工程数字化是将工程的模拟量信息转变为计算机可以处理的数字信息，从而实现计算机对工程资源的控制、运行和管理。随着各种数字化测量仪器、计算分析软件、三维建模软件、虚拟现实软件及管理系统的快速发展，工程数字化已实现从数字采集、工程设计、模拟仿真、运营管理等全生命周期的应用，显著地提高了工程设计、建造、施工及运营管理水平，更为生产手段信息化奠定了基础、加快了企业信息化建设步伐。
企业信息化就是挖掘先进的管理理念，应用先进的计算机网络技术去整合企业现有的生产、经营、建造、管理，及时地为企业的战术层、战略层、决策层“三层决策”系统提供准确而有效的数据信息，以便对需求做出迅速的反应，加强企业的核心竞争力。2l世纪是信息化时代，信息是项目的来源，是完成项目的条件，更是企业综合实力的源泉，拥有了信息就掌握了通向发展的高速路。工程数字化是企业战术层的信息化，属于生产手段信息化范畴，随着咨询行业的快速发展，国内设计企业展开了大规模研究和技术竞赛，工程数字化已成为一个企业先进技术实力的体现。同时工程数字化的发展给企业的软硬件配置、生产控制、技术管理、人力资源等提出了更高的要求，促进了企业信息化向高标准、多集成、大系统方向发展。
1、对工程数字化的理解
工程数字化是将工程的设计资料、设计过程、设计结果等复杂多变的信息转变为可以度量的数据，再将这些数据建立起适当的数字化模型，如数据库、函数关系、影音文件、三维模型等，通过数模转换机制把它们转变为一系列二进制代码，引入计算机内部进行统一处理，成为计算机能够存取、计算和显示的信息。
工程数字化包括两个过程：(1)数字读取。主要利用测量、勘探、遥感等仪器实现对模拟量进行数据采集。根据模拟量特征，数字化对象可以分为三类，一是文献类，如图纸、书籍等，对这类对象一般采用手工录人或数字化仪等设备完成数字化。二是实物类，如设备、建筑工程等，这类对象通常采用测量仪器将其特征尺寸、颜色、材料等属性数字化。三是地形类，如工程地质、坡地面貌等，这类对象一般采用红外线、GPS、雷达等勘查设备对地质地形进行测量，形成地形数据。(2)数字建模。数字化读取后将模拟量转变为一系列的数据，这些数据一般没有任何属性定义，大部分是没法直接应用的。数字建模就是将这些数据用具有一定规律的模型表达出来同时以一定规则存储在计算机内，与模型关联后这些数据就具有了相应的空间位置、大小、色彩等属性。由于数字化模型是通过数据来驱动的，故计算机可以对其进行读取、显示、运算等操作。根据模型的形态，数字化建模分为一维建模、二维建模、三维建模、四维建模和多维建模，模型维度越大，模型系统越复杂，所具有的功能就越强大。
1.1 一维建模
一维建模形成了一维空间，单独的一维空间没有因果关系，只能表示一个沿直线发展的方向。在工程设计中，通常将工期、资金、人数等表示为一维模型，用来模拟某一个边界条件，如工期逐步的缩短、资金投入逐步增多等。一维模型只能表示一个因素的变化，很少被独立应用。
1.2 二维建模
二维模型的结果可以用一张平面图形来显示，两条及以上的线可以构成一个平面，理论上任何包含2个方向因素的对象都可以建立二维模型，二维模型描述了2个值之间相互约束的过程。
工程设计过程中二维建模最为常用，如各种统计曲线、二元方程等都属于二维数字化模型。解决因果变量关系的问题采用二维建模利用计算机求解，可以得到更加合理的结果。例如，在水电站设计中，对额定水头和年发电量建立二维模型，在多年月平均水头数据内选择多个水头值作为额定水头，分别计算各水头对应的年发电量，最后选择发电量最大时的水头作为额定水头。由于二维模型真实模拟了电站多年月运行情况，通过计算机循环计算累积年发电量，消除了加权平均值计算的片面性，避免了目前采用加权平均值的方法选择额定水头的各种弊端。二维建模为参数优化提供了条件，成倍地提高了方案比选的速度和精度，确保了方案的合理性和科学性。
1.3 三维建模
三维模型是由3个不同方向的元素建立的，最常见的是X、Y、Z 3个坐标轴建立的三维模型。在水电工程中，由测绘专业将地质地形进行数字化读取，通过软件形成三维模型；土建专业在三维地形模型上进行三维建模；机电专业进行机电设备三维建模等。通过一系列流程完成了整个水电工程的三维建模，形成了计算机能够直接读取和运算、人工可以直接识别的三维模型。三维模型直观地显示了空间关系，且具有实际工程的外形、数量、性质、空间位置等全部的数字信息，利用该三维模型可以进行应力计算、稳定性分析、设备材料统计、碰撞检查等工作。
对三维模型进行渲染可以直接制作效果图及影音文件等，在三维模型上剖切可以生成对应的平面图形，作为施工图纸使用。由于三维建模提供了真实的空间关系，为多个专业之间协同设计创造了条件。
1.4 四维建模
三维的世界是静止的，当三维世界以时间为基准发生变化时，四维空间就产生了。如果把时间看作一根轴线，则这个轴线上的任意一个点，都是一个三维空间，也就是说无数个三维空间依据时间轴线集合，构成了四维空间。可见四维建模是在三维建模的基础上增加了时间这个元素，四维建模是模拟随着时间的变化三维模型在X、Y、Z 3个方向的空间变化情况。由此可见，四维建模模拟了不同时刻空间的变化，在水电设计中可以利用四维建模技术模拟工程进度。例如，随着时间的变化，大坝浇筑的位置及混凝土量、机电设备安装流程等，从而实现进度控制和施工仿真。四维模型经过后期效果制作可实现动画、运动模拟、虚拟现实等场景。
1.5 多维建模
随着测量、自动控制、工程管理技术的提升，多维建模也日益发展，在四维建模的基础上又增加了其他的变化因素。如费用、机械设备、场地条件等。随着时间的变化，现场工程量逐步增多、投资逐步增加、机械设备、场地条件也发生变化，通过费用数学模型、机械设备数学模型、场地条件数学模型等模拟整个工程的建造，从而达到费用控制、设备调度等建设管理。
2、工程数字化的发展
工程数字化通过数字读取和数字建模两个过程将整个工程转变为以数据为驱动的模型，利用计算机对该模型进行计算、应力分析、运动模拟、虚拟仿真等应用。机械行业从20世纪70年代就开始了工程数字化应用，火电行业从90年代也开始工程数字化研究，由于大地质数字建模的技术存在困难及水电行业标准化程度低等原因，国内水电工程数字化技术远滞后于其他行业。步人2l世纪后，国内机械制造、电力工程、石油化工等行业的信息化已达到一个很高的水平，利用计算机网络和通信技术实现了全球化、智能化的生产及管理过程。2002年后，国内更多的大型、巨型水电工程开始建设，工程条件极其复杂、技术难度前所未有；同时企业自身面临国际挑战和多元化发展的压力，为了适应信息化发展的趋势，解决企业当前管理效率低、工程设计方法落后的现状，水电设计企业开始以企业综合信息管理平台建设和三维协同设计技术来开展管理及生产手段信息化建设。经过近10余年的发展，目前国内三维协同设计技术已进入快速发展时期，多数单位均展开了三维协同设计技术研究及应用，在多个水电工程设计中发挥了巨大作用，并在施工仿真、辅助分析、数字移交等工程数字化领域取得了大量成果。
目前国内水电工程三维建模软件主要有Au-todesk、Bentley和Dassault等系统软件，工程数字化主要应用于水电工程三维建模、工程量计算、有限元计算、三维建模二维出图、施工仿真、数字移交等，并已提出工程全生命周期管理的概念。到目前为止，国内外还没有一款专门应用于水电工程三维建模软件，利用两款及以上的软件进行工程三维建模和协同设计工作、多个软件并列应用的现象还将长期存在。目前水电工程数字化技术仍处在三维协同设计阶段，工程数字化的效益还未充分展示出来，水电工程数字化的发展道路还很漫长。
(1)主动数字化建模。目前主要根据已有的数据建立数字化模型，数字化读取和数字化建模是两个独立的阶段，由于数字的有限性和建模的误差性，数字化结果必然和实际存在差异。为了实现工程数字化的深层应用，必须将数字化读取和数字化建模合为一个过程，直接生成数字化模型，如设计计算三维建模一体化、3D扫描、3D航拍等技术。
(2)发挥数字化的综合效益。目前国内设计单位均在大力推广三维设计，主要通过三维建模提高产品的可视化程度，给业主展示工程建成时的状态，同时利用三维模型进行二维出图、计算分析等工作。由于水电工程没有一款专门的三维建模和二维出图软件，就二维工程出图来说，三维建模出图可能比传统二维设计出图效率低，在目前仍以施工图为主要成果的情况下，三维协同设计的发展面临不利形势，故必须尽快将三维设计的综合效益展示出来，消除单独以二维出图的效率来片面衡量三维设计的错误观点。
(3)重视协同设计。水电工程设计中包括多个单元工程和多个专业，单元工程和设计专业有顺序结构也有并列结构，三维设计为顺序结构的成果提交和并列结构的协同设计提供了条件。提高了项目任务分配、流程、质量管理水平，缩短了设计周期，减少了专业间协调工作量，降低了错漏碰现象。如果说三维设计技术是企业生产手段信息化的基础，那么协同设计是三维设计的核心价值体现。
(4)长期的数字化管理。随着数字化技术的推广应用，一方面工程设计效率明显提高、设计流程和设计周期得到有效控制；另一方面企业生产手段信息化决策愈发智能，对工程的数据组织、流程控制、设计资源文件的管理提出了更高的需求。工程数字化和企业信息化一样是需要不断地改进、维护以实现持续发展，长期的数字化技术管理是实现工程数字化技术应用和企业信息化发展的根本保证。
3、对企业信息化的认识
企业信息化建设是指企业利用计算机技术、网络技术等一系列现代化手段，通过对信息资源的深度开发和广泛利用，不断提高生产、经营、管理、决策的效率和水平，从而提高企业经济效益和企业竞争力的过程。从内容上看，企业信息化主要包括企业产品设计的信息化、企业生产过程的信息化、经营管理信息化、决策信息化以及信息化人才队伍的培养等多个方面。
从信息化的概念可知，实现信息化的主要手段是计算机及网络技术，涉及的部门既包括管理部门(职能部门)也包括生产部门。从企业组织结构上全面覆盖决策层、战略层和战术层，主要实现的功能是信息的收集、传输、运算、存储、维护和更新。企业信息化是一个高度集成的系统，是人机合一的系统，这个系统中主要对象为人、计算机网络硬件、系统平台、数据库平台、通用软件、应用软件及其他终端设备。
3.1 企业信息化普遍现状
水电行业企业信息化建设起步较晚，起初大多是为了信息化而去信息化，停留在重建设轻应用阶段。由于企业信息化建设和生产手段信息化建设几乎同时起步，生产手段信息化后所带来的生产流程、项目管理、人力资源等变化未能在企业信息化建设中统筹考虑，企业顶层设计未能与底层应用有效沟通，企业信息化局限在项目生产过程之外的项目管理、进度管理、费用管理等。企业信息化成为了一个信息发布和查询平台，与生产完全脱节，失去了对生产过程的有效控制。
3.2 信息化建设
企业信息化建设是一项复杂的系统工程，行业的不同、企业规模的不同、建设阶段的不同都会带来不同的建设需求。企业信息化不能照搬别人的经验，其基础是企业自身的管理和运行模式，更不是计算机网络技术本身，在企业信息化建设时应首先从企业的管理和运行模式开始分析，依据企业自身的特点，制定建设规划和需求。
3.2.1 现行管理和运行模式分析
企业目前管理和运行模式的分析是信息化建设的第一步，部分企业将创建硬件和软件条件作为信息化建设的重点，将信息化等同于购买行为，以为买来硬件、软件、网络等就是实现了信息化，这也是部分企业抱怨信息化的大投入却对生产和经营没有起到明显改善效果的原因。
企业信息化的前提条件是企业的管理和运行过程能够被数字化，能够依靠计算机及网络技术进行处理操作，更重要的是能够显著提高效率、减少流程。这就要求企业经营、管理思想、生产手段与企业信息化的要求相适应。故需要对企业现行不适合信息化发展要求的管理模式进行改造、大力推广数字化设计技术，运用先进的管理方法和设计手段改造现有的业务流程。业务流程的再造成功与否直接关系到信息化的效果，用先进的手段去适应过去的工作习惯，即“开跑车走山路”，使先进的信息技术丧失统一性和先进性，无法充分发挥其作用。如在目前大力推广三维协同设计时，如果仍以传统二维设计的思想去进行流程管理、校审、局限二维施工图的习惯，那么将无法发挥三维协同设计的优势，生产手段信息化的发展无法达到预想状态。
企业信息化建设从上到下不应出现断层，对于设计单位来说，信息化技术相对完善是中间技术层，各设计部门基本能够实现无纸化办公、数字化协同设计、数字校审。对于具有多年丰富工程经验和技术水平的人员却习惯于纸质成果的阅读，造成设计成果无法实现更先进的网上校核、数字移交等。信息化建设规划初期应充分分析企业的现状，对不符合信息化发展的技术手段和流程进行改进升级，对处在各个业务流程的人力资源进行技术培训，创建好适应信息化发展的自身环境，只有这样信息化建设才会有的放矢，才会达到预期目的。
3.2.2 创建技术队伍
信息化建设最重要的环节就是人才，人才是信息化的最终使用者和受益者。企业需要自身的人才去应用信息化和发展信息化，软件开发单位无法帮助企业实现这一步。信息化建设是一项复杂而又长远的系统工程，企业必须有一支既懂信息技术又懂管理业务、熟悉工程技术的信息化人才队伍作为支撑，并在长期的企业信息化建设过程中注重对其管理知识以及业务技能的培养，为企业信息化建设打下基础。在软硬件系统搭建的过程中，可以使企业节省大量开支。在信息系统搭建齐全的情况下，技术队伍可以推广应用使企业信息化真正运行。在工作环节中逐渐贯彻信息化工作理念、数字化设计手段、信息系统工作模式，将信息化不断延伸到企业的各个领域。
3.2.3 信息化规划
国内设计企业信息化建设最早开始于90年代初期，是在国外先进管理、经营和设计手段的环境下产生的。国内信息化建设起步初期就是首先着眼于解决实际需求为出发点的，一直是应用的需求推动它的发展，企业信息化建设缺乏统筹的、系统的、顶层设计。企业信息化建设最重要的就是搭建企业信息平台，在信息平台的基础上选择各个管理、运营及生产过程等的运行软件，只有这样企业信息化建设才是顶层设计。如果先选择各个生产过程系统的软件，在企业信息化管理出现困难时才搭建平台，那么信息化建设的总体设计是以底层为出发点的，从信息化建设之初起就决定了信息化的有效性甚至其寿命。
但对于大多数企业来说，完全从顶层设计来进行信息化建设是不可能的。许多生产手段、生产及管理流程已趋于成熟或已投入大量资源，完全抛弃底层开始顶层设计显然不现实。为了在当前企业的管理现状上进行信息化建设，兼顾当前模式并进行系统研究，这就需要对现有信息化系统进行集成，从底层构建当前各运行系统的集成环境，从顶层统筹兼顾长期发展。
3.2.4 信息化实施
对企业现行的信息化进行分析和评估，根据各生产流程实际运行情况提出需要改进的组织结构模式，需要组合的软件平台，然后根据企业发展目标，生产需求，结合当前信息化平台的发展趋势，确定信息化平台实施方案和架构。在总系统平台的条件下划分企业的流程板块，如人力资源、财务、生产管理等。建立系统的、统一的企业信息化底层数据库，为系统集成、后期功能升级提供了条件。
对于工程设计单位来说，企业信息化建设更显得复杂，因为生产手段信息化是企业信息化中的重要部分，各种生产手段给企业生产流程控制、成本管理、技术及质量管理提出了不同需求，另外生产手段信息化大多为相对独立的，系统集成程度低，给处于顶层的信息化管理提出更高的要求。
4、结语
工程数字化是企业生产手段信息化的过程，与企业信息化一样是企业先进生产手段和管理水平的综合体现，都具有研发周期长、推广难度大，时代性明显的特征。从工程设计到产品整个过程全部采用数字信息来表达，为计算机对其进行处理和控制创造了条件，实现了设计过程的数字化、成果应用的多元化、管理水平的智能化。工程数字化为企业对工程的管理提供了操作的接口，同时给企业的生产过程、技术质量等管理提出了更高的要求，促进了企业以生产过程为核心的信息化建设。
核心关注：拓步ERP系统平台是覆盖了众多的业务领域、行业应用，蕴涵了丰富的ERP管理思想，集成了ERP软件业务管理理念，功能涉及供应链、成本、制造、CRM、HR等众多业务领域的管理，全面涵盖了企业关注ERP管理系统的核心领域，是众多中小企业信息化建设首选的ERP管理软件信赖品牌。
转载请注明出处：拓步ERP资讯网http://www.toberp.com/
本文标题：浅谈工程数字化与企业信息化ERP
本文网址：http://www.toberp.com/html/consultation/10820414626.html
相关文章
