智能化建造技術

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智能化建造技術范文第1篇

關鍵詞：數字化車間；智能制造；紡機專件

中圖分類號：TH164 文獻標志碼：A

On Promoting Intelligent Manufacturing of Textile Machinery Accessories with the Construction of Digitalized Workshop

Abstract： The paper introduces the overall structure of digitalized workshop for intelligent manufacturing. It suggests that the construction of digital application platform should play equal emphasis on carrying out business process based on model manufacturing and numerically-controlled manufacturing of machine parts based on model technology. It also analyzes the structure and main functions of enterprise information network and its connection with digitalized workshop.

Key words： digitalized workshop； intelligent manufacturing； textile machinery accessories

隨著“中國制造2025”的出臺，經緯紡機榆次分公司在躋身全國首批200家兩化融合管理體系認證企業之列的同時，按照以智能制造推進企業制造轉型升級的思路，對紡機專件產品智能制造數字化車間進行了系統性打造，力爭通過智能制造項目的實施，實現紡織專件制造的全面提升。

1智能制造數字化車間的總體架構

以羅拉產品為例，智能制造數字化車間總體架構如圖1所示。

總體架構設計分企業層、車間層、控制層、設備層等4級模型，第一級企業層主要以PLM、ERP為數據平臺，集成應用有CAD、CAE、CAPP、CAM、虛擬制造、過程仿真等；第二級車間層主要以MES為數據平臺，集成功能有計劃排程管理、生產調度管理、庫存管理、采購管理、設備管理、刀具管理、工裝管理、質量管理、成本管理、人力資源管理、看板管理、生產過程控制等；第3級控制層和第4級設備層以網絡DNC為數據平臺，包括控制層的過程控制系統、數據采集系統與設備層的數控機床、機器人（機械手）、輸送系統、工業識別系統、工業控制系統、儀器儀表分析系統等。4級模型是建立在工藝流程、車間布局、產能優化模擬仿真的基礎之上，遵循基于模型定義MBD（Model-Based Definition）的數字化設計與制造方法。

2智能制造數字化車間各平臺的功能建設

2.1數字化應用平臺的建設

數字化應用平臺的建設圍繞基于模型的制造執行業務流程和基于模型技術的零件數控加工制造兩個方面進行重點打造。

2.1.1基于模型的制造執行業務流程（圖2）

在PLM中完成產品、工藝、工裝設計與驗證后，對產品EBOM與工藝PBOM發送的ERP系統進行主計劃編制，形成生產工單與物料BOM，再發送到PLM和MES系統；PLM系統接收到生產工單與物料清單后，與對應版本的產品和工藝數據組合，形成制造工作包，下發到MES系統；MES系統接收到生產工單和制造工作包后，進行生產排程和物料準備，然后下發到工作中心，進行生產制造、產品檢驗及數據采集，必要時進行現場問題反饋和超差品處理，最終將數據返回PLM系統，將計劃完工和物料消耗等數據返回ERP系統。

2.1.2基于模型技術的零件數控加工制造

基于模型技術的零件數控加工制造的打造要通過后置處理產生數控程序（NC）代碼，NC代碼在PLM平臺中進行版本控制和文件管理，通過PLM與DNC的緊密集成，實現基于模型技術的數控加工編程的輸出與加工機床的連接。數控程序的管理是將其掛接在工藝結構上的數控工序下，基于工序對象實現版本控制，在統一的流程控制下實現數控程序下發和回傳。

各種信息的交互實現如下。

（1）數控程序傳輸到數控機床：工藝人員根據流程指令可選擇程序（系統自動保證最新流程中版本），通過DNC接口下發到相應數控機床。

（2）在數控機床上查看和首件試切：機床上操作者即可查詢到可下傳的NC程序列表。NC程序通過同MES系統關聯化管理，機床操作者可以直觀查看執行具體工序內容、每個工序使用的NC程序，根據需要可以查看工序三維模型和尺寸要求。

（3）回傳數控程序：對NC進行驗證和確認之后，通過DNC接口回傳確認過的數控程序，掃描到數據回傳之后，通知相關工藝員，工藝員確認之后將程序掛接到相應的工藝結構樹下。

（4）DNC系統可以將NC程序文件直接提供給機床控制器。借助車間連接，機床操作員可直接訪問生產數據。操作員可通過作業編號或工作數據包標示符找到生產所需的正確數據文件，包括NC程序、刀具清單、設置表和圖紙。

2.2 信息網絡平臺的搭建及其功能

2.2.1 企業信息網絡架構（圖3）

圖3中上層為企業局域網，覆蓋了公司產品研發、生產經營、銷售采購、質量、人力資源、財務等各職能部門和生產車間，由50多臺服務器作為數據服務平臺；下層為車間設備層DNC網絡，與數控機床、機械手、輸送系統、工業識別系統、工業控制系統、儀器儀表分析系統及管理人員客戶端等實現連接，并通過網絡交換設備連接公司局域網。

2.2.2 信息網絡平臺的主要功能

（1）基于PLM平臺的集成化系統

在統一的平臺上實現需求的解析和確立、功能架構、邏輯設計、物理設計及系統驗證，實現系統驅動的產品開發，使企業可以從整體上把握價值鏈的上下游系統。通過設計流程，可早期全面理解產品，使各個部門都能對整個系統有一個全面的了解，企業可以利用所掌握的知識來更好地權衡影響具體設計、制造、銷售、采購和服務決策的各種因素。

（2）專業CAE分析

通過與數字化生命周期管理和數字化產品開發的緊密集成，能夠在一個可視的三維環境中訪問最新的已經配置好的設計數據、產品結構、要求、規格、變更單和其它相關的信息，進行全面配置管理和產品結構管理，以協調CAD模型、CAE模型以及過程，管理實際分析數據，并與實際設計數據和實際制造數據相匹配和關聯。

（3）基于模型的全生命周期質量管理

在產品設計階段，直接從模型中提取數模和進行尺寸建模，通過仿真產品的制造和裝配過程預測產品的尺寸質量和偏差源貢獻因子，實現模型中公差分配的優化。在工藝規劃階段，實現基于實體模型三維標注驅動的智能化離線編程與虛擬仿真，有效準確地傳遞尺寸設計信息，確保數字化測量路徑規劃與虛擬仿真驗證結果的可靠性與唯一性，為輸出高質量零缺陷的執行程序提供有力支持。在產品生產階段，通過對實時生產質量信息跟蹤、分析和，幫助管理人員及時發現生產過程中的質量問題，通過對制造數據的深度關聯分析，尋求問題的根本解決方案，同時將產品開發過程中制造質量和設計質量掛鉤，形成企業質量管理的閉環。

（4）基于模型的零件工藝

以產品三維模型為基礎，工藝設計和CAM編程基于產品設計數據，并且通過工藝與產品、制造資源的關聯實現設計與制造過程中關鍵元素的有機結合；以制造特征為內在因素構建結構化的工藝結構，為下游ERP、MES系統做數據準備；基于產品三維模型的工藝設計過程是工藝仿真驗證的基礎，通過對工藝資源進行三維建模，實現產品加工和裝配的仿真驗證；三維實體造型的工藝展現形式使工藝表達形式更為直觀，手段更為豐富，對于車間工人操作更加具有現實意義；面向產品設計的編程，識別零件特征與公差要求，基于典型零件和特征的模板化編程，可以提高編程效率，改善質量，減少對員工經驗的過分依賴。

（5）基于模型的數字化制造-質量檢測基于數字化檢測，提供從檢測編程到檢測執行的功能，涵蓋從制造工程到生產執行的環節。數字化檢測與三維尺寸公差仿真、測量數據統計分析共同構成了全面的質量管理體系，幫助企業提升產品制造質量。

（6）基于模型的作業指導書

將格式多樣、關系復雜的產品定義、制造過程定義和沉淀的工藝知識等信息展現到制造現場或維護維修現場，使現場人員無二義地快速理解和執行，是整個基于模型的數字化工廠體系的重要一環。提供滿足數字化需求的紙質和電子作業指導、脫機和實時聯機的作業指導、基于Web的在線作業指導、3D交互式作業指導和基于便攜終端的作業指導。

（7）基于模型的實做數據管理

將制造執行系統中的產品制造過程、檢驗結果、消耗的物料、任務批次等信息組成實做數據，提交給PLM系統，以實做BOM的形式進行管理，構成完整的實物的虛擬表現，固化和追蹤產品實物技術狀態。

3數字化車間的實施

建設紡機專件產品智能制造數字化車間，企業要以兩化融合的思想為指導，充分應用現代信息技術、制造技術實現物流、信息流的高度統一，重點是對底層制造自動化、信息集成進行拓展應用。目的是進一步提高生產效率、提升產品質量、縮短產品研發周期、打造信息化環境下企業綜合實力以及提高資源和能源利用效率，也是企業主動順應紡織機械行業由傳統制造向現代制造轉型升級、實現企業技術創新、面向未來制造業搶占未來市場競爭制高點的戰略性舉措。

經緯榆次分公司紡機專件羅拉產品數字化車間采用PLM的管理方法，以網絡和數據庫為技術支撐，從CAD、CAPP、CAM、PDM、ERP等各環節對產品信息進行管理和動態跟蹤；運用網絡DNC技術對車間數控機床、輸送系統、檢測系統進行互聯和集成；通過物聯網技術實現產品制造質量的動態檢測和全程跟蹤；通過虛擬化的產品規劃和設計，利用制造執行系統，賦予工廠更多的靈活性，滿足多品種紡機專件產品的混線生產，并可為將來的產能調整做出合理規劃。

3.1產品制造流程

羅拉是細紗機牽伸機構的一個重要零件，是決定細紗機成紗指標好壞的核心零件，技術要求極高。細紗機上有6對羅拉，每對羅拉由幾十乃至上百節羅拉通過導桿、導孔、內外螺紋及羅拉軸承連接而成，最長可達到40余米，每對羅拉跳動要求不超過0.02mm，因此羅拉的各個技術指標均要達到極高的水平，是一種制造難度和復雜系數極高的產品。目前企業羅拉產品共七大類300余個品種。其工藝流程：備料外協粗加工來料檢驗切入磨加工雙頭車連線援齒熱處理校直成型磨粗磨軸承檔精磨軸承檔數控打孔粗磨端面半精磨端面砂光鋼絲輪拋光清洗錘前布輪拋光清洗電錘精磨孔端面錘前布輪拋光清洗孔精加工車外螺紋完工檢驗裝配裝箱。

3.2生產過程采集與分析系統的建設

經緯榆次分公司羅拉工廠應用無線射頻質量跟蹤系統，在羅拉生產中及售后進行產品跟蹤和質量追溯。

3.2.1羅拉生產的過程采集

羅拉生產加工過程進行跟蹤和記錄，根據羅拉的材質、加工工藝和規格，在羅拉上打印二維條碼來進行跟蹤。生產過程處于受控狀態，對直接或間接影響產品質量的生產、安裝和服務過程所采取的作業技術和生產過程進行分析，診斷和監控。

3.2.2羅拉質量追蹤數據的采集及分析系統

質量管理主要記錄、跟蹤和分析產品及過程質量數據，用以控制產品質量，確定生產中需要注意的問題。

質量數據采集：通過布置在車間的數據采集終端或手持終端上報檢驗結果，系統自動將數據存儲起來，供其他模塊進行數據處理和即時顯示。

質量檢測記錄：通過在系統中的“質量檢測記錄”界面錄入檢測項目的真實內容信息（如實際尺寸、粗糙度等）。

質量分析：可對車間生產的質量情況，按日、月、年、人、設備、日期等條件或復合條件自動生成報表文件、存儲或打印。可以提供有關產品、人員在生產過程中的基本信息給績效管理系統，通過對信息的匯總分析，以離線或在線的形式提供對當前生產績效的評價結果。

3.2.3售后產品質量追溯

羅拉產品銷售后，可以通過產品的激光條碼查到該產品的批次、生產設備及生產人員等信息，客戶發現羅拉產品存在質量問題，能及時反饋給羅拉生產廠，作為質量改進的依據。

3.3無線射頻質量跟蹤系統與其子系統MES系統的集成

企業對無線射頻質量跟蹤系統與其子系統羅拉廠MES系統實現無縫數據集成。

（1）基于工單的排產及采集信息的集成

羅拉廠MES系統生成工單后，打印產品生產跟蹤卡，所有的采集信息（包括物流信息、質量檢測數據、激光打碼信息）直接錄入工單及工單對應的所有產品的數據中，實現了采集數據與工單的無縫數據集成。

（2）質量分析與羅拉廠MES系統的信息集成

技術部門通過經緯紡機無線射頻質量跟蹤系統的質量分析系統發現問題，及時反饋給羅拉廠MES系統，羅拉廠MES系統及時對生產計劃進行調整。

4結束語

智能化建造技術范文第2篇

隨著經濟全球化的進一步發展和地球生態環境的日益惡化，探尋新的城市建設模式、產業經營模式和企業生產模式成為擺在世界各國領導者們面前的重要任務，只有推行更加綠色、環保的經濟發展方式和生產生活方式，才能避免生態環境遭受更大的破壞，維護市場經濟的可持續發展。本文旨在針對低碳城市發展趨勢中的智能建筑電氣技術的應用及推廣問題，探討如何更加有效地開展城市低碳化工作。

關鍵詞：

低碳城市；智能建筑電氣技術；探索和研究

以低耗能、低污染為基礎的低碳經濟是當前全球經濟發展的總體趨勢，而創建低能源消耗和低二氧化碳排放量的低碳城市已成為世界各國的共同追求。作為低碳城市的重要組成部分，綠色建筑的概念逐漸被城市建造者和管理者所廣泛接受，大量使用對環境友好的可再生資源、減少建造過程對生態環境的破壞、將環保與建造相結合等先進理念對生態環境保護工作產生了十分積極的影響。綠色建筑概念中電氣技術的智能化正逐步走上快速發展的軌道，智能建筑電氣技術具有的節能環保、高質高效的特點使其越來越被建筑行業人員所廣泛采用。

一、低碳城市

低碳城市是指以低碳經濟為核心、提倡市民低碳生活方式、市政管理以建設低碳社會為目標的城市。低碳城市建設必須在保持經濟發展速度的前提下，盡可能地降低能源消耗及二氧化碳排放量。低碳城市的概念強調的是經濟發展代價最小化和人與自然的和諧共處、相互包容，強調堅持科學發展觀、創建和諧社會。建設低碳城市包含了新能源的開發和利用、生產技術的清潔化、消費模式的綠色化以及綠色建筑的建立。2010年7月，國家發改委了《關于開展低碳省區和低碳城市試點工作的通知》，公布了第一批國家低碳試點地區名單。2012年12月，發改委確定了第二批國家低碳試點省區和城市。至此，我國已確立了6個低碳試點省區和36個低碳試點城市，低碳試點工作已在全國范圍內廣泛開展。

二、綠色建筑

綠色建筑泛指一切能最大限度地保護環境、減少污染、節約能源，為使用者和周邊人群提供健康、舒適的居住環境的建筑。綠色建筑的所謂綠色，并不是指狹義上的綠化概念，而是象征著在不破壞生態平衡的基礎上對周圍自然資源的充分利用，代表著對大自然的最終回歸，因此又被稱為生態建筑、可持續發展建筑、節能環保建筑等。綠色建筑的具體含義可參考我國頒布的《綠色建筑評價標準》和《關于加強綠色建筑評價標識管理和備案工作的通知》。綠色建筑的設計理念強調的是對能源和資源的合理應用：充分利用太陽能、風能、水能等清潔能源，減少空調、采暖等容易造成污染的電氣設備的使用，選擇具有環保特點的可再生建筑材料，節約用水、用電。同時，綠色建筑概念提倡建筑與自然環境的相互融合、和諧互補，要求深入了解周邊環境的條件和特點，就地取材，選取天然建筑材料，創造舒適、健康的居住環境。

三、建筑電氣技術的智能化

在新型城市發展理念中，對建設低碳城市和建造綠色建筑的提倡向建筑電氣技術的智能化提出了更高的要求。在未來很長一段時間內，建筑電氣技術的智能化將成為相關行業和社會各界關注的重點。建筑電氣技術是指以建筑為平臺，利用當代先進的電力技術、計算機信息技術等滿足居住者的各種生活需求，保障建筑居住和使用的安全性、有效性。智能化的現代建筑電氣系統配備了安全、穩定、高效的電力工作系統，該系統由提供、傳輸電能的各條線路組成，又被稱為供電系統。為了方便建筑使用人群使用電能，電力工作系統中的變電所和輸配電線路充當連接用戶和發電廠的紐帶。10kV以下的配電線路和變配電所構成配電網，并將由配電線路直接提供的電能分至各個用戶。

綠色建筑的供配電系統擔負著向所有用戶提供電力的工作，因此必須具備安全穩定的電路和電壓、大容量的電流。同時，為了保護由有線電視線路、衛星電視線路、計算機網絡、自動報警裝置、安全閉路電視等構成的弱電系統，避免其遭受電網瞬變、高次諧波、雷電天氣等各種電磁脈沖及自然現象的干擾和影響，當代智能化建筑電力系統配備了漏電保護器、剩余電流監視系統、SPD保護器等設備和裝置，加大了對用電設備和住戶人員的保護力度，保證了建筑的安全、有效使用。智能化的現代建筑電氣技術還具有高度的靈活性，日益提高的人民生活水平對建筑電氣系統操作的人性化提出了更高的要求。因此，現代化的建筑電氣系統必須具備先進的電氣設備，對電氣系統的設計必須符合用戶和整個建筑所有設施的需求：為了保證電力設備的高效、持續運作，智能建筑電氣技術采用各種先進手段提供持續電能；電力系統的設計簡單、易操作，功能性電氣設備和儀器數量合理、運行高效。

在反恐行動全球化的趨勢下，對用戶的安全保障是智能化建筑電力技術必須具備的功能，各類建筑物都須采取與建筑規模相匹配的安防手段和措施，以應對可能出現的事件和挑戰。當前先進的智能建筑安防系統中通常采用的是智能傳感技術，改變傳統探測器的工作原理和工作方式，增加智能識別功能，對各種不同清晰程度的圖像進行探測、識別、處理，通過對移動人體、街區實景、車輛牌照的分析，預防和阻止各種突發性安全事故的發生，提高居住環境安全等級。智能化的建筑電氣系統注重電氣技術的可持續發展，時刻更新智能化技術手段在建筑電氣領域的更新。而各種公用、家用電器日新月異的發展及各種計算機網絡設備和功能的不斷演變，要求建筑電氣技術必須時刻跟緊時展步伐，避免出現建筑電氣系統管理落后于用電設備水平的現象。

四、結語

低碳城市建設是我國現代化綠色城市建設工作和經濟可持續發展工作的核心內容，也是進一步推行生態環境保護理念的關鍵。在低碳城市建設進程中，越來越多的國家和地區逐步普及對智能化建筑電氣技術的使用，繼續研究和發展新型智能化建筑電氣技術手段，是提高低碳城市建設水平和綠色建筑使用效益的重要途徑。

參考文獻

[1]楊西.低碳城市與智能建筑電氣[J].科技創新導報，2015（08）：107-108.

[2]肖峻.智能化建筑電氣節能優化設計[J].科技與企業，2015（11）：107.

智能化建造技術范文第3篇

 

美國智能建筑學會把智能建筑定義為:

 

通過對建筑物幾個基本要素即從結構、系統、服務、運營和管理以及它們之間的相互聯系全面綜合，并達到最佳組合，獲得的高效率、高功能與高服務性的大樓。我國則以大廈內所配置的自動化設備來衡量智能建筑。在日本突出智能建筑就是高功能大樓，是方便有效地利用現代化信息與通訊設備，并采用樓宇自動化技術，具有高度綜合管理功能的大樓。在新加坡，規定智能大樓必須具備三個條件：一是先進的自動化控制系統，調節大廈內的各種設施，包括室溫、濕度、燈光、保安、消防等，以創造舒適的環境;二是良好的通訊網絡設施，使數據能在大廈內進行聯網;三是提供足夠的對外通訊設備，并向國內外進行聯網。

 

當今科技正處于高速發展階段，其中相當多的成果將不斷被應用于智能住宅建筑，因此其內容與形式也在不斷拓展與變化。

 

2智能住宅控制網絡化設計

 

法國最近正在巴黎近郊建一幢電子化“智能住宅”當你不在家的時候，住宅里的“電子管家”監視著家里所有的電子系統，如有漏水、漏煤氣，它會自動報告搶修站;有人私自撬門，它就會報告警察局;此外，它還可以寄郵件、購買飛機票、訂其他各城市的旅館房間等等。

 

在邁向2011年的住宅設計今天，如何設計智能型網絡式住宅己提到設計部門的日程，現提出如下設想：

 

2.1有步驟地開發建設智能住宅

 

住宅的智能水平取決于造價與智能系統的要求，根據我國的經濟，應允許存在智能差別，開發高、中、低多種智能型住宅，只要滿足智能住宅的基本要求，可以先發展低智能，逐步發展到高智能住宅。

 

2.2制定智能住宅的標準和發展規劃

 

住宅智能化標準至今還沒有建立，但為了緩和投資緊張局面，可以分批投資，分期實現。依照最新頒布的《住宅設計規范》(GB50096-1999)，普通住宅分一至四類，對三、四類住宅要求三表(電表、水表、煤氣表)出戶，而有的城市己對三表推廣采用磁卡表，并同計算機聯網，初步實現低智能化。對高級住宅或別墅這類住宅，智能化程度應更高。智能住宅也可分成必建部分與緩建部分。必建部分除智能住宅環境外，尚有住宅設備的自動化系統，包括變配電、照明、空調、供熱、防火、保安、電梯管理、廣播、電話與衛星天線等基本布線系統和綜合布線系統，這里可分成必建部分和選建部分。以售房為目的的投資商，可以先完成必建部分，分期分批實施緩建部分。

 

3高智能化大廈的建筑設備

 

高智能化大廈是建筑、結構、樓宇設備、環境、信息工程、自動控制、物業管理、人類工效學等多門技術的集成，是高新技術在傳統的建筑業中的集中體現。智能大廈的設備、設施和管理都要以人為本，因人而易，主隨客便。它的高額投資會從人的工作效率提高中得到回報。但是，目前國內很多人對智能大廈的作用還沒有建立這樣的新概念。國內至今還沒有比較完善的有關智能大廈的標準和規范。前不久，建設部發出通知，為了加強建筑智能化系統工程的設計管理，頒布《建筑智能化系統工程設計管理暫行規定》，《規定》中初步界定了建筑智能化系統工程的內涵;明確了由建設主管部門統一管理全國的建筑智能化系統工程設計工作，并對立項申報、編制標準規范、資格認證、市場管理等問題都有了明文規定。

 

4智能建筑的投資

 

由于智能建筑建造的特點，因此它的建設投資要高于普通住宅，智能化建筑的功能具有質的提高，故需增加以下幾方面的投資：

 

4.1綜合布線系統的投資。目前弱電傳輸介質的布線有光纖與多芯絞線兩種選擇。

 

4.2大樓自動化系統的投資。大樓自動化系統的運行，運行費反而會減少，智能建筑投資增加主要表現在如下幾個方面:

 

4.2.1消防必須采用高可靠性的防火自動監測與報警控制系統，以確保人身與財產的防火安全度;

 

4.2.2保安必須確保人身安全。在通用電視監視、出人控制、巡回檢查與防盜等系統的基礎上，進行聯網運行，實現智能化，需要增加設備與計算機網絡的投資。

 

4.2.3能量管理系統，包括從高壓電源輸人、低壓配電、空調制冷系統、上水的變頻調速、供熱等系統的自動檢測、控制與管理。其主要任務是確保運行系統優化操作，高可靠性與高品質要求，并能降低運行費用。智能化與聯網是主要技術手段，雖增加一些投資，但卻能減少能源消耗與運行費用。

 

4.2.4環境控制系統，包括溫度、照明與衛生等機電設備及其智能控制系統，全面達到控制標準，并聯網與經濟運行。真正的智能系統節能與效益是十分顯著的。

 

4.2.5運載系統主要是電梯與停車場設備管理。采用高可靠性智能化電梯，全部聯網并優化運行，以滿足快速、準確和完全的要求;停車場要求自動計費管理，并實現聯網。

 

4.3增加投資提高建筑裝飾標準，設計中對智能建筑提高建筑標準、推廣新型建筑材料，采光與聲學音響標準要有明顯的改進、設備管道井與各種設備機房面積會有些增加，勢必導致增加造價，但所占投資比例很少。根據國內己建幾個智能住宅建筑分析，住宅小區要增加工程造價約10?15%，對開發商來說一定要充分考慮，權衡利弊。

 

5結論

 

5.1智能化大樓和住宅己實現水、電、煤氣通過電腦查車輛進出均由電腦自動識別，可以在居室中選看影視節目等等，但智能化程度與國外相比，還有一定差距。

 

5.2智能化的實現，首先要培養智能化的人才，原有建筑隊伍中無論從科技知識、還是管理能力諸方面明顯不能滿足要求。為此要充分重視現有人才的潛力，采取多種培訓手段，使設計、施工、管理人員迅速提高水平，解決當前在發展智能化建筑中，急需高科技人才的燃眉之急。

 

5.3加強維修與管理是發展智能化建筑的必然趨勢。眾所周知，復雜的智能設備質量再高也不可能終身兔修，智能建筑中的設備不僅品種數量多，而且技術含量高，如果維修工作跟不上，勢必影響設備的正常運行，如此發展下去，將直接影響智能功能的發揮，甚至可能導致自控系統癱瘓。國外的經驗己告訴我們維修與管理是專業性很強的工作，只有集中高水平的維修申心，才能管理好智能化的建筑。

智能化建造技術范文第4篇

【關鍵詞】建筑智能化；規范建設；完善體制

中圖分類號： TP212 文獻標識碼： A 文章編號：

一、前言

我國建筑的智能化發展在最近幾年非常迅速，產生出巨大的市場價值和潛力，社會、經濟效益顯著。建筑智能化給人們帶來了全新的信息化感受。同時，隨著科學技術的進步和人們對其功能要求的變化，它也在不斷更新、補充內容。在筆者看來，建筑智能化應能提供舒適、健康的生活環境，激發高效的個人創造力，高度支持辦公事務、商務的需要與文化交流，保證安全的生活空間，具有適應建筑功能變化的靈活性。

二、建筑智能化系統的含義

建筑智能化系統工程實際上就是指利用現代化數字系統、網絡技術等來實現建筑樓宇的智能控制。具體而言就是以建筑為平臺，利用建筑設備、通信網絡系統來實現系統、管理、結構和服務之間的優化組合．并通過建筑、暖通、結構、變配電、照明、空調、電梯、給排水、電視監控、綜合布線、樓宇自控等多個系統來形成整體上的有機整體。從而為人們提供一個安全、舒適、便利、高效的建筑環境。建筑智能化系統工程在我國最早出現在上個世紀的九十年代，其后的發展十分迅速。由于建筑智能化是一項系統工程，所涉及到的管理部門和學科眾多。因此在建筑智能化系統以外，還需要許多相關的管理和設計給予一定的支撐。我國在建筑智能化系統工程的發展上。雖然智能化發展較快，但是在相關的管理和設計上還存在一定的問題，這在很大程度制約了我國建筑智能化系統的發展。

三、建筑智能化系統現狀及問題

建筑智能化是一項系統工程，而且技術更新周期愈來愈快，并且涉及多個學

科和多個管理部門，相對于智能技術的發展相應的設計與管理等方面已遠遠落

后。由于國家管理標準的相對滯后，全國各地方建設部門對智能建筑的標準也千

差萬別，因此大多數地區對其發展還是處于隨意發展的狀態。根據筆者多年來專

職從事這個行業的實踐和體會，認為主要存在以下問題:

1、設計問題

智能建筑是多學科和高新技術的高度集成。由于涉及到系統多，工程專業技

術復雜，綜合性強，所以至今尚未形成對建筑智能化系統技術和設計全面把握和

控制的方法和程序，使得現階段的建筑智能化系統工程設計存在著“設計不講科

學”的現象。主要表現在方案設計可實現性與合理性較差、系統或設備選型有缺

陷、施工圖紙設計深度不夠，可用性差等。

2、施工問題

建筑智能化系統的施工單位是系統集成商，系統集成商在智能化系統工程質

量方面具有重大責任。系統集成商承擔深化設計、設備材料采購、安裝調試試運

行，并要負責質保期內維護、業主管理人員培訓等，其在工程中的作用十分重要。

影響施工質量的原因也很多。主要表現在招標過程的對商務部分和技術部分比重

失衡.在施工過程中對"人、機、物、法、環"的管理和控制不嚴格。

四、建筑智能化的對策研究

1、提高建筑智能化的設計水平

建筑智能化設計定位不明確，建筑智能化設計市場混亂，設計階段對投資控制缺乏有效控制，設計階段缺乏有效的項目管理等等問題嚴重制約了建筑智能化的推廣和普及，國家行業管理機構首先必須明確建筑智能化的設計規范，促進智能設計水平的提高；其次，應把智能設計納入有形建筑市場統一管理，使得智能設計信息公開化、透明化，改變其混亂的市場競爭格局；再次，廣大開發商應提高自身對智能設計的理解深度，建立起企業對智能設計的管理體系、管理方法，特別是在項目的設計階段要予以重點控制。

2、加強建筑智能化建設階段的管理

建筑智能化的建設階段，由于建筑智能化在我國正處于初始發展階段，缺乏國家統一的標準和規范：而且系統集成商自身的素質也不高；建筑智能化施工處于一種“上無政策、下無能力”的混亂狀態。國家必須盡快完善智能設計在施工管理規程和監理辦法，并加強對施工企業智能設計施工能力的培訓，保證智能設計能在建造過程中得以良好的設計實現。

3、全面提高對建筑智能化在運營期的管理

智能設計這種全新的設計理念引入到房產產品中以后，其在使用階段的有效管理是建筑智能化的功能得以實現的有效保障．我國目前能全面負責建筑智能化的設計、施工以及物業管理的綜合性企業還很少，嚴重制約了建筑智能化的發展，這也是我國建筑智能化市場亟待提高的一個核心問題。但是，這也是我國物業管理企業在業務能力拓展方面的一個重要方向。

通過以上3個方面的改進和提高，建筑智能化在設計階段有設計規范、建造過程有施工規程、運營階段有技術保障，這對于建筑智能化這個高科技融入的新型建筑產品的長遠發展有著極其重要的現實意義。

五、建筑智能化建設未來發展的展望

建筑智能化建設在長期的發展中得到了不斷的發展和完善，比如，傳統的電議系統應用具有嚴重的局限性，現在相關技術人員已經加強了各子系統之間的關聯性并促使其朝著更加開放的方向發展，這也是未來建筑智能化發展的必然趨

勢 。在新世紀的智能建筑領域，信息網絡技術、家庭智能化技術等的發展和應用將會更加的廣泛和深入，人們對新材料和新技術的探索和創新將會使智能化各子系統更加的統一和開放，而對這一趨勢造成阻礙的技術、人為因素等問題也將會不攻自破，我們可以樂觀地預見，未來建筑智能化建設將會朝著更加人性化和更高程度的集成化的方向快速健康發展。

在新的信息技術將會迅猛發展，作為信息技術產物的建筑智能化系統也會

發生深刻變化。未來的建筑智能化系統發展將體現如下顯著特征:

1、多學科、多技術相互滲透。如虛擬現實、人工智能、生物電子工程、仿生學、生態學等新技術,使智能建筑有新的功能。

2、多個系統的相互交叉融合。建筑智能化系統的三個子系統樓宇自動化系統、通信自動化系統、辦公自動化系統不久就可以結合一個系統。

3、建筑智能化系統群體化;未來將發展智能化建筑群。進一步實現智能化城市和國家。

4、建筑智能化系統使建筑成為可持續發展的建筑、其內涵:高功能建筑、綠色建筑、健康建筑、生態建筑。這都將進一步促進建筑智能化系統的變革和發展。

六、結語

多年來，建筑智能化建設由于種種原因施工質量偏低，在日常工作中存在著諸多問題。在建筑智能化建設方面，行業主管部門、施工單位、設計單位、建設單位等都有責任。當前人們關注的焦點越來越集中到建筑智能化建設方面，與此同時，建筑工作者的共同責任也是將我國的建筑智能化的健康發展不斷地推進。因此，建筑行業內的專業人士的共同任務應該是對行業的技術狀況和發展給予高度關注并進行深入思考，同時積極主動地為行業的健康快速發展做出自己應有的

貢獻。

建筑智能化開發和管理，是一個復雜的系統工程，也是需要政府及相關部門

付出極大努力的過程。政府及各相關相關部門要有緊迫感，更要通力合作，盡快培育和完善建筑智能化開發和管理市場，不但使企業受益，而且使社會和國家受益。相信，隨著法律環境的改善、建設體制的改善及市場運行機制的完善，我國建筑智能化開發和管理最終走向進步和成熟。

參考文獻：

[1]盧慶新 建筑智能化系統工程設計的現狀與對策.智能建筑電氣技術 2004（1）

[2]王彤方 建筑智能化系統工程設計施工的現狀與問題科技風2010年4月

[3]鐵銳 淺談建筑智能化系統工程設計中存在的問題與對策科學之友 2010 年03月（09）

智能化建造技術范文第5篇

關鍵詞：智能船舶；頂層規劃；體系架構；標準化接口；集成展示

1背景分析

1.1依據與標準2015年5月19日，國務院印發了《中國制造2025》。這是我國部署實施和全面推進“制造強國”戰略第一個十年的行動綱領，把“海洋工程裝備和高科技船舶”作為需要聚集資源并實現突破發展的十大重點領域之一，并將集成化、智能化、模塊化的重點配套設備及關鍵造船技術作為所需掌握的核心技術。2016年3月1日，中國船級社（CCS）編制的《智能船舶規范（2015）》［1］正式開始生效，該規范主要從智能船舶的定義描述以及主體功能（智能航行、智能船體、智能機艙、智能能效管理、智能貨物管理和智能集成平臺等六個方面的功能），進行具體細化明確。

1.2基礎與條件智能船舶的提出順應了船舶裝備發展與物聯網技術應用的新潮流。首先，隨著船舶裝備數字化、智能化、信息化技術的持續發展與廣泛應用，越來越多的設備具有可接入其領域局域網或船舶互聯網的可能。其次，隨著物聯網概念的提出與相應技術的發展，基于現場總線、領域局域網、互聯網等形式的數據采集、數據分析、應用開發、系統集成、集中監控、分析預警、輔助決策等信息技術得到充分發展并進而推廣和應用。再者，隨著減員增效及人性化需求的不斷發展，無人機艙、中央集控系統、數字化橋樓系統等平臺化的應用實現也獲得逐步推廣。

1.3現實的痛點物聯網軟硬件架構體系及實現技術現已基本成熟并得到充分驗證和發展，但其相關標準及其應用還主要局限于分領域范圍內，整個體系的標準化、平臺化、融合化的向基礎設施方向的發展進程較為緩慢。現階段，船舶領域裝備系統的智能化為有限智能（初級），其有效范圍也僅限于各裝備系統自身，船舶裝備的物聯網化發展進程較為緩慢，信息化水平較低，主要表現為以下幾個方面：（1）信息孤島效應明顯。表現為主機、輔機、冷水機組等既有智能裝備的信息接口開放度不夠，信息的第三方應用集成與二次開發相對困難。（2）重復建設成本較高。表現為各類型裝備硬件形式的應用終端在特定區域平臺上的集中布置與應用實現、信號采集、通訊接口、資源部署、應用終端等的實現基本上都是相互獨立的，系統建設的復雜度、重復性等其他成本較高，系統調整變更的實現成本較高。（3）數據接口的等級較低。表現為以硬點信號線為承載的報警點信號量偏多，以串口通訊、寬帶通訊、光纖通訊等標準化接口及通訊協議為承載的應用開發還不夠廣泛。（4）智能化信息化應用的體系度還不夠。比如：主推進系統中的主機、齒輪箱、可調螺距槳等的智能化監測與控制，與其輔助系統中的燃油駁運及分油系統、滑油駁運及分油系統、中央冷卻水系統等的管理與控制，主、輔兩類系統間的數字化智能化信息化的能力水平差距較大，基于相互間信息融合的應用不足。（5）信息化應用的層級水平還較低。應用范圍僅限于現場總線級具有互操作能力的應用終端以及有限智能的軟件交付，其故障預警與自診斷能力、故障處置的決策支持能力、維修保養的計劃性管理與實時監測能力、備品件管理能力等智能化的應用實現還不足。（6）信息有效應用的形式較少。表現為用于支持復雜業務場景的信息融合與應用開發還非常欠缺，用于評價裝備可靠性與體系能力貢獻率的模型、框架及相互間邏輯關系的應用還沒有。（7）平臺化集成的實現等級還較低。集成方式仍主要體現為對各類型終端設備在統一物理平臺上的布置位置的空間規劃、優化與調整等，基于信息集成、應用集成、服務集成、網絡集成的標準化客戶端及網絡服務的信息化數字平臺還稀少。

1.4指導方法智能船舶的提出、研究與建設，就是要在既有數字化、智能化裝備基礎上，以及無人機艙、中央集控系統、數字化橋樓系統等平臺化的應用實現上，借鑒物聯網軟硬件架構體系及其實現方式，借助成熟的計算機網絡技術及其資源配置管理方法，適用性地提出船舶裝備物聯網及信息化應用的軟硬件體系架構，定義相應的接口標準，并據此規劃與部署相應的網絡資源、進行相應的應用開發，突出對用戶需求的調研、分析、挖掘、發現與實現，最終以網絡平臺環境下的基礎資源及應用服務向廣泛的用戶提供權屬范圍內的業務支撐，促進裝備信息的有效流動、科學管理、高效應用，使數字化智能化的船舶分裝備向船舶裝備物聯網及信息化智能化協同化的應用體系轉變。

2概念分析

2.1基本定義目前，英國勞氏船級社（LR）和中國船級社（CCS）都有針對智能船舶的描述。英國勞氏船級社智能船舶入級指導文件，定義了船舶自動化的程度，從AL1-AL6，分為六個等級，從設計到營運，針對每個等級的特征進行定義。相比之下，CCS的定義相對更具體。智能船舶系指利用傳感器、通信、物聯網、互聯網等技術手段，自動感知和獲得船舶自身、海洋環境、物流、港口等方面的信息和數據，并基于計算機技術、自動控制技術和大數據處理、分析技術，在船舶航行、管理、維護保養、貨物運輸等方面實現智能化運行的船舶，使船舶運行更加安全、環保、經濟、可靠［2］。中國船級社（CCS）《智能船舶規范》，針對常規的軸系柴油機推進的運輸商船提出有關智能的六大基本符號，概括為：i-ship（N）智能航行/Navigationi-ship（H）智能船體/Hulli-ship（M）智能機艙/Machineryi-ship（E）智能能效/Energyi-ship（C）智能貨控/Cargoi-ship（I）智能集成平臺/Integration智能船舶與常規船的技術差異主要是在常規船的基礎上增設以下功能：（1）增加船端統一集成平臺，實現船端各系統的互聯互通，通過數據的綜合分析和評估，提供輔助決策功能，同時通過船岸通訊實現遠程監測。（2）船舶實現自主學習能力，并可完成部分的自主操作，通過加強岸端系統的建設實現對船舶的遠程控制。（3）通過船岸港的一體智能化建設，船舶實現最終的無人駕駛，自主航行、自主靠港。基于以上定義以及相關功能組成，智能船舶是以用戶需求及關鍵業務內容為牽引，將人性化、智能化的應用實現，貫穿于船舶平臺設計、建造、運用、管理、維修等全壽命周期的所屬產品、環境及體驗的船舶系統的總稱，包含物聯網體系中的感知層、傳輸層、應用層等各層級領域內容［3］，并需要選用較為經濟、高效、便捷、可靠的計算機網絡及其資源為支撐，采用合理的接入、控制、承載、疊加、部署、認證和協同形式等，目的是以人性化智能化網絡服務的形式實現對船舶系統及其裝備的體系性信息描述及高效合理的信息使用。

2.2內涵分析智能船舶實現的物理平臺是船舶，這是由其領域特性及服務對象所決定的，其人性化、智能化應用的首要目的是支持船舶系統所屬功能性能的發揮。其實現形式及主要內容必然是圍繞船舶系統領域范圍內的相關業務內容而展開；其次才是對船舶系統輔助功能及相關應用的拓展。所交付的產品也是支持船舶系統相關業務需求的終端產品、應用環境、交互體驗等。

2.3外延分析（1）智能船舶實現的基礎條件是數字化智能化裝備、物聯網技術、計算機網絡技術等，其相關技術與實現方式亦具有通用性、多樣性等特點，在多領域、多系統的數據集成中需要做好“云與海”體系規劃，在大系統的應用集成中需要做好分布式應用部署與虛擬化集中部署的體系規劃，在多鏡像系統中需做好數據的同步、緩存、更新等。（組成要素及硬件體系）（2）智能船舶實現的核心是以用戶需求及關鍵業務內容為牽引，及以此為目的的對相關人性化智能化應用的技術實現及條件創造。簡單便捷、智能高效、安全可靠的人性化交互界面、業務內容、應用環境的保障是用戶體驗的首要關注點，相關技術、設施、設備的應用是實現手段。（用戶關注點及其輸入條件）（3）智能船舶實現的關鍵是可用于指導智能船舶設計、建造的高可用性的開發框架及標準化的接口體系，包括硬件體系架構及其網絡拓撲形式、軟件體系架構及其業務邏輯關系、交互信息及通訊協議等。按照該框架、體系，總體負責單位就可以對分系統設備商和分系統開發團隊形成有效的規定約束并開展相應的分工、協同，從而實現智能船舶設計建設過程的敏捷化和高效化。（系統框架及標準化接口）（4）智能船舶實現的工質是船舶系統及其裝備的描述信息。通過對智能裝備及其信息接口的開放和補充，對裝備信息的數據采集、分析、管理、控制、消費等的應用開發，以及所需元數據庫建設、數據中心建設、數據消費方式實現、軟件開發平臺建設、應用部署環境建設、人員身份信息及信息訪問權限管理等，實現對船舶系統及其裝備信息的科學、高效、合理使用。

（信息流是智能船舶的血液）（5）智能船舶實現的難點是基于業務邏輯的數據分析、數據挖掘、知識表示、知識完善、知識應用的底層領域應用開發。數據分析時，主要以基于既有知識及相關業務邏輯的特征提取，通過對數據的向上鉆取，實現對系統狀態空間數據在時間序列上的最大程度的降維與性能評價，并用以支持系統監控與運維管理等；當發生異常狀態評價時，可基于特定的知識及業務邏輯，對數據進行向下鉆取，實現對系統狀態空間數據在時間序列上的最大程度的增維，通過對系統狀態空間的可觀性來支持輔助決策。數據挖掘時，主要以基于時間序列的統計分析、回歸分析、關聯分析、分類分析、聚類分析等方法為主，并且需要對所發現的知識特征以及奇異點等進行基于業務邏輯的分析解釋，并采用計算機邏輯語言的形式為知識表示，進而將其補充到可供分析應用的知識策略庫中。（中間產品及資源消耗）（6）智能船舶實現的亮點是基于用戶需求及業務內容的人性化交互接口、信息聚合方式、消息推送服務等頂層應用開發，包括基于人員身份信息的單點登錄、訪問權限控制等。面向用戶的頂層應用開發及其終端設備、平臺環境等是支持用戶完成特定業務內容的信息化交互接口，是智能船舶的外在表現形式，是用戶體驗獲取與應用評價的直接對象，也是底層應用實現及數據產品消費并表現相應價值的承載主體。（終端產品及價值體現）（7）智能船舶實現的特點是基于接口的通用性、實現上的多樣性、建設上的經濟性，以及功能性能上的安全性、可靠性、穩定性，還有規模、內容、空間、時間上的擴展、延伸、變更、遷移、異構、演進等。其中，功能、性能的安全性是依靠相對獨立的有限開放來實現，尤其是要求快速響應的領域系統或智能化裝備，如船舶主機、發電機等的控制主要依靠于本地化的智能模塊及控制器；建設上的經濟性是通過接口上的通用性和實現上的多樣性來保證，并構成為可擴展、變更的基礎；空間上的延伸性包括感知層面有效節點的擴展、異構網絡接入方式的擴展、傳輸層面信息隧道的應用與端到端信息鏡像的管理等。（一般性特點、要求、關系等）

3頂層規劃

3.1概念智能船舶實現的顯著特征是智能，是在船舶設計、建造、運用、管理、維修等全壽命周期中將人性化智能化的應用需求實現；并將其集成到相應的終端產品、應用環境、系統平臺中；具有友好的交互體驗，對船舶系統相關業務的開展具有良好支撐作用。3.2頂層規劃體系智能船舶實現的內在本質是對船舶系統及其所屬裝備相關信息體系的科學規劃、正確描述、安全管理、高效使用的應用實現方式。在規劃這套信息體系時，需要充分考慮現有的船舶系統，包括總體、船體、輪機、電氣以及舾裝等特征，能夠對船舶系統及其所屬裝備的相關功能、性能、狀態進行準確全面的描述和反映，并以網絡服務的形式給出相應的評價分析、趨勢分析、診斷分析、決策分析、管理分析或信息支持等。

4體系架構

4.1硬件體系架構與物聯網體系的硬件實現相類似，在技術實現上，智能船舶的硬件體系也可切分為多個邏輯平面，可分為現場感知層、異構接入層、基礎網絡層、平臺疊加層、用戶接口層、平臺環境層。其中，現場感知層主要由開放接口的智能裝備及基于現場總線的感知網絡、基于光纖的傳感網絡等組成，如用于船體健康監測的分布式光纖傳感網絡及其設備終端等；異構接入層主要是指實現對現場感知網絡的協議轉換并將其接入TCP/IP網絡環境的設施設備，包括光纖、以太網、總線和無線接入的各種形式。基礎網絡層是船舶系統通訊實現的最基本方式，實現形式如以太網、光纖等；平臺疊加層主要用于部署數據中心、基礎應用服務器、Web應用服務器、加解密服務器、CDN服務器等；用戶接口層主要為人性化智能化應用的終端設備，包括計算機工作站、桌面、移動終端等；平臺環境層主要是指用以集成或支持終端設備的臺體、電源、接入網及其他人性化的設計實現等。其網絡拓撲形式可以概括為基于TCP/IP基礎網絡的泛在接入與無限擴展，包括處于網絡前端的現場感知網絡、處于網絡中端的平臺疊加層、處于網絡后端的客戶終端等。另外，對于岸船協同系統，其還包括數據中心相關內容的鏡像遷移與管理等，以及所需的通訊隧道技術的應用。

4.2軟件體系架構與計算機網絡的應用實現相類似，智能船舶在技術實現上其軟件體系可以分為數據采集層、數據分析層、數據管理層、應用層等。其中，數據采集層主要部署于異構網絡接入節點并實現相關通訊協議的轉換；數據分析層主要部署于專業化的數據分析、處理工作站，其配置有豐富的數據分析策略及相關應用，并可以向數據中心訂閱相應的有待分析的數據源；數據管理層主要由數據中心或數據庫及其管理工具來實現，實現對有效數據的存儲管理、訪問控制、消息推送等；應用層主要由分布式應用服務器、Web應用服務器等來提供應用服務，用戶可以采用基于富客戶端的網絡服務或基于瘦客戶端的Web服務來獲取應用服務。其業務邏輯關系可以簡述為：數據采集層主要用以支持底層業務數據的匯聚；數據分析層主要用以專業化的數據分析及領域范圍內的數據邏輯解讀，其產品輸出是可供消費的有效數據、評價、決策等；數據管理層是數據存儲、管理、訪問、推送的中間層，可以隔離底層應用開發與上層應用開發之間的接口耦合關系，并且簡化對海量數據的精準管理與有效控制；應用層是面向用戶的網絡服務實現，是對有效數據、評價、決策等信息的消費接口，也是網絡服務與用戶間的交互接口，并可以分為服務端和客戶端，其表現層的實現方式還可以細分為MVC開發框架。

4.3標準化接口體系標準化接口體系的基礎是模型語言與功能屬性描述，表現形式是元數據及其資源庫，模型對象庫，以及模型對象間發生相互作用時所需的消息應用協議。其中，模型表述所需的元數據是有粒度的，具有自描述、自包含的特點，以及格式化、結構化的特點。模型對象之間的關系必須是面向對象（OO）的和具有實體關系（ER）的。采用元數據，通過可編配、可擴展的方式來結構化地定義各種信息模型的數據類型、組成結構、屬性特點、數據格式、單位度量等，能使各種數據類型在其相應組成、屬性、格式、度量等的描述與定義方式上高度一致，從而為跨系統集成與信息融合等提供有利條件，并降低數據分析、數據挖掘等的實現成本與運算復雜度，也為數據的存儲、查詢與使用等管理提供有效的技術手段。元數據信息模型的設計與生成，按照面向復用的原則，在中心數據庫及其數據字典的統一環境下，采用自頂向下的細化設計，以及自底向上的編配組合。區別于傳統的ER數據庫信息模型的設計方法，元數據信息模型通常采用星形模型或雪花模型。這種基于細粒度的元數據信息模型的編配與組合方式，能夠在特定的領域主題范圍內實現數據庫或數據倉庫的范式要求，且體現了ER數據庫信息模型設計的基本思想。由于領域范圍內相應主題關注點的部分交叉，不同主題應用間的多個大粒度的元數據信息模型，會存在一定程度的信息冗余。由于采用在統一環境下的元數據信息模型的設計與生成方法，該部分冗余并不會導致信息在表述上的不一致。相反，其更有助于發現各分系統間的信息關聯，有效促進信息融合與系統融合。且能使大粒度的元數據信息模型可以基于此逐漸生成并不斷完善。面向對象的實體關系，即對象間接口關系，包括數據接口和功能接口兩個部分，并可采用技術元數據與業務元數據分別描述。其在應用實現上可以采用SOAP、JOSN、XML等語言形式來表述。

5主要內容

5.1基于框架體系的設計、采購、建造依托于高可用性的指導智能船舶設計建造的開發框架及標準化的接口體系，總體責任單位就可以對分系統設備商和分系統開發團隊形成有效的規約并開展相應的分工、協同，從而實現智能船舶在設計、建設、管理過程中的敏捷化和高效化，并且有效促進各類型裝備、設備、設施向該框架體系的靠攏與發展。智能船舶的實施是一項綜合性系統工程，在設計之初就應該根據船級社的入級要求從總體、船體、輪機、電氣和舾裝各專業綜合考慮。以智能機艙為例，設計者除了要考慮常規船機艙的設備、系統、布置以及安裝外，還應根據規范要求，綜合利用狀態監測系統所獲得的各種信息和數據，對機艙內機械設備的運行狀態、健康狀況進行分析和評估，用于機械設備操作決策和維護保養計劃的制定。對機艙內的主推進發動機、輔助發電用發動機、軸系的運行狀態進行監測；根據狀態監測系統收集的數據，對機械設備的運行狀態和健康狀況進行分析和評估；根據分析與評估結果，提出糾正建議，為船舶操作提供決策建議［2］。要實現這一目標，不但需要確定物聯網系統的軟、硬件框架，同時需要整理出數據采集和控制點的清單。為解決本文1.3節中列出現實的痛點，設計者需要和設備供應商進行充分的溝通和協商，整理出各個設備的數據接口格式、數據類型等。把有數據接口的設備數據利用采集終端轉換成標準數據格式上傳，設計者同時還應該對沒有數據接口的設備增加傳感器和采集終端。由于船用設備供應商多樣性，這需要采購部門和供應商共同努力，對于相關設備盡量采用標準的數據接口。從短期來看，這些確實是阻礙智能船舶發展的痛點，但從長期來看則是大勢所趨。另外，對于像主機遙控、監測報警、閥門遙控和液位遙測等本身就有控制臺的設備和系統，應考慮從標準數據接口拿數據，減少或取消控制臺，由應用層服務器統一顯示和控制，將來甚至可以取消集控室或貨控室，由數據監測和設備控制中心取代。

5.2能化感知系統的補充與完善隨著船舶安全監測及人居環境評價等相關業務需求的發展，可以建設用以船體健康監測的分布式光纖傳感網絡及其智能化的設備終端，可以建設用以船體、設備、平臺振動或噪聲監測的感知網絡。

5.3泛在接入的模塊化標準化實現對于現場感知層異構網絡，其數據定義格式、網絡實現形式等的差異性較大，需要采用接口及協議轉換模塊來實現由底層異構網絡向平臺性基礎網絡的接入。采用模塊化標準化的接口轉換模塊，并實現相應轉換協議的自定義配置，這將是高效便捷的實現方法及應用模式。

5.4基于策略集的數據分析與補充策略集是對裝備系統構成及其內部邏輯的計算機語言表述，這是由裝備系統的構成原理、分系統間關系、人員認知水平等先驗知識所決定的，對裝備功能性能的描述與評價具有非常積極的作用。由于認知水平的發展，以及分系統間關系的變更等，策略集需進行相應補充、完善或調整。

5.5基于相關屬性的數據挖掘與解釋實現數據挖掘是需要成本的，這就需要采用較為經濟高效的分析方法。而基于相關屬性的數據挖掘則相對較為容易，對于其所產生的知識特征也較為容易判讀和解釋，對于有用的知識特征可將其補充到數據分析的策略集中。

5.6頂層應用開發及其終端設備以面向用戶和需求拉動的方式來規劃設計頂層應用，并且按照人員的領域特性及視角特點來規劃信息實現，通過不同的信息聚合方式及上下鉆取方式、導航方式等來提供人性化智能化的信息消費及應用服務。

5.7遠程監控、診斷、托管等實現智能船舶實現所需的基礎設施、網絡資源、計算資源、存儲資源、軟件資源、應用資源等的訂購、開發、建設、部署、應用等相對受設計建設時的資金預算、布置空間分配、使用范圍及其體系性作用、可復用程度及其成本攤薄、智能化實現的軟件能力及等級水平等條件所限制。因此，即使最先進的智能化船舶，其單船智能化程度在實現上也是受限制的，更為專業而復雜的業務功能，如領域性故障分析診斷、路徑規劃決策、方案優化設計等，需采用服務租用的形式，交付給相應的岸基服務中心來獲取。通過相應的隧道通信技術、鏡像管理技術等保證岸船間的準實時性和近似同步；相應的監控、診斷、托管等技術實現也是柔性化的，相應物理系統間的關系是自主化的；岸基服務中心的軟硬件資源、知識庫資源、專家庫資源都是最優化的。

5.8特殊應用開發及其業務實現環境（1）船舶安全中心：火災報警、疏散指示、防火門及防火風閘控制、風機控制、速關閥控制、水噴淋控制、CO2釋放報警與控制、船體健康監測、艙室環境監測、船體振動監測等監控系統的開發與應用集成。（2）視情維修監測、決策、保障系統：基于裝備系統構成與業務邏輯的故障分析、預警、告警、診斷、評價、決策的裝備監控系統的開發與應用集成，以及基于設備維護保養規程的計劃性維修提醒、基于設備實時監控與狀態性能評價的視情性維修決策、備品件出入庫管理及申報管理等智能化的管理軟件。（3）完整性、安全性、可靠性能力評價系統：基于船舶系統間接口關系與業務邏輯的模型描述，以及對平臺體系內相關能力的評估和體系貢獻率的計算，并據此設計的評價推演軟件或仿真平臺。

5.9用戶端無線接入與桌面集成的平臺環境包括人性化的移動用戶端的無線接入與單點登錄方式，以及對工作站形式的桌面應用客戶端主機及其顯示器等的統一桌面集成，還有所需的網絡管控、正常電源、應急電源、接地系統等平臺條件、環境條件。這是智能船舶實現人機交互的宏觀接口，是增強或改善人機交互體驗的一個重要環節。

6集成展示環境

智能船舶集成展示環境的打造引領了未來船舶設計建造與裝備使用管理的新方向。船舶系統的設計建造具有典型的集約性，從設計到交付的時間周期相對較短，而所需集成的設備設施卻日益增多、日趨先進，以滿足不斷提高的功能性能要求。與此相比，智能船舶對于智能裝備及其標準化接口、通訊協議的要求更嚴，系統實現的難度和復雜度更高。這就需要有較為成熟、經濟、敏捷、高效的指導船舶系統進行裝備集成的設計開發框架、標準化接口體系和總體責任單位，并可以采用推的方式來促進智能裝備、智能船舶的應用實現。對于具體的船舶項目而言，其總體設計單位、總體施工單位基本具有唯一性，在此基礎上引入智能船舶系統集成的總體責任單位可以形成更為專業化、系統化、標準化的業務分工與協同合作，并形成為船舶系統設計建造過程中高效運行推進的一種新形式。基于高安全性、可靠性、穩定性、經濟性、可變更性、可擴展性、可演進性的軟硬件體系架構，構建人性化智能化的數據分析、消息推送、應用開發、軟件部署、配置管理、應用交互、輔助決策、監控管理的平臺化應用集成環境，這是滿足用戶關于設備智能化集約化平臺化管理、應對復雜業務場景、新功能新需求可以不斷植入、變更實現較為敏捷經濟高效的必然趨勢與有效途徑，并可以由該類型業務需求及其應用實現的不斷豐富、完善與發展來拉動智能裝備、智能船舶的不斷發展。對于需要新造船舶的用戶而言，智能船舶的集成展示環境實際上是用戶各類型潛在需求及其應用實現的范例性成果展示平臺。基于該平臺，用戶可以獲取相關應用實現的感互體驗，并對其作用、價值等作出合理評估，進而可用以指導自身的業務需求分析與選擇規劃，最終以菜單選項的方式完成對相關業務需求及其應用實現的快速配置。總體責任單位則可據此進行基于相關框架體系、標準接口、使用經驗、應用范例的項目定制，對內外部產品及其配套廠商等進行合理計劃、分配、跟進、管理等；可據此進行基于產品設計制造流程的資源配置、范例復制、軟件移植等工作。

7結論

本文以實現智能船舶的應用為關注點，突出了用戶需求及關鍵業務內容的牽引性作用，從頂層規劃層面分析其在功能實現上的基本內涵和在技術實現上的主要外延；提出符合智能船舶平臺化集成要求的軟硬件體系架構及標準化接口體系，該框架可以敏捷經濟高效地指導智能船舶相應規劃設計、設備訂購、船廠施工、分系統調試、大系統集成與信息融合等應用實現；指出用以支持智能船舶應用實現的關鍵技術及應用內容，確認智能船舶由概念走向實現的主要內容及基本方法；并論述了集成展示環境對于促進智能船舶推廣應用的意義及作用。

參考文獻：

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