鄭州市中原區綜合信息指揮系統監控大廳。

　　策劃人語“打造中國裝備制造與現代制造服務業工程設計第一強院，全面實施轉型升級，堅持開拓高端業務、搶占高端市場、引領高端技術、培養高端人才、打造高端品牌”。這是機械工業第六設計研究院有限公司的戰略目標。這一目標如何才能實現？“智慧設計技術”的率先應用成為中機六院的“撒手锏”。中機六院利用自身優勢，不斷創新設計及建造技術，并在設計對象中進行充分應用，實現了信息化與工業化的深度融合，驅動企業超速發展。

　　在鄭州市中原中路191號，剛出校門的大學生魚貫而入，面帶微笑領取著各自的報到證。
　　7月的鄭州，悶熱與潮濕讓人有點透不過氣來，但這卻絲毫沒影響到這群年輕人即將步入工作崗位的熱情。
　　機械工業第六設計研究院有限公司（以下簡稱中機六院），一個中部腹地的工程設計院，是如何吸引全國各大高校莘莘學子的？幾天的走訪，記者感受到了這個尊重人才、緊跟前沿技術、敢于先行先試的設計院的魅力。
　　碩果累累
　　中機六院是我國最早開展智能與信息化業務的單位之一，是以信息化為主導，具備較高研發能力的科技型工程設計院。
　　憑借人才優勢以及雄厚的研發實力，中機六院在數字化、智能化工廠的咨詢、設計方面居于國內同行領先地位，其設計的沈陽機床集團數控產業園項目榮獲了目前國內工業項目惟一的全國智能化設計一等獎。
　　近年來，在科技創新的推動下，中機六院設立了多個研究中心，并承接了國家多個重大專項課題的研發與實施，建設了省級工程實驗室及工程技術研究中心，在新興的PIM技術、數字化工廠、綠色咨詢等領域取得豐碩成果。
　　中機六院在PIM技術咨詢服務方面擁有雄厚的技術實力，在國內最早提出了全生命周期的PIM解決方案，是國內最早實施應用PIM技術的單位之一，也是國內PIM技術實施與研發的先行者。2009年，中機六院承接了當時國內制造業最大的PIM項目。
　　截至目前，中機六院在工業與民用領域先后開展了鄭州煤機、寧夏共享、陜西秦川、徐工科技、亞新科、南京邁瑞、北京石油、華晨寶馬、煙草行業、鄭州商品交易所技術中心、西安賽格國際大廈、三門峽傳媒大廈、鄭州期貨大廈、黃河迎賓館等100余項PIM項目，以全生命周期解決方案解決了工程建設及運營中的實際問題，真正實現了精益建造、高效運營，贏得了各方贊譽，確立了中機六院在PIM技術應用領域的領先地位。
　　兩線并進
　　中機六院副總經理朱愷真介紹，中機六院智慧技術研發分為兩條線：一是設計及建造新技術的研究；二是設計對象———數字化工廠技術研究。
　　中機六院致力于傳統設計及建造方式與信息技術的融合，從而實現設計及建造方式的革命。1990年，中機六院引進了8臺SGI工作站，開展三維設計；1992年，中機六院開發出《工廠設計機械車間工藝CAD軟件包》，用戶遍及全國100多家設計院。
　　接下來，中機六院陸續開發出寬帶網資源管理系統、工程圖檔管理系統、工廠設施設備管理系統和二維協同設計平臺等。特別是近幾年，中機六院研發了工程圖紙遠程交付系統、三維模型綜合交付系統、設計成品交付遠程協同服務平臺、可視化項目管理系統、設施設備管理系統及工廠全生命周期集成平臺等，這些都為承接數字化工廠全生命周期服務奠定了堅實的基礎。
　　與此同時，在數字化工廠技術研究方面，中機六院以用戶需求為中心，不斷超越自己。1990年，中機六院率先在國內獨立承擔世界銀行貸款的工業改造項目———沈陽機床技術改造項目。該項目奠定了中機六院在工廠計算機應用系統設計方面的比較優勢。
　　1993年，中機六院在林德—廈門叉車項目的智能化設計中多處創新：設計了國內首個工廠交換式以太網絡系統、國內首個采用屏蔽雙絞線的工廠網絡布線系統等。該項目榮獲國家優秀設計銀獎。
　　2011年，中機六院承接了煤礦機械行業第一個數字化工廠項目———鄭州煤礦機械集團高端液壓支架生產基地建設智能化工程項目。中機六院參照工廠信息模型，優化了數字化工廠的設計和建設方案，提升了建設質量。
　　朱愷真強調：“傳統設計中諸多問題的發生、精益建造的迫切需求，推動著設計及建造技術的不斷創新，提升了工程設計企業的服務價值，促進了全生命周期的工廠數字化技術的發展，為客戶可持續發展及價值的提升奠定了基礎。”
　　實力說話
　　記者采訪時了解到，中機六院讓同行折服的是其在全生命周期數字化工廠技術研發上的核心競爭力。
　　一是基于PIM的參數化工廠輔助設計系統。該系統不斷豐富三維參數化工廠設施構件庫，通過交互式規則選擇與參數設置，快速完成數字化工廠設計建模，并通過快速布圖、標注等輔助工具提升設計成品制作效率。其中，基于PIM的管線綜合輔助設計系統是一款功能強大而靈活的專用輔助設計工具，包含了快速管線排布、方案比較、安裝空間檢測、標高調整和綜合支吊架布置及結構計算等功能，可充分滿足工廠內部復雜管線的設計與建設安裝需要。
　　二是基于PIM的工藝仿真服務平臺。中機六院利用國際領先的數字化工廠仿真技術工具，開展可視化工藝布局、物流仿真分析、工藝過程模擬分析、人機工程分析等工藝仿真分析服務，幫助制造業客戶改善生產現場，優化工藝流程。
　　三是基于PIM的項目管理系統。中機六院實現了項目管理中信息、資源的共享與整合，解決了項目管理過程中不同單位內部、不同單位之間以及不同層面上的分工、合作與交流問題；充分利用工廠模型可視化、數字化、可量化的特點，進行多級進度控制、成本動態控制、質量控制和變更控制，從而全面增強客戶在工廠項目建設過程中對項目的控制力度，提升管理效率和管理水平。
　　四是基于PIM的綜合交付及服務系統。中機六院結合多年來工廠設計的經驗，從改善客戶工程建設資料管理角度出發，以數字資產理念為核心，開發形成了跨網絡的工廠信息模型和工程文檔交付與現場服務系統，為工程項目各參與方提供統一的設計成品及現場變更資料集中管理平臺，全面提升了客戶對中機六院技術服務的滿意度。
　　五是全生命周期集成平臺。中機六院以工廠參數化三維模型為信息載體，全面整合工廠從設計建造到運營階段的各類數據和資料，實現了工廠全生命周期的管理。
　　最讓朱愷真自豪的是中機六院創新了工程設計院所的服務模式：“我們搭建了建造+運營的創新服務模式，延伸了設計院原有的業務鏈，為業主提供了更多的增值服務，這也為中機六院未來的發展提供了無限可能性。”

　　中機六院技術沿革
　　1980年，結構計算催生了中機六院計算機室。
　　1986年，上海機床行業技術改造項目中，中機六院計算機室初顯身手，在計算機應用系統設計、城域網絡系統設計中發揮了重要作用。
　　1990年，在世界銀行貸款的沈陽機床技術改造項目中，中機六院采取了計算機應用系統設計（MRPII、CAD、CAPP、CAM、CIMS）、綜合布線系統設計，提出了小型機的C/S架構模型。該項目奠定了中機六院在計算機應用系統設計方面的比較優勢。
　　1992年，中機六院自主開發了工廠設計機械車間工藝CAD軟件包，這是國內首個計算機輔助機械工廠工藝設計方面的軟件包，用戶遍及全國幾乎所有的從事機械工廠設計的設計院。
　　1993年，在亞洲最大的叉車生產基地林德廈門叉車有限公司項目中，中機六院設計了國內首個工廠交換式以太網絡系統、國內首個視頻監控系統和國內首個采用屏蔽雙絞線的工廠網絡布線系統等。
　　2003年，中機六院參與設計了鄭州國際會展中心，該項目是建國以來河南省投資規模最大的建筑智能化項目。
　　2006年，中機六院承接陜西秦川機械發展股份有限公司恒溫車間改造項目。該項目是國內機床行業最大的恒溫車間，在設計中采用了仿真和PIM技術，優化了設計方案；在實施過程中成功研制了基于恒溫車間智能生成執行系統與基于生產過程的空調集成監控系統，解決了空調控制與生產作業計劃的匹配問題，節能效果明顯。
　　2009年，中機六院憑借PIM技術擊敗眾多國際知名企業，中標了當時國內制造業最大的三維工廠信息模型項目——浙江某公司杭州制造部“十一五”易地技術改造PIM項目。該項目是國內第一個按三星級標準（國家綠色節能工廠最高級）進行設計的工廠，智能與信息化系統投資近4億元。
　　2010年，承接鄭州煤礦機械集團有限責任公司高端液壓支架生產基地建設智能化工程項目，該項目是煤機行業第一個數字化工廠。

　　經典案例
　　沈陽機床集團數控機床及成套裝備技改項目
　　沈陽機床集團數控機床及成套裝備技改項目，占地面積1123畝，建筑面積約74萬平方米，總投資34億元，其中智能化與信息化總投資約10231萬元。項目實施后，數控機床制造基地成為全球規模最大的（單體）數控機床現代化制造基地。該項目智能與信息設計功能完善，覆蓋車間各角落的網絡系統，將帶有通信接口的數控機床、車間現場調度工作站、CAD、CAPP等工作站聯為一體，實現了全新的機床制造概念，即加工過程高度柔性化、復合化、精益化，制造及管理過程網絡化、信息化和智能化，被譽為“中國最大的智能化、網絡化工廠”。該項目榮獲中國勘察設計協會智能化設計一等獎，是國內惟一獲此殊榮的工業項目。
　　鄭煤機高端液壓支架生產基地
　　鄭州煤礦機械集團高端液壓支架生產基地建設項目建筑面積23萬平方米，年產各類高端液壓支架15000架，是亞洲最大的液壓支架生產基地。該項目采用PIM技術，有效提高了車間的空間利用率，并采用動態沖突碰撞檢測方法，消除了設計中的靜態及動態碰撞現象，建筑性能仿真技術優化了車間內的氣流組織，減少了煙塵排放造成的環境污染；采用物流仿真技術優化物流系統，減少了廠區50%的物流量。該項目還將計算機網絡、機床聯網、RFID、AGV、看板管理及MES系統有效集成，使工廠運營實現數字化、智能化。本項目是工業化、信息化、智能化三化融合的經典案例。
　　寧夏共享數字化鑄造車間
　　寧夏共享裝備有限公司數字化鑄造車間項目占地面積22665平方米，建筑面積為24948平方米，年生產能力2萬噸關鍵高端鑄件。
　　針對企業多品種、小批量生產要求，該項目利用先進鑄造理念和先進的制造技術及智能鑄造裝備，建成了數字化鑄造車間；采用先進的鑄造工藝、鑄造設備和管理手段，實現了車間生產的均衡化混流生產，提高了生產響應速度；利用自動導引小車、上料機械手、翻箱機械手與精整機械手，實現模樣工部、熔煉工部、造型工部的自動上下料；利用智能傳感器、識別設備、智能生產設備和在線檢測系統，實現了車間生產的實時監控與車間物流的實時追蹤；為了提高設備的維護水平，利用智能傳感器、智能設備的自檢功能，采集設備運行狀態，建立設備管理專家系統，實現了設備故障的自動預警。
　　秦川機械恒溫車間改造項目
　　陜西秦川機械發展股份有限公司恒溫車間改造項目是國內機床行業恒溫車間規模最大的項目；首次采用仿真模式優化設計；車間溫控精度高，較之常規設計節能30%；集成工廠MES系統，實現了生產作業與環境控制的隨動；利用專業軟件對分層空調方案、空調自控系統等進行模擬仿真，實現了溫度精控與節能運行。
　　煙草業PIM應用開拓者
　　中機六院是煙草行業PIM技術實施應用的開拓者，先后承接了國內制造業BIM首個項目——浙江中煙杭州卷煙廠。煙草行業項目包括：上海煙草集團公司浦東科技創新園區建設項目、安徽中煙合肥卷煙廠、湖南中煙四平卷煙廠、河南中煙許昌卷煙廠、甘肅中煙天水卷煙廠、浙江中煙寧波卷煙廠、川渝中煙涪陵卷煙廠。中機六院還承接了國內煙草行業首個基于PIM的總承包項目——貴州中煙興義卷煙廠總承包項目，PIM技術在此項目的施工與項目管理中的應用，拓展了PIM技術的實施范圍。

　　概念解讀
　　智慧技術：指將計算機、信息網絡和人工智慧及物聯網、云計算等技術融合在一起，以形成機器“智慧”的綜合技術。
　　PIM（Plant Information Modeling）：即工廠信息建模,指以工廠全面的真實數據為基礎建立能夠被計算機感知、集成、仿真和計算的虛擬化工廠。
　　數字化工廠：是指以工廠全生命周期（從工廠設計、建造、移交、運營一直到拆除）和產品全生命周期（從產品設計、工藝規劃、產品制造、銷售一直到后期服務）的相關數據為基礎，在計算機虛擬環境中，對整個工廠建造過程和生產過程進行設計規劃、模擬仿真和管理，形成一個虛擬工廠信息平臺，并和實際工廠進行集成，從而使整個工廠的建造和生產信息可以全部覆蓋和可控，使得各個環節都處于最優狀態，以保證企業的核心競爭能力。
　　工廠智慧化：主要體現在工廠全生命周期的“六化”，即：互聯化、物聯化、智能化、模型化、信息化、集成化。
　　現代制造業云服務：以虛擬工廠為基礎，利用網絡、互聯網平臺，實時收集整個工廠的運行數據，形成網上服務能力（服務云），并提供工廠生產過程和工廠使用過程的遠程服務。它可將收集到的各種制造數據資源進行統一、集中的智能化管理，為其它用戶提供一系列標準、規范及可共享的制造咨詢服務。
　　工廠數字資產：以工廠信息模型為載體，從工廠建設初期就建立統一的材料等級編碼和資產空間編碼，采集工廠建設全過程的數據信息，并對其進行加工處理，實現工廠工程數據的全面數字化，使有價值的工廠工程信息無衰減地傳遞到運營階段，并在生產運營階段集成生產相關的實時數據，形成具有企業獨特性的工廠數字資產庫，為工廠全面數字化管理奠定基礎。

　　背景素描
　　 數字化工廠的“前世今生”
　　數字化工廠技術現已在航空航天、汽車、造船以及電子等行業得到了較為廣泛的應用，特別是在復雜產品制造企業取得了良好的效益，據統計，采用數字化工廠技術后，企業能夠減少30%產品上市時間；減少65%的設計修改；減少40%的生產工藝規劃時間；提高15%的生產產能；降低13%的生產費用。
　　在三維模型的數字化協同研制方面，美國波音公司在波音777和洛克希德·馬丁公司在F35的研制過程中，基于三維模型的數字化協同研制和虛擬制造技術，縮短了2/3的研制周期，降低研制成本50%。國內方面，中航工業第一飛機設計研究院2000年在“飛豹”飛機研制中已全面采用了數字化設計、制造和管理技術。新支線飛機ARJ21的研制100%采用三維數字化定義、數字化預裝配和數字化樣機。上海商飛公司利用數字化設計、分析、仿真等技術手段，實現了設計、零件制造以及裝配一次成功。上述應用目前已開始推廣至工程機械、造船等其他領域。
　　在數字化模擬工廠方面，韓國三星重工利用DELMIA軟件建立了完整的數字化造船系統，建立了虛擬船廠，可在虛擬環境下模擬整個造船過程。這套系統預計每年為企業減少730萬美元的開支。國內方面，2011年，國內各工程設計院已逐步開始采用數字化工程設計及規劃技術來輔助規劃和建設新工廠，降低工程設計與規劃風險，如中機六院在鄭煤機裝配車間項目、陜西同力重工廠區規劃等項目中運用了該方面技術。
　　在數字化車間方面，日本Moriseiki的最新機床產品上安裝了MAPPS操作系統，該系統內置了森精機的操作編程維修軟件，具有三維切削模擬和維修指導畫面，可提供遠程監控功能方便維修服務，并且可以直接進行切削仿真。MAZAK公司在單機的智能化、網絡化基礎上，開發了智能生產中心（CPC）管理軟件，一套軟件便可管理多達250臺的數控機床，該軟件使生產過程控制由車間級細化到每臺數控機床。

記者手記
　　中機六院的“大智慧”
　　從30多年前幾個年輕人開始鼓搗新鮮玩意“計算機”開始，中機六院就注定要走上智慧設計這條路。
　　從1992年的第一個軟件包、1993年第一個工廠交換式以太網絡系統，到2005年設計出工業化與信息化融合的經典數字化工廠———沈陽機床項目。可以說，中機六院在智慧技術設計這條路上越走越寬廣。更難能可貴的是，在大力倡導信息化與工業化“兩化融合”的今天，這條路的前景無限光明。
　　中機六院將先進的信息技術率先應用到了傳統的工程設計領域，不僅有效地提升了中國工廠的整體設計和建造水平，還將為中國工業實現“兩化融合”奠定基礎。與此同時，中機六院自身也在創新中，找到新的經濟增長點，實現可持續發展。
　　在傳統工業設計市場開始萎縮的當下，智慧設計技術已經為中機六院打開了另一扇門。從這個角度上看，中機六院發展智慧設計技術本身就是最大的智慧。

鄭州市寬帶網絡建設工程。

　　管線綜合技術-模擬與真實。

　　 浙江中煙杭州制造部三維綜合信息系統——聯合工房各專業系統模型。