工业图纸智能识别与设备定位

面向核电、热力等工业场景,围绕设备消缺准备、隔离边界制定和报警故障排查等工程任务,将流程图、逻辑图、接线图及相关程序和历史记录组织到同一任务上下文中,帮助运行、检修与技术人员快速还原设备关系、形成排查路径和完成现场确认。

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Background and implementation analysis

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01

在设备消缺准备任务中,维修人员难以一次性拿齐“设备—图纸—程序—经验”

02

在报警故障排查任务中,维修人员需要手工拼接跨图纸的逻辑链路

03

在隔离边界制定任务中,运行人员需要反复核对设备关系和历史记录

业务挑战


图纸是工业运维与检修工作的基础依据

在核电、热力等工业场景中,工程师不是为了“看一张图”而查图纸,而是在执行具体任务时使用图纸:维修人员接到泵、阀门或断路器缺陷后,要确认设备位于哪个系统、关联哪些程序和历史经验;运行人员制定隔离措施时,要根据设备连接关系确认隔离边界、功能位置码和执行步骤;仪控或电气人员收到报警后,要沿逻辑图、接线图和现场数据追查故障起点。

但这些任务所需的信息通常分散在流程图、逻辑图、接线图、模拟图、运行程序、维修程序、历史工单以及KM、SCP、DMS等系统中。工程师需要把多个资料入口中的信息重新拼起来,才能形成一次可执行的判断。隔离边界计算、报警链路追溯和设备维修准备,都是对图纸关系完整性要求较高的真实业务场景。

现状及核心痛点

  • 在设备消缺准备任务中,维修人员难以一次性拿齐“设备—图纸—程序—经验”

维修人员接到一个泵、阀门或其他设备的消缺任务后,需要先在流程图中确认设备位置和上下游关系,再查找与设备对应的运行程序、维修程序、历史隔离记录和经验反馈。当前这些内容分散在不同图纸和业务系统中,人员往往要逐库搜索、逐张确认,再通过电话或现场经验补齐缺失信息,导致工作票准备和现场交底无法直接从同一任务上下文展开。

  • 在报警故障排查任务中,维修人员需要手工拼接跨图纸的逻辑链路

例如电气系统出现定子接地保护报警、零序电压偏高等现象时,维修人员需要从报警卡进入逻辑简图,再反向追查到完整逻辑图,并进一步核对继电器、节点、通道电缆和相关测量数据。由于逻辑图通常被拆成多张图纸,人员需要凭经验逐张翻阅、手工记录链路,容易遗漏中间节点,也难以快速判断问题究竟来自电压互感器、保护回路还是现场设备。

  • 在隔离边界制定任务中,运行人员需要反复核对设备关系和历史记录

运行人员为一个检修设备制定隔离措施时,需要确认设备的上下游连接、关联系统、功能位置码以及历史隔离工单,再整理成可执行的隔离工作包。过去这项工作需要人工查找相关图纸、比对历史记录,并在方案调整后重新核查边界;运行、检修和技术人员之间的信息不在同一份依据上,容易产生重复沟通和多轮复核。

  • 在老旧图纸和升版任务中,资料状态不一致会放大现场判断风险

老电厂同时存在CAD、可编辑PDF、不可编辑PDF和扫描、手绘蓝图。维修或运行任务引用到旧版图纸时,如果图纸版本、设备编码和关联关系没有同步,工程师就需要额外确认现场状态,甚至重新组织跨专业核查。对于隔离边界和故障排查等任务,业务需要的是一份与来源图纸、系统关系和人工确认过程一致的分析依据,而不是脱离现场责任的自动结论。


解决方案

方案以工程师正在执行的业务任务为入口:当维修人员准备设备消缺、运行人员制定隔离措施、仪控人员追查报警链路时,系统围绕目标设备或报警信号,自动组织相关流程图、逻辑图、接线图、程序、历史工单和设备数据,梳理上下游及跨图纸关系,形成与当前任务对应的工作视图。

方案聚焦“任务信息一次汇集、关系链路可追溯、关键节点可核查、结果由专业人员确认”,不替代运行人员、工作负责人及审批人员的专业判断和安全责任。

业务架构

方案围绕“提出业务任务—确定设备或报警对象—汇集相关资料—还原系统关系—形成任务结果—人工确认与复盘”展开。底层图纸数据与KM、SCP、DMS等存量系统形成关联,在不改造原有业务系统的前提下,把工程师原本需要人工拼接的信息组织到同一任务上下文中。


  • 资料与数据基础

- 系统图、流程图、设备布置图等工程图纸资料

- 设备台账、编码、系统归属及相关属性信息

- 作业规程、工作票要求、隔离原则及管理规则

- 已批准的历史隔离方案、作业记录与经验案例


  • 图纸关联与业务分析层

- 以设备和工作点为起点,关联相关图纸与设备信息

- 梳理上下游连接关系、跨图纸跳转关系及系统边界

- 支持设备定位、图纸跳转、上下游追踪和跨系统关系分析

- 结合隔离原则和业务规则,形成隔离边界场景中待核查的路径与关键节点清单


  • 协同与管控层

- 支持角色化查看、讨论、标注和复核

- 保留查询、分析、边界建议、调整说明、确认意见及版本记录

- 形成用于故障处置、工作票准备、现场交底和管理复盘的业务依据

- 可按既有流程与工作票、设备管理或生产管理系统衔接

关键业务流程

明确任务与对象: 运行、检修或技术人员输入目标设备、工作点或业务问题。

定位关联图纸与设备:快速汇集相关图纸、设备资料、系统归属和连接关系。

分析系统关系:沿上下游和跨图纸关系查看相关路径、关键节点及可能影响范围。

支撑具体业务任务:根据任务需要开展故障分析、检修准备、隔离边界分析或现场交底。

人工研判与协同确认:专业人员结合现场状态、作业条件和管理要求,对结果补充、调整、讨论和复核。

执行与经验沉淀: 将确认结果用于后续处置与执行;任务结束后沉淀分析依据、调整原因与经验。


核心能力

典型应用场景

场景一:故障处置中的设备与图纸快速定位

涉及角色: 运行人员、检修人员、技术支持人员

典型任务:面对设备异常、告警或现场缺陷,快速定位目标设备及相关图纸,了解设备所处系统和相邻关联关系,为初步处置和后续消缺提供依据。

解决路径:

1. 以设备名称、编码、图纸标识或现象描述定位目标对象。

2. 集中查看相关图纸、设备资料和系统归属,减少人工翻找。

3. 沿上下游与跨图纸关系展开,识别关联设备和需要进一步确认的路径。

4. 将分析结果作为现场核查、处置讨论和检修准备的共同依据。

预期成果:缩短从发现问题到获取关联资料的准备链路,帮助不同角色基于同一图纸与设备信息开展协同判断。


场景二:常规设备消缺的隔离边界准备

涉及角色:运行人员、检修人员、工作负责人

典型任务:针对泵、阀门、换热器等设备消缺工作,确定检修作业所需的隔离范围与关键操作点。

解决路径:

1. 以目标设备或工作点为起点,关联相关流程图、系统图和设备信息。

2. 查看设备上下游及旁路关系,梳理需要关注的介质来源、排放路径和相关联设备。

3. 结合工作范围,由人员确认隔离设备和边界范围,并补充现场条件说明。

4. 将确认结果作为工作票准备与现场交底的依据,支持后续复核。

预期成果:减少人工翻阅、比对和询问的重复工作,使检修准备更聚焦;隔离依据可被相关角色共同查看和确认。


场景三:复杂系统检修的跨图纸边界校核

涉及角色:运行人员、系统工程师、检修负责人、技术支持人员

典型任务:针对涉及多系统、多专业和多张图纸的检修任务,核查隔离路径是否完整,识别需要重点确认的边界节点。

解决路径:

1. 按工作任务汇集涉及的多张图纸与相关系统信息。

2. 沿设备连接关系展开分析,查看跨图纸、跨系统的关联路径和潜在影响点。

3. 对关键路径、可能回流路径和边界衔接位置进行标注,由专业人员重点复核。

4. 根据复核意见调整隔离范围,形成可追溯的边界版本和确认记录。

预期成果:将原本依赖个人经验的跨图纸梳理过程转化为可共同核查的业务过程,减少沟通轮次,降低遗漏风险。


方案优势与客户价值

差异化优势

  • 从“找图纸”转向“围绕业务任务分析”

方案不要求人员先掌握所有图纸位置和系统细节,而是以设备、工作点和具体业务问题为入口,将需要关注的资料和关系汇集到一起,贴合现场运维与检修的实际工作方式。

  • 从“单人经验判断”转向“人机协同分析与校核”

方案提供设备定位、关联关系、路径与关键节点等分析依据,由具备专业资质和现场经验的人员进行最终判断与确认。既提升准备效率,也保留既有安全管理中的专业责任和审批机制。

  • 从“一次性查询”转向“可追溯、可复用的业务资产”

每次图纸分析与隔离边界校核的依据、调整和确认过程均可沉淀。对于复杂系统和典型作业,企业可逐步形成可查询、可复用的经验库,降低对个别人员经验的过度依赖。


业务价值

  • 提升设备定位效率:减少在多份图纸、台账和资料之间反复翻找、比对与传递信息的工作。
  • 提升分析完整性:以全域图纸关联和系统关系视图支撑故障处置、检修准备及隔离边界等复杂任务。
  • 提升协同效率:为运行、检修、技术等角色提供统一的讨论和复核依据,缩短反复沟通链路。
  • 增强风险可控性:在作业前更早暴露需要重点确认的关联路径和边界条件,支持人工复核与安全把关。
  • 沉淀组织经验:将典型分析方案和调整原因转化为可复用知识,支持人员培养和持续优化。

客户案例:大亚湾核电图纸智能应用实践

客户背景与挑战

大亚湾核电在运行、检修和隔离管理工作中,需要频繁查阅流程图及相关工程图纸,确认设备位置、系统连接关系和隔离范围。面对历史图纸资料分散、跨图纸关联复杂、隔离边界分析依赖人工经验等问题,客户希望将图纸转化为可计算、可追溯的业务数据基础,并在不改变既有安全责任体系的前提下,提升检修准备与隔离分析效率。

建设内容

- 流程图与单线图数字化

- 设备与图纸关联

- 隔离边界自动计算

- 跨图纸关联跳转

- 人工审核与持续迭代

应用成效

  • 隔离边界准备效率提升:在已落地的智能隔离计算场景中,原需工程师约 2 周 完成的隔离边界工作,可缩短至约 3分钟 形成分析结果,最终仍由专业人员进行确认。
  • 审核工作减负:当前审核配置下,单人单日可完成约 8–9 张 图纸审核;相比纯人工绘图单人约 1.5 天 完成 1 张图纸的方式,审核与交付准备效率显著提升。
  • 降低隔离分析风险:通过设备连接关系、跨图纸关联及人工复核机制,为隔离边界判断提供可追溯依据,减少仅凭个人经验反复翻图、核对和沟通的负担。

交付实施与服务保障

实施路径

阶段一:业务调研与试点选取

与运行、检修和技术团队共同梳理高频、痛点明确的设备定位、图纸关联或隔离边界任务,确定试点系统、图纸范围、参与角色和评价口径。

阶段二:资料梳理与业务规则对齐

核对试点相关图纸、设备资料、管理要求和历史案例;明确设备定位、关系分析与隔离边界等任务中需要由系统辅助呈现、需要由人员确认的内容与责任边界。

阶段三:试点运行与协同验证

选取真实或仿真任务开展端到端验证,组织运行、检修、技术人员参与定位、分析、校核和反馈,持续校准业务流程与呈现方式。

阶段四:复盘优化与逐步推广

依据试点成效复盘资料覆盖、流程适配和人员使用情况,完善经验模板后逐步扩展至更多系统、更多检修任务与更广泛的业务场景。


交付成果

- 试点场景业务流程与角色职责说明

- 图纸、设备与相关资料的关联范围清单

- 工业图纸智能识别与设备定位业务工作台

- 试点任务的图纸分析、隔离边界校核记录及复盘报告

- 典型任务经验模板与使用指引

- 面向运行、检修、技术等角色的培训材料


服务保障

- 与客户共同建立业务、技术与现场协同机制,确保方案贴合实际作业流程。

- 按试点—复盘—推广的节奏推进,先验证业务价值,再逐步扩大应用范围。

- 坚持人机协同和人工确认原则,方案输出仅作为业务分析与校核辅助依据。

- 支持根据图纸版本、系统改造和现场管理要求持续更新相关资料与业务规则。