策划人语
   “打造中国装备制造与现代制造服务业工程设计第一强院，全面实施转型升级，坚持开拓高端业务、抢占高端市场、引领高端技术、培养高端人才、打造高端品牌”。这是机械工业第六设计研究院有限公司的战略目标。这一目标如何才能实现？ “智慧设计技术”的率先应用成为中机六院的 “撒手锏”。中机六院利用自身优势，不断创新设计及建造技术，并在设计对象中进行充分应用，实现了信息化与工业化的深度融合，驱动企业超速发展。

   在郑州市中原中路191号，刚出校门的大学生鱼贯而入，面带微笑领取着各自的报到证。
   7月的郑州，闷热与潮湿让人有点透不过气来，但这却丝毫没影响到这群年轻人即将步入工作岗位的热情。
   机械工业第六设计研究院有限公司 （以下简称中机六院），一个中部腹地的工程设计院，是如何吸引全国各大高校莘莘学子的？几天的走访，记者感受到了这个尊重人才、紧跟前沿技术、敢于先行先试的设计院的魅力。
硕果累累
   中机六院是我国最早开展智能与信息化业务的单位之一，是以信息化为主导，具备较高研发能力的科技型工程设计院。
   凭借人才优势以及雄厚的研发实力，中机六院在数字化、智能化工厂的咨询、设计方面居于国内同行领先地位，其设计的沈阳机床集团数控产业园项目荣获了目前国内工业项目惟一的全国智能化设计一等奖。
   近年来，在科技创新的推动下，中机六院设立了多个研究中心，并承接了国家多个重大专项课题的研发与实施，建设了省级工程实验室及工程技术研究中心，在新兴的PIM技术、数字化工厂、绿色咨询等领域取得丰硕成果。
   中机六院在PIM技术咨询服务方面拥有雄厚的技术实力，在国内最早提出了全生命周期的PIM解决方案，是国内最早实施应用PIM技术的单位之一，也是国内PIM技术实施与研发的先行者。2009年，中机六院承接了当时国内制造业最大的PIM项目。
   截至目前，中机六院在工业与民用领域先后开展了郑州煤机、宁夏共享、陕西秦川、徐工科技、亚新科、南京迈瑞、北京石油、华晨宝马、烟草行业、郑州商品交易所技术中心、西安赛格国际大厦、三门峡传媒大厦、郑州期货大厦、黄河迎宾馆等100余项PIM项目，以全生命周期解决方案解决了工程建设及运营中的实际问题，真正实现了精益建造、高效运营，赢得了各方赞誉，确立了中机六院在PIM技术应用领域的领先地位。
两线并进
   中机六院副总经理朱恺真介绍，中机六院智慧技术研发分为两条线：一是设计及建造新技术的研究；二是设计对象——数字化工厂技术研究。
   中机六院致力于传统设计及建造方式与信息技术的融合，从而实现设计及建造方式的革命。1990年，中机六院引进了8台SGI工作站，开展三维设计；1992年，中机六院开发出《工厂设计机械车间工艺CAD软件包》，用户遍及全国100多家设计院。
   接下来，中机六院陆续开发出宽带网资源管理系统、工程图档管理系统、工厂设施设备管理系统和二维协同设计平台等。特别是近几年，中机六院研发了工程图纸远程交付系统、三维模型综合交付系统、设计成品交付远程协同服务平台、可视化项目管理系统、设施设备管理系统及工厂全生命周期集成平台等，这些都为承接数字化工厂全生命周期服务奠定了坚实的基础。
   与此同时，在数字化工厂技术研究方面，中机六院以用户需求为中心，不断超越自己。1990年，中机六院率先在国内独立承担世界银行贷款的工业改造项目——沈阳机床技术改造项目。该项目奠定了中机六院在工厂计算机应用系统设计方面的比较优势。
   1993年，中机六院在林德—厦门叉车项目的智能化设计中多处创新：设计了国内首个工厂交换式以太网络系统、国内首个采用屏蔽双绞线的工厂网络布线系统等。该项目荣获国家优秀设计银奖。
   2011年，中机六院承接了煤矿机械行业第一个数字化工厂项目——郑州煤矿机械集团高端液压支架生产基地建设智能化工程项目。中机六院参照工厂信息模型，优化了数字化工厂的设计和建设方案，提升了建设质量。
   朱恺真强调： “传统设计中诸多问题的发生、精益建造的迫切需求，推动着设计及建造技术的不断创新，提升了工程设计企业的服务价值，促进了全生命周期的工厂数字化技术的发展，为客户可持续发展及价值的提升奠定了基础。”
实力说话
   记者采访时了解到，中机六院让同行折服的是其在全生命周期数字化工厂技术研发上的核心竞争力。
   一是基于PIM的参数化工厂辅助设计系统。该系统不断丰富三维参数化工厂设施构件库，通过交互式规则选择与参数设置，快速完成数字化工厂设计建模，并通过快速布图、标注等辅助工具提升设计成品制作效率。其中，基于PIM的管线综合辅助设计系统是一款功能强大而灵活的专用辅助设计工具，包含了快速管线排布、方案比较、安装空间检测、标高调整和综合支吊架布置及结构计算等功能，可充分满足工厂内部复杂管线的设计与建设安装需要。
   二是基于PIM的工艺仿真服务平台。中机六院利用国际领先的数字化工厂仿真技术工具，开展可视化工艺布局、物流仿真分析、工艺过程模拟分析、人机工程分析等工艺仿真分析服务，帮助制造业客户改善生产现场，优化工艺流程。
   三是基于PIM的项目管理系统。中机六院实现了项目管理中信息、资源的共享与整合，解决了项目管理过程中不同单位内部、不同单位之间以及不同层面上的分工、合作与交流问题；充分利用工厂模型可视化、数字化、可量化的特点，进行多级进度控制、成本动态控制、质量控制和变更控制，从而全面增强客户在工厂项目建设过程中对项目的控制力度，提升管理效率和管理水平。
   四是基于PIM的综合交付及服务系统。中机六院结合多年来工厂设计的经验，从改善客户工程建设资料管理角度出发，以数字资产理念为核心，开发形成了跨网络的工厂信息模型和工程文档交付与现场服务系统，为工程项目各参与方提供统一的设计成品及现场变更资料集中管理平台，全面提升了客户对中机六院技术服务的满意度。
   五是全生命周期集成平台。中机六院以工厂参数化三维模型为信息载体，全面整合工厂从设计建造到运营阶段的各类数据和资料，实现了工厂全生命周期的管理。
   最让朱恺真自豪的是中机六院创新了工程设计院所的服务模式： “我们搭建了建造+运营的创新服务模式，延伸了设计院原有的业务链，为业主提供了更多的增值服务，这也为中机六院未来的发展提供了无限可能性。”

中机六院技术沿革
   1980年，结构计算催生了中机六院计算机室。
   1986年，上海机床行业技术改造项目中，中机六院计算机室初显身手，在计算机应用系统设计、城域网络系统设计中发挥了重要作用。
   1990年，在世界银行贷款的沈阳机床技术改造项目中，中机六院采取了计算机应用系统设计 （MRPII、CAD 、CAPP、CAM 、CIMS）、综合布线系统设计，提出了小型机的C/S架构模型。该项目奠定了中机六院在计算机应用系统设计方面的比较优势。
   1992年，中机六院自主开发了工厂设计机械车间工艺CAD软件包，这是国内首个计算机辅助机械工厂工艺设计方面的软件包，用户遍及全国几乎所有的从事机械工厂设计的设计院。
   1993年，在亚洲最大的叉车生产基地林德厦门叉车有限公司项目中，中机六院设计了国内首个工厂交换式以太网络系统、国内首个视频监控系统和国内首个采用屏蔽双绞线的工厂网络布线系统等。
   2003年，中机六院参与设计了郑州国际会展中心，该项目是建国以来河南省投资规模最大的建筑智能化项目。
   2006年，中机六院承接陕西秦川机械发展股份有限公司恒温车间改造项目。该项目是国内机床行业最大的恒温车间，在设计中采用了仿真和PIM技术，优化了设计方案；在实施过程中成功研制了基于恒温车间智能生成执行系统与基于生产过程的空调集成监控系统，解决了空调控制与生产作业计划的匹配问题，节能效果明显。
   2009年，中机六院凭借PIM技术击败众多国际知名企业，中标了当时国内制造业最大的三维工厂信息模型项目——浙江某公司杭州制造部 “十一五”易地技术改造PIM项目。该项目是国内第一个按三星级标准 （国家绿色节能工厂最高级）进行设计的工厂，智能与信息化系统投资近4亿元。
   2010年，承接郑州煤矿机械集团有限责任公司高端液压支架生产基地建设智能化工程项目，该项目是煤机行业第一个数字化工厂。

经典案例
沈阳机床集团数控机床及成套装备技改项目
   沈阳机床集团数控机床及成套装备技改项目，占地面积1123亩，建筑面积约74万平方米，总投资34亿元，其中智能化与信息化总投资约10231万元。项目实施后，数控机床制造基地成为全球规模最大的 （单体）数控机床现代化制造基地。该项目智能与信息设计功能完善，覆盖车间各角落的网络系统，将带有通信接口的数控机床、车间现场调度工作站、CAD、CAPP等工作站联为一体，实现了全新的机床制造概念，即加工过程高度柔性化、复合化、精益化，制造及管理过程网络化、信息化和智能化，被誉为 “中国最大的智能化、网络化工厂”。该项目荣获中国勘察设计协会智能化设计一等奖，是国内惟一获此殊荣的工业项目。
郑煤机高端液压支架生产基地
   郑州煤矿机械集团高端液压支架生产基地建设项目建筑面积23万平方米，年产各类高端液压支架15000架，是亚洲最大的液压支架生产基地。该项目采用PIM技术，有效提高了车间的空间利用率，并采用动态冲突碰撞检测方法，消除了设计中的静态及动态碰撞现象，建筑性能仿真技术优化了车间内的气流组织，减少了烟尘排放造成的环境污染；采用物流仿真技术优化物流系统，减少了厂区50%的物流量。该项目还将计算机网络、机床联网、RFID、AGV、看板管理及MES系统有效集成，使工厂运营实现数字化、智能化。本项目是工业化、信息化、智能化三化融合的经典案例。
宁夏共享数字化铸造车间
   宁夏共享装备有限公司数字化铸造车间项目占地面积22665平方米，建筑面积为24948平方米，年生产能力2万吨关键高端铸件。
   针对企业多品种、小批量生产要求，该项目利用先进铸造理念和先进的制造技术及智能铸造装备，建成了数字化铸造车间；采用先进的铸造工艺、铸造设备和管理手段，实现了车间生产的均衡化混流生产，提高了生产响应速度；利用自动导引小车、上料机械手、翻箱机械手与精整机械手，实现模样工部、熔炼工部、造型工部的自动上下料；利用智能传感器、识别设备、智能生产设备和在线检测系统，实现了车间生产的实时监控与车间物流的实时追踪；为了提高设备的维护水平，利用智能传感器、智能设备的自检功能，采集设备运行状态，建立设备管理专家系统，实现了设备故障的自动预警。
秦川机械恒温车间改造项目
   陕西秦川机械发展股份有限公司恒温车间改造项目是国内机床行业恒温车间规模最大的项目；首次采用仿真模式优化设计；车间温控精度高，较之常规设计节能30%；集成工厂MES系统，实现了生产作业与环境控制的随动；利用专业软件对分层空调方案、空调自控系统等进行模拟仿真，实现了温度精控与节能运行。
烟草业PIM应用开拓者
   中机六院是烟草行业PIM技术实施应用的开拓者，先后承接了国内制造业BIM首个项目——浙江中烟杭州卷烟厂。烟草行业项目包括：上海烟草集团公司浦东科技创新园区建设项目、安徽中烟合肥卷烟厂、湖南中烟四平卷烟厂、河南中烟许昌卷烟厂、甘肃中烟天水卷烟厂、浙江中烟宁波卷烟厂、川渝中烟涪陵卷烟厂。中机六院还承接了国内烟草行业首个基于PIM的总承包项目——贵州中烟兴义卷烟厂总承包项目，PIM技术在此项目的施工与项目管理中的应用，拓展了PIM技术的实施范围。

概念解读
智慧技术：
   指将计算机、信息网络和人工智慧及物联网、云计算等技术融合在一起，以形成机器 “智慧”的综合技术。
PIM（Plant　Information　Modeling）：
   即工厂信息建模,指以工厂全面的真实数据为基础建立能够被计算机感知、集成、仿真和计算的虚拟化工厂。
数字化工厂：
   是指以工厂全生命周期 （从工厂设计、建造、移交、运营一直到拆除）和产品全生命周期 （从产品设计、工艺规划、产品制造、销售一直到后期服务）的相关数据为基础，在计算机虚拟环境中，对整个工厂建造过程和生产过程进行设计规划、模拟仿真和管理，形成一个虚拟工厂信息平台，并和实际工厂进行集成，从而使整个工厂的建造和生产信息可以全部覆盖和可控，使得各个环节都处于最优状态，以保证企业的核心竞争能力。
工厂智慧化：
   主要体现在工厂全生命周期的 “六化”，即：互联化、物联化、智能化、模型化、信息化、集成化。
现代制造业云服务：
   以虚拟工厂为基础，利用网络、互联网平台，实时收集整个工厂的运行数据，形成网上服务能力 （服务云），并提供工厂生产过程和工厂使用过程的远程服务。它可将收集到的各种制造数据资源进行统一、集中的智能化管理，为其它用户提供一系列标准、规范及可共享的制造咨询服务。
工厂数字资产：
   以工厂信息模型为载体，从工厂建设初期就建立统一的材料等级编码和资产空间编码，采集工厂建设全过程的数据信息，并对其进行加工处理，实现工厂工程数据的全面数字化，使有价值的工厂工程信息无衰减地传递到运营阶段，并在生产运营阶段集成生产相关的实时数据，形成具有企业独特性的工厂数字资产库，为工厂全面数字化管理奠定基础。

背景素描
数字化工厂的“前世今生”
   数字化工厂技术现已在航空航天、汽车、造船以及电子等行业得到了较为广泛的应用，特别是在复杂产品制造企业取得了良好的效益，据统计，采用数字化工厂技术后，企业能够减少30%产品上市时间；减少65%的设计修改；减少40%的生产工艺规划时间；提高15%的生产产能；降低13%的生产费用。
   在三维模型的数字化协同研制方面，美国波音公司在波音777和洛克希德·马丁公司在F35的研制过程中，基于三维模型的数字化协同研制和虚拟制造技术，缩短了2/3的研制周期，降低研制成本50%。国内方面，中航工业第一飞机设计研究院2000年在 “飞豹”飞机研制中已全面采用了数字化设计、制造和管理技术。新支线飞机ARJ21的研制100%采用三维数字化定义、数字化预装配和数字化样机。上海商飞公司利用数字化设计、分析、仿真等技术手段，实现了设计、零件制造以及装配一次成功。上述应用目前已开始推广至工程机械、造船等其他领域。
   在数字化模拟工厂方面，韩国三星重工利用DELMIA软件建立了完整的数字化造船系统，建立了虚拟船厂，可在虚拟环境下模拟整个造船过程。这套系统预计每年为企业减少730万美元的开支。国内方面，2011年，国内各工程设计院已逐步开始采用数字化工程设计及规划技术来辅助规划和建设新工厂，降低工程设计与规划风险，如中机六院在郑煤机装配车间项目、陕西同力重工厂区规划等项目中运用了该方面技术。
   在数字化车间方面，日本Moriseiki的最新机床产品上安装了MAPPS操作系统，该系统内置了森精机的操作编程维修软件，具有三维切削模拟和维修指导画面，可提供远程监控功能方便维修服务，并且可以直接进行切削仿真。MAZAK公司在单机的智能化、网络化基础上，开发了智能生产中心 （CPC）管理软件，一套软件便可管理多达250台的数控机床，该软件使生产过程控制由车间级细化到每台数控机床。

记者手记
中机六院的“大智慧”
   从30多年前几个年轻人开始鼓捣新鲜玩意“计算机”开始，中机六院就注定要走上智慧设计这条路。
   从1992年的第一个软件包、1993年第一个工厂交换式以太网络系统，到2005年设计出工业化与信息化融合的经典数字化工厂——沈阳机床项目。可以说，中机六院在智慧技术设计这条路上越走越宽广。更难能可贵的是，在大力倡导信息化与工业化 “两化融合”的今天，这条路的前景无限光明。
   中机六院将先进的信息技术率先应用到了传统的工程设计领域，不仅有效地提升了中国工厂的整体设计和建造水平，还将为中国工业实现 “两化融合”奠定基础。与此同时，中机六院自身也在创新中，找到新的经济增长点，实现可持续发展。
   在传统工业设计市场开始萎缩的当下，智慧设计技术已经为中机六院打开了另一扇门。从这个角度上看，中机六院发展智慧设计技术本身就是最大的智慧。
(本报记者 陈祎淼)