台；其中

所述数字化设计成果管理系统从CPIM数据交付入手，利用先进的数据处理技术和对象/工作流模型，通过对选煤设计移交资料的信息抽取和标准化处理，从而实现工厂信息的一致性。为各相关方用户创建接口应用系统，提供选煤范围内唯一、全面、标准的选煤资产数据、技术信息，为选煤厂建设和运营期的所有用户和系统，提供共用的体系框架；

所述数字化生产运行管理系统以选煤厂全周期CPIM一体化应用管理平台为基础，从设计阶段到施工阶段积累的CPIM数据直接用于选煤厂的资产管理，实现基于CPIM模型的选煤厂生产数据及设备数据的可视化管理，提升数字资产的完善度，通过对数字资产的分析和计算实现运维效率和效益的提升。

在本发明实施例中，所述数字化设计成果管理系统具体包括

①项目管理，对工程数据中心的各设计项目进行综合管理，包括CPIM设计资料入库管理、设计进度管理、目录管理、设计资料下载、在线浏览、查询统计；其中

所述设计成果入库管理对于设计完成的工程，实现对数字化交付的成果的入库上传，归集到工程数据中心统一管理。对于设计过程中的数据，设计过程成果分专业上传至平台，进行存储管理；

所述设计进度管理按照项目类型，对项目的进度进行管理，更具项目的关键节点和规划的日期情况，进行项目进度情况的编辑；

所述设计资料管理可按照项目的名词和编号，对项目关联的设计图纸及相关资料进行下载，支持设计资料的关键字搜索；

所述在线浏览可按照项目的名词和编号，对项目关联的设计图纸及相关资料进行在线查看，对资料进行浏览；

所述统计查询可按项目的名称、规模、厂址、类型、厂型信息进行项目的检索查询，并支持选煤厂详细信息的查看

②CPIM设计审核，其具体包括CPIM模型设计审核流程管理、模型预览、模型检测、审核辅助工具，其中

所述CPIM模型设计审核流程管理包括CPIM资料上传、审核、问题标注、审核意见记录、审核通过/驳回等；

所述CPIM资料上传是设计人员在发起CPIM模型审核流程时，需填写项目的基本信息，并进行相关联的CPIM资料的上传；

所述审核为校核人员可在流程中心，对流程进行校核办理，校核界面显示项目设计人员、基本信息、CPIM资料。校核人员校核过程中，若发现问题，可对发现的问题进行标注，可在CPIM资料中进行问题的逐项标注；

所述校核完成后，校核人员选定校核结果；资料审核对校核通过的流程进行审核办理，审核界面显示项目基本信息、CPIM资料信息，审核人员可查看校核人员的意见，并批注审核意见；选定审核结果；资料审定，资料审定人员可在流程中心，对审核通过的流程进行审核办理，审核界面显示项目基本信息、CPIM资料信息，审核人员可查看校核人员、审核人员的意见，并可批注意见；最后选定审核结果；

模型预览可对设计图纸资料属性及CPIM进行模型预览，以做出直观的判断，提供辅助决策；

模型展示，对选煤厂工艺的展示以及各类设备模型的三维可视化，支持场景的放大、缩小、旋转、平移等操作。

属性查询，通过CPIM模型节点进行属性信息的查询，也可通过拾取可视化场景模型进行属性查询。

文档图纸展示，通过CPIM模型节点进行文档、图纸的查询浏览，也可通过可视化场景拾取模型进行文档图纸的查询与浏览。

模型检测，设计检查，根据设计合同等要求，检查设计成果完整性，包括设计文件、图纸数量、模型数量等是否符要求，检核项设置，数据检核规则，包括规范性、正确性、数据冗余等检核项。然后在执行审核过程中，可以进行数据规范性、正确性、冗余性等各类审核。审核过程包括文件解析、标识符判断、逻辑检查、数据内容检查等多种自动化流程。

缺陷浏览，检测结果以树图形式展示，并将有缺陷的节点高亮显示，点击相应节点可查询审核发现的各类缺陷，显示数据具体缺陷信息。

审核报告生成，预制报告模板，审核后按照模板自动生成审核报告，并支持报告的浏览。

审核辅助工具，用于对CPIM设计图纸模型进行辅助审核，包括模型量测、距离校验等辅助工具；所述模型量测可以随意测量CPIM模型的标高和净高，通过模型量测的数据与设计图进行对比，以对模型的准确程度进行审核，保证测量的准确性，进而保证模型质量；所述距离校核可对各CPIM模型的距离进行校核，确保不同图元之间没有距离冲突，符合设计规范；

③CPIM模型交付工具，实现CPIM设备模型与设计图纸、文档等资料的关联，实现交付成果的导出，交付成果的网络服务发布、展示查询，具体包括：

CPIM设计资料上传，基于CPIM三维可视平台，统一管理CPIM三维模型及全套设计档案资料，实现CPIM三维模型、设计资料的上传，并支持档案目录的构建。

交付成果关联，开发基于CPIM三维模型的档案管理应用，实现CPIM模型的结构化属性添加、删除、编辑等功能，及模型与设计图纸、文档资料的关联绑定，形成以CPIM模型为载体的选煤厂设计数字化档案。

交付成果审核，实现交付成果审核流程管理，具体流程包括提交交付申请、成果审核、审核意见、审核批准/驳回等。

成果导出，对于完成设计成果关联的选煤厂数字化档案，按照设计资料结构规范，实现交付成果的本地导出。

在线交付，交付成果审核通过后，可对选择的成果进行在线交付，选择相应的交付目录，对交付文件进行成果移交，并可实现交付成果的网络服务发布、展示查询；

④CPIM成果库管理，其具体包括模型库管理和工程成果库管理；其中

所述模型库管理实现对选煤厂工程设计模型库的管理，建立选煤厂工程三维模型分类目录。对于工程数据中心的每个设计项目，都可提取出对应目录的设计模型，存入设备模型库，实现模型库的统一管理，实现设备模型及相关资料的上传、下载、审核、在线浏览、设备目录、查询统计等功能；

所述工程成果库管理实现选煤厂工程CPIM设计成果的管理，功能与模型库一致，实现工程设计成果的上传、下载、审核、在线浏览、档案目录管理、查询统计等。

在本发明实施例中，所述数字化建设管理系统具体包括

①进度管理与模拟，对接施工进度管理系统，融合CPIM设计模型，实现施工进度的模拟。同时基于CPIM模型和里程碑计划，管控重要进度节点，实现可视化施工进度管控。跟踪施工进度，当实际施工进度滞后时，进行施工进度预警，辅助进度风险管控。

其中，施工进度计划管理为了满足项目能在规定时间内完成项目预期目标，通常是通过计划、校核、调整和优化对项目的工期安排、成本支出及资源分配情况进行管控，以达到最佳施工方案的最优时间计划；进度可视化以图表的形式展示施工进度的情况，确保项目每天的工作是否按着整体进度进行，可以对日历做适当的调整；完成情况查询，提供了按不同的阶段、时间段、类型功能查询，并导出进度报表，点击可查看属性详情。

施工模拟与预警依据已有的进度计划安排，将建筑物的全部施工环节进行预模拟分析，找出施工过程中存在的技术与管理问题，利用平台模型反馈的数据与信息，落实到相应的施工方案和施工组织设计中进行改善与优化，实现施工过程的高效、全面管理；图模关联，对分解好的WBS任务进行图表和CPIM模型关联，并将计划时间信息关联到模型的具体构件中，实现时间轴的信息的设置；进度模拟，根据施工进度计划将所建立的三维模型定义上时间节点，对施工进度进行模拟演示，项目管理人员可清楚了解各施工项目哪些需要赶工以及赶工措施的执行情况；进度预警，实现项目计划时间与实际时间的清晰对比，以三维模型进度模拟过程中不同颜色展示滞后情况，方便直接对现场进度情况进行分析诊断，警示技术人员采取有效措施，及时调整进度安排，有效进行进度管控。可以利用PC端录入进度计划，移动端更新现场进度情况。

CPIM三维模型审查，实现线上针对CPIM三维设计模型的审查，方便选煤厂业主、建设管理单位、设计院在异地进行线上模型会审，包括审查计划管理、审查资料管理、审查流程管理、三维模型演示、审查意见管理；其中

所述审查计划管理用于对三维模型审查计划的管理工作，可进行审查计划的制定、计划导出、属性查看、计划导出、计划删除等功能，以列表的形式对审查计划的基本信息进行展示，支持审查计划的关键字检索、计划筛选；

所述审查资料管理用于三维模型审查资料的管理，包括辅助文件的上传、下载、属性查看、删除等功能，支持审查资料关键字段的检索，可根据资料类别等进行条件检索，支持审查资料的导入及附件管理功能；

所述三维模型审查，实现选煤厂CPIM三维模型的演示，支持审查模型时对视角调整、距离测量等的要求，实现三维模型各种细节层次、各个设备部件的流畅展示，支持三维模型的标注等。同时实现审查资料的查看、浏览，提供审查意见记录功能。

所述项目各参与方基于CPIM三维模型审查应用，实现多方异地线上参与模型审查，提供模型审查主视角控制、审查意见标准与共享浏览，实时在线共享校审模型、资料，节约了项目成本，保证项目工期。

所述审查意见管理由模型局部截图、意见的文字描述以及负责意见修改专业等内容组成。平台支持模型截图、审查意见填报，可对审查意见进行管理。结合三维模型，实现以图表形式进行审查意见的信息展示，支持审查意见的关键字段检索、审查意见导出、汇总。模型审查完毕后，汇总审查意见，形成会议纪要。

③数字化建设档案管理，工程竣工后，实现CPIM竣工图交付，并在CPIM模型中关联施工过程数据，实现建设过程的进度、安全、质量等数据进行归档，形成CPIM数字化建设档案，将选煤厂数字资产纳入大数据平台，通过大数据平台，利用标准编码进行工程对象级的数据关联，快速查询物项的关联信息及图纸，实现二、三维关联查询展示，节约大量查找图纸资料时间。

其中，档案归档调用扫描仪对纸质档案进行批量扫描，将档案进行电子化处理，并上传至服务器进行关联，实现对档案的管理；

档案分类管理可以由工作人员自定义档案文件的存储方式，如按照发文单位、发文时间、文件类型(如任命类、通知类、通告类)进行管理，系统将按照类别不同，规划档案管理的存储方式，并以图标的形式在首页直观地显示出来。

档案搜索，模糊搜索，工作人员不需要知道完整的档案信息，只需要档案中部分模糊信息，系统就能自动关联到档案的内容，并且具有智能排序功能，将可能命中的文件放在前面供参考；精确搜索，通过关键词和全文搜索引擎相结合的方式，建立多重检索条件，可对满足选定条件的资源准确定位。

档案分析统计可以按照各种组合条件统计数据库中的档案管理情况，对档案管理的附属属性完整性分析，可以对以后的完善档案管理工作提供数据支持。

分级管理，根据访问者身份不同，对档案管理系统的访问权限不同。分级管理包括四种：

(1)目录访问，即访问者在搜索引擎中输入条件后，系统给出目标档案卷宗的目录，该档案在目录中的详细位置，如需要正文的内容，系统会提示获取的途径。

(2)摘要访问，即访问者在搜索引擎中输入条件后，系统给出目标档案中相关信息的摘要，该档案在目录中的详细位置，如需要正文的内容，系统会提示获取的途径。

(3)在线访问，即访问者在搜索引擎中输入条件后，系统给出目标档案中相关信息的正文，只能在线浏览而无法下载或打印，如需要，需进行授权申请。

(4)完全访问，即访问者可以获得完整的档案内容、下载、打印等。

在本发明实施例中，所述数字化生产运行管理系统具体包括

①CPIM工程数字档案

数字档案查询可对CPIM设计、施工、图纸、文档等各类数据档案进行查询，设备档案以资源目录形式呈现，在列表中点击查询查看，可查询设备属性、文档、PDF图纸等资料，可进行设备单体模型的在线查看浏览。

实现选煤厂主要工艺系统的设备、管道、阀门与P&ID图纸的关联展示、联动。利用标准编码进行快速查询物项的关联信息及图纸，实现二、三维关联检索展示。

设备模型查询定位可进行工业场区内及选煤厂范围内CPIM模型的查询、定位、拾取，在资产目录树点击查询，可对满足条件的查询结果进行显示；点击定位，可将该CPIM模型在场景上进行高亮显示；模型可通过鼠标进行拾取。

②CPIM设备资产管理

基于选煤厂CPIM模型，以统一的设备编码体系为纽带，建立选煤厂主要设备资产全生命周期的项目编码、资产编码、设备编码等信息的关联共享。设备资产管理主要负责对全厂的设备资产信息进行维护记录，在设备全生命周期的过程中，所产生的有关设备的业务信息，可通过自动更新或手动记录的方式在设备档案中体现。最终以三维可视化的形式，对设备的属性及生产运行情况进行展示、管理和业务分析。

设备三维可视化管理

以设备CPIM模型为载体，关联设备台账信息，实现设备的三维可视化管理。CPIM模型作为设备资产管理的门户，以三维具象可视化的方式，链接设备资产的全生命周期管理信息，包括设备台账管理、运行管理、备件管理、设备拆解数字档案、设备统计分析等应用。

设备台账管理

对选煤厂的设备资产进行统一管理，实现设备数据的记录、查询、维护、统计等功能。设备台账功能主要对以下设备信息进行记录和统一管理，主要分为三个方面，基本信息、技术指标、运行信息。基本信息包括：设备名称、设备编码、资产编码、生产厂家、技术规格、是否在用、使用年限、折旧价值、制造日期、投用日期等；技术指标主要包括驱动类型、支撑类型、联轴器类型、功率、额定电压等；运行信息主要包含设备的使用、运行、维护记录等，反应设备的运行状态情况。

台账管理通过多种维度的设备资产查询，方便设备资产的查找维护。将设备基本信息、技术指标等静态信息，与设备运行、检修、异动、停复役、工单等动态信息联动，形成设备全寿命周期数据管理台账，对设备整个生命周期特性进行跟踪、查看及分析。

设备运行管理

管理记录设备的维修、保养、调拨和状态改变(报废、出租和停用)等信息，对设备运行状态信息进行汇总，同时根据设备统计报表对设备的生命周期做出判断，定时设定维护及保养计划以提高设备的使用年限。

(1)设备调拨管理

设备调拨主要用于设备具体位置及使用情况的管理，以保证对设备的管理准确无误，同时对设备每次位置及部门的调动做到动态跟踪。

(2)设备状态管理

根据现有设备使用情况及采购情况决定设备是否报废，同时记录设备报废及状态改变的原因，便于以后对设备的信息进行管理及固定资产估算，提高企业设备的利用率。

备件管理

实现设备备件信息查询，实现备件信息与运行设备间的关联显示。备件模块设置安全库存设置和库存预警的功能，当库存的物资低于一定数量时系统自动进行报警。

设备CPIM装配数字档案

对于重要的生产运行设备，基于CPIM模型，建立设备的拆解模型(按照最小资产单元进行拆分)及运行机理数字档案，以三维可视化的形式展现设备的内部结构及安装检修方法，辅助设备的检修维护。

综合统计分析

综合分析是对选煤厂内处于不同生命周期界面的设备资产按照生命周期阶段进行数据汇总分析。包括前期采购、安装调试、设备验收、设备调拨、设备转移、设备状态、设备资产、设备报废等信息的多维度统计分析。

③维检管理系统

对设备维检进行统一管理，针对定期的备件更换、清理、加固等检修工作和设备部位的定期润滑保养工作，制定周期性的设备检修计划，到达系统创建时间，自动创建检修工单。从而提高设备消缺率和消缺质量，提高设备的可用率和健康水平。

设备缺陷管理

缺陷管理是对设备状态进行全过程管理，通过规范消缺流程，明确设备运行、点检、检修等岗位职责，保证重大的设备缺陷或隐患能够在有效的时间内得以消除，协助设备管理人员及时掌握企业设备状况，并为日常管理决策提出可以量化的科学依据。缺陷的处理方式包括：发起维修工单、暂不处理、转到维修计划、直接关闭。

维修计划管理

设备定期维修计划可结合现场实际情况分为年、月、季度计划，或者分为大、中、小修，协助设备管理人员和检修人员合理制定维修计划。维修计划内容包括手动添加或者导入需维修的设备信息、暂不处理的缺陷信息、设备的保养标准信息。维修计划创建完成后，可下发至执行部门，由该部门人员对下发的维修计划进行处理。针对维修计划的维修项目，提供执行维修、查询和转工单等操作。

维修工单是设备管理模块中最核心的单据，是与其他模块或部门业务集成的关键依据。维修工单的内容主要包含：部门、设备名称、设备编号、工单状态、工单编号；工作内容、维修工序、危险点、配件情况、维修工具；执行者、施工负责人、配合人；完成情况；验收意见等信息。

基于知识图谱的设备故障预警

通过平台的日常运行，在积累了大量生产日常维检修记录的基础上，基于大数据知识图谱，实现生产设备的故障预测，并在平台上提示报警。如根据筛板检修历史故障数据，预测筛板的故障发生时间，提示及时检修维护。

综合分析

系统支持按组织机构、功能位置、时间、完成情况等多种纬度进行数据统计，可提供数据表格、折线图、饼图、趋势图等展现形式。统计内容主要包括：维修费用、维修工单执行情况、缺陷率统计等。

④地下管网应用

基于三维CPIM建设地下综合管线平台，通过对地表地形建筑、地下管线的三维建模，实现对选煤厂区电力、电信、燃气、排给水等综合管道信息的管理与三维可视化，同时提供管线的查询、统计、分析等功能。

管线二三维一体化

在二或者三维以及二三维场景中展示选煤厂工业场地内采暖、生活、消防、排水、工业用水、蒸汽管道。包括放大、缩小、平移、视角变换、旋转、行走漫游，飞行漫游。

管线入库管理可进行管线的更新与入库，包括点线表入库，CAD入库，管网及相关设备的手动输入编辑入库。

设备模型管理提供用户自定义模型设备的加载与管理，以满足现场不同应用场景的设备需要。

管线编辑维护提供管线空间与属性信息的编辑与维护管理，包括管线及设备的移动，添加、删除，属性数据的添加与维护。

属性结构管理提供用户自定义管线属性结构，以满足现场的实际需要，支持添加、删除与编辑。

管线查询提供对各类管网设施的快速查询的功能。查询的主要功能包括实体设备查询、点击查询、模糊查询、关键字查询、自定义SQL查询、空间查询、辅助数据查询。

管线统计按照不同的维度对管网数据进行统计分析，形成各类报表数据。主要包括：管段统计、设备统计、空间统计、汇总统计以及统计输出等。

管线分析提供在二三维场景中对管线提供三维分析功能，包括横纵断面分析、关阀分析、净距分析、碰撞分析、覆土分析、连通分析、开挖分析等。

标注管理提供强大的标注管理功能，能够对管网数据进行各类标注管理功能，包括坐标标注、埋深标注、管网标注、扯旗标注、物资标注、杂项标注、流向标注、自定义标注等。

三维量算提供多种三维场景中的量算功能，包括水平量算、垂直量算、空间量算等，以满足不同场景的量算需求。

⑤二维码应用管理

二维码管理用于对设备资产进行实物标签的统一制作与管理，并管理设备资产全生命周期数据，以辅助生产管理。

设备数字档案关联模块将设备二维码和设备台账、备件库存、设备模型、设备维修记录、设备手册等进行对接，通过二维码标签粘贴，实现系统信息与资产实物对应。

设备信息查询模块通过扫描二维码，查询设备相关属性信息及运行信息，如基本属性参数、技术参数、主要部件模型、检修记录、在线监测情况等。

设备信息维护模块通过二维码，维护设备动态信息，如包机人、设备资产编码及位号关联维护等信息。二维码除可用于设备信息查看外，还可实现定位和人员识别等功能，与设备巡查、检修等应用关联。

后台配置管理模块用于管理人员对二维码进行配置、管理，可进行二维码的新建、编辑、删除、详情查看。其中重点功能之一是对二维码及相关应用的对应关系进行维护，包括二维码生成，二维码信息维护，二维码与相关应用绑定、解绑，二维码历史信息查看等功能。

⑥CPIM+巡检应用

基于选煤厂CPIM三维模型，融合二维码与移动端、多传感器融合技术以及智能导航与自主运动规划等方法与技术手段，建立集成现场检测与数据无线传输、信息双向传递、故障检测与预警等功能的智能巡检平台，提高巡检工作的集约化管理水平，实现“调度室里看工厂”“拿着手机去巡检”等目标。

CPIM巡检管理

在平台中统一管理巡检点位，实现巡检点位信息查询、信息录入、巡检路线规划与监督等，通过选煤厂全周期CPIM一体化应用管理平台总览全局，实现厂区巡检的三维可视化管理。

三维可视化平台与移动巡检系统融合，结合三维场景规划巡检路线及方案，实现巡检过程实时监控与三维展现。基于选煤厂CPIM模型及巡检扫码定位，匹配巡检人员的巡点检轨迹，对巡检人员的工作执行情况进行监督。

三维漫游巡检

在三维CPIM选煤厂环境下，实现固定巡检线路的三维漫游巡检。平台接入选煤厂的视频监控系统，并将视频监控点位在选煤厂三维场景中标定。三维平台可实时调取巡检区域的视频监控图像，查看巡检设备的信息。

工人通过平台进行定线巡检，按照固定的巡检路线对设备进行巡检，根据巡检任务，依次调取监控画面以及读取设备参数，在平台进行巡检记录，足不出户完成固定路线的巡检。

移动App巡检

1、巡点检二维码

基于移动终端APP扫码功能，将静态二维码与巡点检区域、设备绑定，运用于设备巡检过程中的二次设备确认，作为设备静态信息和动态状态查询的快速入口。通过关联巡点检标准体系，自动提醒巡点检区域设备危险点因素、巡点检注意事项。

2、巡检路线与项目管理

巡点检人员现场扫描区域二维码，系统自动推送该区域巡点检路线、设置项目等。结合二维码标志牌安装位置信息，实现扫码定位功能，确认巡点检到位。

3、App现场巡检应用

通过二维码查询设备动静态信息，进行设备异常、缺陷现象录入，支持拍照上传。系统实时比对巡点检现场数据与设定参数范围，针对超出设定阈值的设备，进行超限预警。

CPIM+视频监控

在CPIM模型实现视频监控的集成显示，在CPIM模型中点击摄像头，可对摄像头的基础属性信息进行展示，同时连接视频的监控画面，实现实时在线监控；支持以截屏的方式，对重要信息的截取。

巡检室内通过视频监控，查看重点设备工程的生成运行情况，减少人工现场巡检。

CPIM+生产系统集成展示

集成智能选煤厂系统及一二期PLC系统，接入生产运行、管理、设备监测等数据，并与三维模型关联融合集成管理。可通过设备三维模型，查看选煤厂生产运行数据。

在本发明实施例中，所述专题应用系统具体包括

①设备虚拟检修

针对选煤厂主要运行设备如精煤离心机、精煤脱介筛等，应用CPIM软件进行部件级的精细化建模，结合使用维护说明书及生产现场的检修制度和经验，制作设备整机拆解、常见故障情况的检修操作流程演示。

设备拆解模型演示

针对选煤厂的主要生产设备，如离心机、空压机、混料泵、浮选机、TBS、压滤机、动筛跳汰机等，基于CPIM模型建立设备拆解演示脚本，可按照相应顺序进行设备模型的拆分和组合。

交互培训

开发设备虚拟检修交互培训系统，选取选煤厂关键设备，如离心机、动筛、混料泵等，建立交互培训脚本及控制逻辑，实现VR环境下的设备交互组装培训。在三维沉浸式虚拟环境中，通过人与场景或设备的互动，让生产运行人员有身临施工现场的体验感，提升技术人员的现场操作能力。

②VR可视化培训

作业操作培训

以VR可视化的形式，对刮板机、皮带机、停送电、吊装、瓦斯检测作业操作培训，以提高作业人员的水平。

事故模拟培训

以VR可视化的形式，对选煤厂常见的事故进行交互的模拟体验，主要包括机械伤害、高压触电、高空坠落、火灾、起重伤害、车辆伤害、物体打击等。通过模拟培训提高生产人员的安全意识。

实施例二

请参阅图2，一种基于CPIM的选煤厂三维可视化全生命周期管理平台，包括

移动端平台，其面向业务现场应用，与PC Web端相互结合，共同组成应用层平台，所述移动端平台为一个APP三个模块建设，分别为数字化设计成果管理应用、数字化建设管理应用、数字化生产运行管理应用。

在本发明实施例中，所述移动端平台具体包括

①数字化设计管理应用

项目管理

移动端支持项目数据的查询与浏览功能，包括项目信息查询、设计进度管理、项目统计分析。

(1)项目信息查询

可按照项目的名词和编号，对项目关联的设计图纸及相关资料进行在线查看，对资料进行浏览。

(2)设计进度管理

按照项目类型，对项目的进度进行管理，更具项目的关键节点和规划的日期情况，进行项目进度情况的编辑。

(3)统计查询

统计工程数据中心已入库的工程设计成果数量、规模等信息。可按项目的名称、规模、厂址、类型、厂型信息进行项目的检索查询，并支持选煤厂详细信息的查看。

设计审核管理

可在移动端进行CPIM模型设计审核流程的管理，包括CPIM设计资料查看、审核、审核意见记录、审核通过/驳回。

(1)设计数据的查询浏览

支持设计数据的查询与浏览，包括全文检索功能调用、文档资料查阅、图纸文件查阅等。

(2)审核过程查看

设计人员可移动端发起CPIM模型审核流程，填写项目的基本信息后，并跟踪查看设计审核过程。

(4)设计审核审批

审核人员可在App查看设计审核的相关数据，及相关人员的审核意见，对CPIM设计的成果进行审批，填报审核意见。

(5)审核结果查询统计

可在移动端上查看设计审核的结果，并可按时间、单位等统计设计审核的综合信息。

数据交付流程

在进行设计成果数字化交付时，可在App端查看交付成果，并可提交交付申请；审批人员可通过移动端对数据交付申请进行审批流程。

设备模型库浏览

基于云端设备模型库，建立选煤厂设备模型目录树，实现设备模型库的浏览、查询、统计等功能，可查阅设备三维模型、相关的图纸、文档资料等。

②数字化建设管理应用

移动端平台主要作为数据采集录入及浏览接口，侧重施工现场侧应用，与PC端平台配合使用，共同实现施工现场的管控。

工程建设进度应用

(1)建设进度填报

每日施工结束后，各施工班组，填报施工进度，施工项目经理汇总项目整体进度。通过进度填报，关联CPIM模型，实现工程建设进度的模拟。

(2)进度预警查看

查看现场进度情况，结合现场施工情况直接对进度情况进行分析诊断，及时调整进度安排，有效进行进度管控。

数字化建设档案查阅

(1)档案查阅

在移动端实现数字化建设档案的查阅功能，通过构建档案目录数据，查找相应的建设档案，实现档案的查阅浏览。

(2)档案搜索。通过关键词查询数字化建设档案，实现档案数据的筛选、查询。

(2)档案统计

可以按照各种组合条件统计数据库中的档案管理情况，以报表的形式展示档案的数量、类型、完整性等信息，对档案管理工作提供数据支持。

③数字化生产运行管理应用

移动端平台应用物联网和移动互联网等技术，通过二维码扫描、人机交互、查询统计、智能判断等，在三维虚拟选煤厂、地下管线管理、生产运营报表、生产维检应用等方面，在线实现现场数据采集、与Web端平台互补应用，为精准把控选煤厂生产、运行、现场管控等提供有力支撑。

设备档案查询

(1)信息查询

可对设备档案进行信息查询，对设备档案多个关键字检索，并展示查询结果供用户查阅。

(2)目录查询

目录查询部分的设备档案以资源目录形式呈现，可在列表中点击详情查看，可查询文档、PDF图纸等资料。

(3)设备单体模型展示

设备单体模型部分可以将设备的CPIM模型，以单体模型的方式供用户查看。

(4)设备在线监测展示

系统对接大数据平台的设备监测数据，在移动APP上实现设备状态的实时查看，为岗位人员提供数据支持。

地下管线管理

(1)空间查询

空间查询部分支持手持查询浏览管线及管线相关设备的图形信息。

(2)属性查询

属性查询用于查询浏览管线及管线相关设备的属性信息。

生产运营报表管理

用户可在移动端进行13个生产运营报表的查询、填报、统计分析。其次，大数据平将生成每日运营专题简报，供移动端用户查看浏览。

移动巡检应用

巡点检人员现场扫描区域二维码，系统自动推送该区域巡点检路线、设置项目等。通过APP进行设备异常、缺陷现象的信息录入，数码拍照上传、语音上传等功能。

维检管理应用

(1)数据录入

对选煤厂生产日常维检的振动筛、弧形筛、离心机、压滤机等设备，建立三维模型或二维平面图表达设备内部结构，制定生产日常检修记录表，在手机端通过图文结合的方式，记录设备的维修信息。

(2)维检信息查询

用户可在移动端查询选煤厂生产日常设备的的维检信息，包括设备编号、维检内容、维检时间、维检人员，支持设备部件的维检信息查询，如动筛的筛板信息查询。同时支持设备维检信息的统计分析。

(3)基于知识图谱的设备故障预警

通过平台的日常运行，在积累了大量生产日常维检修记录的基础上，基于大数据知识图谱，实现生产设备的故障预测，并在移动端提示报警。如根据筛板检修历史故障数据，预测筛板的故障发生时间，提示及时检修维护。

实施例三

请参阅图3～7，一种基于CPIM的选煤厂三维可视化全生命周期管理平台，包括由数字化设计成果管理系统、数字化建设管理系统、数字化生产运行管理系统、专题应用系统等部分组成的应用平台；

其中，应用平台的硬件部分由显示屏1和演示台面2构成，所述显示屏1可悬挂在墙面上或通过支撑机构进行支撑，所述演示台面2设置在显示屏1的展示侧，所述演示台面2中部上台面设置有用于放置展示物品的实物展示台12，所述实物展示台12的下方连接有穿过演示台面2中部所开设活动空腔3的控制机构，所述演示台面2的一侧放置有集成数字化设计成果管理系统、数字化建设管理系统、数字化生产运行管理系统、专题应用系统的PC终端5，所述PC终端5的一侧放置带有自动翻页机构7的扫描仪6。

在本发明实施例中，所述支撑机构由固定在显示屏1背板面的两组定位帽21和定位环22、活动端竖直穿过所述定位环22并抵在定位帽21内的液压伸缩杆24构成，所述液压伸缩杆24的固定端之间固定连接有连杆23，所述液压伸缩杆24的底端固定通过螺丝连接有底座25。

在本发明实施例中，所述控制机构由通过螺丝固定连接在演示台面2下方的控制外壳4、安置在所述控制外壳4内的滑块8和转动螺杆9、固定连接在所述控制外壳4外侧的步进电机A10、安装在所述滑块8底端的步进电机B11构成，所述转动螺杆9转动连接在控制外壳4内，并螺纹咬合穿过所述滑块8一侧开设的螺纹孔，且所述转动螺杆9穿过控制外壳4的一端与步进电机A10的转动轴进行固定连接，所述步进电机B11的转动轴穿过滑块8中心处开设的通孔与实物展示台12的下表面中心处进行固定连接。

在本发明实施例中，所述自动翻页机构7由U形底框13以及放置在所述U形底框13上方的按压板14构成，所述按压板14的两端开设有通孔套设在U形底框13两端侧板上固定连接的限位杆15的杆身上，且所述限位杆15位于按压板14上方的杆身上还套设有压缩弹簧16，所述按压板14的下板面转动连接有转杆17，所述转杆17的两端固定套设有橡胶转轮18，所述按压板14上板面通过螺丝固定安装有步进电机C19，所述步进电机C19与转杆17之间通过穿过按压板14所开设通槽的传动带20进行同步转动连接。

工作原理：基于选煤工艺、设备、技术构建可推理、可解释、可扩展的选煤知识图谱，综合运用知识融合与推理技术，构建出选煤行业知识图谱，并为实际业务运行提供知识体系的支撑。在选煤厂数据化运营中，融合机器学习和大数据技术，基于产、运和销的全生命周期数据构建全域关系知识图谱，提供基于知识图谱的语义搜索、智能问答、关联查询等应用。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.基于CPIM的选煤厂三维可视化全生命周期管理平台，其特征在于：包括

应用平台，其由数字化设计成果管理系统、数字化建设管理系统、数字化生产运行管理系统和专题应用系统组成，且应用平台数据的取用和存储来自于三维引擎+大数据平台；其中，

所述数字化设计成果管理系统从CPIM数据交付入手，利用数据处理技术和对象/工作流模型，通过对选煤设计移交资料的信息抽取和标准化处理，从而实现工厂信息的一致性；

所述数字化生产运行管理系统以选煤厂全周期CPIM一体化应用管理平台为基础，从设计阶段到施工阶段积累的CPIM数据直接用于选煤厂的资产管理，实现基于CPIM模型的选煤厂生产数据及设备数据的可视化管理；

其中，应用平台的硬件部分由显示屏(1)和演示台面(2)构成，所述显示屏(1)可悬挂在墙面上或通过支撑机构进行支撑，所述演示台面(2)设置在显示屏(1)的展示侧，所述演示台面(2)中部上台面设置有用于放置展示物品的实物展示台(12)，所述实物展示台(12)的下方连接有穿过演示台面(2)中部所开设活动空腔(3)的控制机构，所述演示台面(2)的一侧放置有集成数字化设计成果管理系统、数字化建设管理系统、数字化生产运行管理系统、专题应用系统的PC终端(5)，所述PC终端(5)的一侧放置带有自动翻页机构(7)的扫描仪(6)；

移动端平台，其面向业务现场应用，与PC Web端相互结合，共同组成应用层平台，所述移动端平台为一个APP三个模块建设，分别为数字化设计成果管理应用、数字化建设管理应用、数字化生产运行管理应用。

2.根据权利要求1所述的基于CPIM的选煤厂三维可视化全生命周期管理平台，其特征在于：所述支撑机构由固定在显示屏(1)背板面的两组定位帽(21)和定位环(22)、活动端竖直穿过所述定位环(22)并抵在定位帽(21)内的液压伸缩杆(24)构成，所述液压伸缩杆(24)的固定端之间固定连接有连杆(23)，所述液压伸缩杆(24)的底端固定通过螺丝连接有底座(25)。

3.根据权利要求1所述的基于CPIM的选煤厂三维可视化全生命周期管理平台，其特征在于：所述控制机构由通过螺丝固定连接在演示台面(2)下方的控制外壳(4)、安置在所述控制外壳(4)内的滑块(8)和转动螺杆(9)、固定连接在所述控制外壳(4)外侧的步进电机A(10)、安装在所述滑块(8)底端的步进电机B(11)构成，所述转动螺杆(9)转动连接在控制外壳(4)内，并螺纹咬合穿过所述滑块(8)一侧开设的螺纹孔，且所述转动螺杆(9)穿过控制外壳(4)的一端与步进电机A(10)的转动轴进行固定连接，所述步进电机B(11)的转动轴穿过滑块(8)中心处开设的通孔与实物展示台(12)的下表面中心处进行固定连接。

4.根据权利要求1所述的基于CPIM的选煤厂三维可视化全生命周期管理平台，其特征在于：所述自动翻页机构(7)由U形底框(13)以及放置在所述U形底框(13)上方的按压板(14)构成，所述按压板(14)的两端开设有通孔套设在U形底框(13)两端侧板上固定连接的限位杆(15)的杆身上，且所述限位杆(15)位于按压板(14)上方的杆身上还套设有压缩弹簧(16)，所述按压板(14)的下板面转动连接有转杆(17)，所述转杆(17)的两端固定套设有橡胶转轮(18)，所述按压板(14)上板面通过螺丝固定安装有步进电机C(19)，所述步进电机C(19)与转杆(17)之间通过穿过按压板(14)所开设通槽的传动带(20)进行同步转动连接。

5.根据权利要求1所述的基于CPIM的选煤厂三维可视化全生命周期管理平台，其特征在于：所述数字化设计成果管理系统具体包括

①项目管理，对工程数据中心的各设计项目进行综合管理，包括CPIM设计资料入库管理、设计进度管理、目录管理、设计资料下载、在线浏览、查询统计；

②CPIM设计审核，其具体包括CPIM模型设计审核流程管理、模型预览、模型检测、审核辅助工具，其中

CPIM模型设计审核流程管理包括CPIM资料上传、审核、问题标注、审核意见记录、审核通过/驳回；

CPIM资料上传是设计人员在发起CPIM模型审核流程时，需填写项目的基本信息，并进行相关联的CPIM资料的上传；

审核为校核人员在流程中心，对流程进行校核办理，校核界面显示项目设计人员、基本信息、CPIM资料；校核人员校核过程中，若发现问题，可对发现的问题进行标注，可在CPIM资料中进行问题的逐项标注；

所述校核完成后，校核人员选定校核结果；资料审核对校核通过的流程进行审核办理，审核界面显示项目基本信息、CPIM资料信息，审核人员可查看校核人员的意见，并批注审核意见；选定审核结果；资料审定，资料审定人员可在流程中心，对审核通过的流程进行审核办理，审核界面显示项目基本信息、CPIM资料信息，审核人员可查看校核人员、审核人员的意见，并可批注意见；最后选定审核结果；

模型预览可对设计图纸资料属性及CPIM进行模型预览，以做出直观的判断，提供辅助决策；

模型展示，对选煤厂工艺的展示以及各类设备模型的三维可视化，支持场景的放大、缩小、旋转、平移操作；

属性查询，通过CPIM模型节点进行属性信息的查询，也可通过拾取可视化场景模型进行属性查询；

文档图纸展示，通过CPIM模型节点进行文档、图纸的查询浏览，也可通过可视化场景拾取模型进行文档图纸的查询与浏览；

模型检测，设计检查，根据设计合同要求，检查设计成果完整性，包括设计文件、图纸数量、模型数量是否符要求，检核项设置，数据检核规则，包括规范性、正确性、数据冗余检核项；然后在执行审核过程中，可以进行数据规范性、正确性、冗余性各类审核；审核过程包括文件解析、标识符判断、逻辑检查、数据内容检查多种自动化流程；

缺陷浏览，检测结果以树图形式展示，并将有缺陷的节点高亮显示，点击相应节点可查询审核发现的各类缺陷，显示数据具体缺陷信息；

审核报告生成，预制报告模板，审核后按照模板自动生成审核报告，并支持报告的浏览；

审核辅助工具，用于对CPIM设计图纸模型进行辅助审核，包括模型量测或距离校验辅助工具；模型量测随意测量CPIM模型的标高和净高，通过模型量测的数据与设计图进行对比，以对模型的准确程度进行审核，保证测量的准确性，进而保证模型质量；所述距离校核可对各CPIM模型的距离进行校核，确保不同图元之间没有距离冲突，符合设计规范；

③CPIM模型交付工具，实现CPIM设备模型与设计图纸或文档资料的关联，实现交付成果的导出，交付成果的网络服务发布、展示查询，具体包括：

CPIM设计资料上传，基于CPIM三维可视平台，统一管理CPIM三维模型及全套设计档案资料，实现CPIM三维模型、设计资料的上传，并支持档案目录的构建；

交付成果关联，开发基于CPIM三维模型的档案管理应用，实现CPIM模型的结构化属性添加、删除、编辑功能，及模型与设计图纸、文档资料的关联绑定，形成以CPIM模型为载体的选煤厂设计数字化档案；

交付成果审核，实现交付成果审核流程管理，具体流程包括提交交付申请、成果审核、审核意见、审核批准/驳回；

成果导出，对于完成设计成果关联的选煤厂数字化档案，按照设计资料结构规范，实现交付成果的本地导出；

在线交付，交付成果审核通过后，可对选择的成果进行在线交付，选择相应的交付目录，对交付文件进行成果移交，并可实现交付成果的网络服务发布、展示查询；

④CPIM成果库管理，其具体包括模型库管理和工程成果库管理；其中

所述模型库管理实现对选煤厂工程设计模型库的管理，建立选煤厂工程三维模型分类目录；对于工程数据中心的每个设计项目，都提取出对应目录的设计模型，存入设备模型库，实现模型库的统一管理，实现设备模型及相关资料的上传、下载、审核、在线浏览、设备目录、查询统计功能；

所述工程成果库管理实现选煤厂工程CPIM设计成果的管理，功能与模型库一致，实现工程设计成果的上传、下载、审核、在线浏览、档案目录管理、查询统计。

6.根据权利要求1所述的基于CPIM的选煤厂三维可视化全生命周期管理平台，其特征在于：所述数字化建设管理系统具体包括

①进度管理与模拟，对接施工进度管理系统，融合CPIM设计模型，实现施工进度的模拟；同时基于CPIM模型和里程碑计划，管控重要进度节点，实现可视化施工进度管控；跟踪施工进度，当实际施工进度滞后时，进行施工进度预警，辅助进度风险管控；

其中，施工进度计划管理为了满足项目能在规定时间内完成项目预期目标，通常是通过计划、校核、调整和优化对项目的工期安排、成本支出及资源分配情况进行管控，以达到最佳施工方案的最优时间计划；进度可视化以图表的形式展示施工进度的情况，确保项目每天的工作是否按着整体进度进行，可以对日历做适当的调整；完成情况查询，提供了按不同的阶段、时间段、类型功能查询，并导出进度报表，点击可查看属性详情；

所述审查计划管理用于对三维模型审查计划的管理工作，进行审查计划的制定、计划导出、属性查看、计划导出、计划删除功能，以列表的形式对审查计划的基本信息进行展示，支持审查计划的关键字检索、计划筛选；

审查资料管理用于三维模型审查资料的管理，包括辅助文件的上传、下载、属性查看、删除功能，支持审查资料关键字段的检索，可根据资料类别进行条件检索，支持审查资料的导入及附件管理功能；

三维模型审查，实现选煤厂CPIM三维模型的演示，支持审查模型时对视角调整、距离测量的要求，实现三维模型各种细节层次、各个设备部件的流畅展示，支持三维模型的标注；同时实现审查资料的查看、浏览，提供审查意见记录功能；

所述审查意见管理由模型局部截图、意见的文字描述以及负责意见修改专业组成；平台支持模型截图、审查意见填报，可对审查意见进行管理；结合三维模型，实现以图表形式进行审查意见的信息展示，支持审查意见的关键字段检索、审查意见导出、汇总；模型审查完毕后，汇总审查意见，形成会议纪要；

③数字化建设档案管理，工程竣工后，实现CPIM竣工图交付，并在CPIM模型中关联施工过程数据，实现建设过程的进度、安全、质量数据进行归档，形成CPIM数字化建设档案，将选煤厂数字资产纳入大数据平台，通过大数据平台，利用标准编码进行工程对象级的数据关联，快速查询物项的关联信息及图纸，实现二、三维关联查询展示；

其中，档案归档调用扫描仪对纸质档案进行批量扫描，将档案进行电子化处理，并上传至服务器进行关联，实现对档案的管理；

档案分类管理可以由工作人员自定义档案文件的存储方式，如按照发文单位、发文时间、文件类型进行管理，系统将按照类别不同，规划档案管理的存储方式，并以图标的形式在首页直观地显示出来；

档案搜索，模糊搜索，只需要档案中部分模糊信息，系统就能自动关联到档案的内容，并且具有智能排序功能，将可能命中的文件放在前面供参考；精确搜索，通过关键词和全文搜索引擎相结合的方式，建立多重检索条件，可对满足选定条件的资源准确定位；

档案分析统计按照各种组合条件统计数据库中的档案管理情况，对档案管理的附属属性完整性分析，可以对以后的完善档案管理工作提供数据支持；

分级管理，根据访问者身份不同，对档案管理系统的访问权限不同；分级管理包括四种：

(1)目录访问，即访问者在搜索引擎中输入条件后，系统给出目标档案卷宗的目录，该档案在目录中的详细位置，如需要正文的内容，系统会提示获取的途径；

(2)摘要访问，即访问者在搜索引擎中输入条件后，系统给出目标档案中相关信息的摘要，该档案在目录中的详细位置，如需要正文的内容，系统会提示获取的途径；

(3)在线访问，即访问者在搜索引擎中输入条件后，系统给出目标档案中相关信息的正文，只能在线浏览而无法下载或打印，如需要，需进行授权申请；

(4)完全访问，即访问者可以获得完整的档案内容、下载、打印。

7.根据权利要求1所述的基于CPIM的选煤厂三维可视化全生命周期管理平台，其特征在于：所述数字化生产运行管理系统具体包括

①CPIM工程数字档案

数字档案查询可对CPIM设计、施工、图纸、文档各类数据档案进行查询，设备档案以资源目录形式呈现，在列表中点击查询查看，可查询设备属性、文档或PDF图纸资料；

实现选煤厂主要工艺系统的设备、管道、阀门与P&ID图纸的关联展示、联动；利用标准编码进行快速查询物项的关联信息及图纸，实现二、三维关联检索展示；

设备模型查询定位可进行工业场区内及选煤厂范围内CPIM模型的查询、定位、拾取，在资产目录树点击查询，可对满足条件的查询结果进行显示；点击定位，可将该CPIM模型在场景上进行高亮显示；模型可通过鼠标进行拾取；

②CPIM设备资产管理

基于选煤厂CPIM模型，以统一的设备编码体系为纽带，建立选煤厂主要设备资产全生命周期的项目编码、资产编码、设备编码信息的关联共享；设备资产管理负责对全厂的设备资产信息进行维护记录，在设备全生命周期的过程中，所产生的有关设备的业务信息，通过自动更新或手动记录的方式在设备档案中体现；最终以三维可视化的形式，对设备的属性及生产运行情况进行展示、管理和业务分析；

设备三维可视化管理

以设备CPIM模型为载体，关联设备台账信息，实现设备的三维可视化管理；

设备台账管理

对选煤厂的设备资产进行统一管理，实现设备数据的记录、查询、维护、统计功能；

台账管理通过多种维度的设备资产查询，方便设备资产的查找维护；

设备运行管理

管理记录设备的维修、保养、调拨和状态改变信息，对设备运行状态信息进行汇总，同时根据设备统计报表对设备的生命周期做出判断，定时设定维护及保养计划以提高设备的使用年限；

(1)设备调拨管理

设备调拨主要用于设备具体位置及使用情况的管理，以保证对设备的管理准确无误，同时对设备每次位置及部门的调动做到动态跟踪；

(2)设备状态管理

根据现有设备使用情况及采购情况决定设备是否报废，同时记录设备报废及状态改变的原因，便于以后对设备的信息进行管理及固定资产估算，提高企业设备的利用率；

备件管理

实现设备备件信息查询，实现备件信息与运行设备间的关联显示；备件模块设置安全库存设置和库存预警的功能，当库存的物资低于一定数量时系统自动进行报警；

设备CPIM装配数字档案

对于重要的生产运行设备，基于CPIM模型，建立设备的拆解模型及运行机理数字档案，以三维可视化的形式展现设备的内部结构及安装检修方法，辅助设备的检修维护；

综合统计分析

综合分析是对选煤厂内处于不同生命周期界面的设备资产按照生命周期阶段进行数据汇总分析；包括前期采购、安装调试、设备验收、设备调拨、设备转移、设备状态、设备资产、设备报废信息的多维度统计分析；

③维检管理系统

对设备维检进行统一管理，针对定期的备件更换、清理、加固检修工作和设备部位的定期润滑保养工作，制定周期性的设备检修计划，到达系统创建时间，自动创建检修工单；

设备缺陷管理

缺陷管理是对设备状态进行全过程管理，通过规范消缺流程，明确设备运行、点检、检修岗位职责；

维修计划管理

设备定期维修计划可结合现场实际情况分为年、月、季度计划，或者分为大、中、小修，协助设备管理人员和检修人员合理制定维修计划；维修计划内容包括手动添加或者导入需维修的设备信息、暂不处理的缺陷信息、设备的保养标准信息；

维修工单是设备管理模块中最核心的单据，是与其他模块或部门业务集成的关键依据；维修工单的内容主要包含：部门、设备名称、设备编号、工单状态、工单编号；工作内容、维修工序、危险点、配件情况、维修工具；执行者、施工负责人、配合人；完成情况；验收意见信息；

基于知识图谱的设备故障预警

通过平台的日常运行，积累生产日常维检修记录的基础上，基于大数据知识图谱，实现生产设备的故障预测，并在平台上提示报警；

综合分析

系统支持按组织机构、功能位置、时间、完成情况多种纬度进行数据统计，提供数据表格、折线图、饼图或趋势图展现形式；

④地下管网应用

基于三维CPIM建设地下综合管线平台，通过对地表地形建筑、地下管线的三维建模，实现对选煤厂区电力、电信、燃气、排给水综合管道信息的管理与三维可视化，同时提供管线的查询、统计、分析功能；

管线二三维一体化

在二或者三维以及二三维场景中展示选煤厂工业场地内采暖、生活、消防、排水、工业用水、蒸汽管道；包括放大、缩小、平移、视角变换、旋转、行走漫游，飞行漫游；

管线入库管理可进行管线的更新与入库，包括点线表入库，CAD入库，管网及相关设备的手动输入编辑入库；

设备模型管理提供用户自定义模型设备的加载与管理，以满足现场不同应用场景的设备需要；

管线编辑维护提供管线空间与属性信息的编辑与维护管理，包括管线及设备的移动，添加、删除，属性数据的添加与维护；

属性结构管理提供用户自定义管线属性结构，以满足现场的实际需要，支持添加、删除与编辑；

管线查询提供对各类管网设施的快速查询的功能；查询的主要功能包括实体设备查询、点击查询、模糊查询、关键字查询、自定义SQL查询、空间查询、辅助数据查询；

管线统计按照不同的维度对管网数据进行统计分析，形成各类报表数据；包括：管段统计、设备统计、空间统计、汇总统计以及统计输出；

管线分析提供在二三维场景中对管线提供三维分析功能，包括横纵断面分析、关阀分析、净距分析、碰撞分析、覆土分析、连通分析、开挖分析；

标注管理提供强大的标注管理功能，能够对管网数据进行各类标注管理功能，包括坐标标注、埋深标注、管网标注、扯旗标注、物资标注、杂项标注、流向标注、自定义标注；

三维量算提供多种三维场景中的量算功能，包括水平量算、垂直量算、空间量算，以满足不同场景的量算需求；

⑤二维码应用管理

二维码管理用于对设备资产进行实物标签的统一制作与管理，并管理设备资产全生命周期数据，以辅助生产管理；

设备数字档案关联模块将设备二维码和设备台账、备件库存、设备模型、设备维修记录、设备手册等进行对接，通过二维码标签粘贴，实现系统信息与资产实物对应；

设备信息查询模块通过扫描二维码，查询设备相关属性信息及运行信息，如基本属性参数、技术参数、主要部件模型、检修记录、在线监测情况；

设备信息维护模块通过二维码，维护设备动态信息，如包机人、设备资产编码及位号关联维护信息；二维码除用于设备信息查看外，实现定位和人员识别功能，与设备巡查、检修应用关联；

后台配置管理模块用于管理人员对二维码进行配置、管理，可进行二维码的新建、编辑、删除、详情查看；其中重点功能之一是对二维码及相关应用的对应关系进行维护，包括二维码生成，二维码信息维护，二维码与相关应用绑定、解绑，二维码历史信息查看功能；

⑥CPIM+巡检应用

基于选煤厂CPIM三维模型，融合二维码与移动端、多传感器融合技术以及智能导航与自主运动规划方法与技术手段，建立集成现场检测与数据无线传输、信息双向传递、故障检测与预警功能的智能巡检平台，提高巡检工作的集约化管理水平，实现“调度室里看工厂”和“拿着手机去巡检”目标；

CPIM巡检管理

在平台中统一管理巡检点位，实现巡检点位信息查询、信息录入、巡检路线规划与监督，通过选煤厂全周期CPIM一体化应用管理平台总览全局，实现厂区巡检的三维可视化管理；

三维漫游巡检

在三维CPIM选煤厂环境下，实现固定巡检线路的三维漫游巡检；平台接入选煤厂的视频监控系统，并将视频监控点位在选煤厂三维场景中标定；三维平台可实时调取巡检区域的视频监控图像，查看巡检设备的信息；

工人通过平台进行定线巡检，按照固定的巡检路线对设备进行巡检，根据巡检任务，依次调取监控画面以及读取设备参数，在平台进行巡检记录，足不出户完成固定路线的巡检；

移动App巡检

1、巡点检二维码

基于移动终端APP扫码功能，将静态二维码与巡点检区域、设备绑定，运用于设备巡检过程中的二次设备确认，作为设备静态信息和动态状态查询的快速入口；通过关联巡点检标准体系，自动提醒巡点检区域设备危险点因素、巡点检注意事项；

2、巡检路线与项目管理

巡点检人员现场扫描区域二维码，系统自动推送该区域巡点检路线、设置项目；结合二维码标志牌安装位置信息，实现扫码定位功能，确认巡点检到位；

3、App现场巡检应用

通过二维码查询设备动静态信息，进行设备异常、缺陷现象录入，支持拍照上传；系统实时比对巡点检现场数据与设定参数范围，针对超出设定阈值的设备，进行超限预警；

CPIM+视频监控

在CPIM模型实现视频监控的集成显示，在CPIM模型中点击摄像头，对摄像头的基础属性信息进行展示，同时连接视频的监控画面，实现实时在线监控；支持以截屏的方式，对重要信息的截取；

巡检室内通过视频监控，查看重点设备工程的生成运行情况，减少人工现场巡检；

CPIM+生产系统集成展示

集成智能选煤厂系统及一二期PLC系统，接入生产运行、管理、设备监测数据，并与三维模型关联融合集成管理；可通过设备三维模型，查看选煤厂生产运行数据。

8.根据权利要求1所述的基于CPIM的选煤厂三维可视化全生命周期管理平台，其特征在于：所述专题应用系统具体包括

①设备虚拟检修

针对选煤厂运行设备，应用CPIM软件进行部件级的精细化建模，结合使用维护说明书及生产现场的检修制度和经验，制作设备整机拆解、常见故障情况的检修操作流程演示；

设备拆解模型演示

针对选煤厂的生产设备，基于CPIM模型建立设备拆解演示脚本，可按照相应顺序进行设备模型的拆分和组合；

交互培训

开发设备虚拟检修交互培训系统，选取选煤厂关键设备，建立交互培训脚本及控制逻辑，实现VR环境下的设备交互组装培训；

②VR可视化培训

作业操作培训

以VR可视化的形式，对刮板机、皮带机、停送电、吊装、瓦斯检测作业操作培训，以提高作业人员的水平；

事故模拟培训

以VR可视化的形式，对选煤厂常见的事故进行交互的模拟体验。

9.根据权利要求1所述的基于CPIM的选煤厂三维可视化全生命周期管理平台，其特征在于：所述移动端平台具体包括

①数字化设计管理应用

项目管理

移动端支持项目数据的查询与浏览功能；

②数字化建设管理应用

移动端平台主要作为数据采集录入及浏览接口，侧重施工现场侧应用，与PC端平台配合使用，共同实现施工现场的管控；

③数字化生产运行管理应用

移动端平台应用物联网和移动互联网技术，通过二维码扫描、人机交互、查询统计、智能判断，在三维虚拟选煤厂、地下管线管理、生产运营报表、生产维检应用方面，在线实现现场数据采集与Web端平台互补应用。

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