本平臺是集工程裝備數(shù)智互聯(lián)平臺、數(shù)字孿生、盾構(gòu)云、工服MALL、掘進機租賃網(wǎng)于一體的盾構(gòu)施工服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)平臺，實現(xiàn)了盾構(gòu)施工工程的數(shù)據(jù)收集與分析、工序優(yōu)化、智能掘進、智能運維、過程管控、協(xié)同管理和產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù)等功能，構(gòu)建了盾構(gòu)施工和服務(wù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈體系。
業(yè)務(wù)項目涉及30余個大中城市軌道交通、綜合管廊、鐵路及電力隧道等，綜合服務(wù)里程超500公里，年服務(wù)里程超100公里，入網(wǎng)各類盾構(gòu)機300余臺，涉及城市35個，累計注冊用戶數(shù)量已超過3000個。
一、建設(shè)單位簡介
中鐵工程服務(wù)有限公司成立于2013年，注冊資金2.7億，是世界500強中鐵股份控股的中鐵高新工業(yè)股份有限公司的全資子公司，是國內(nèi)唯一專業(yè)從事地下工程服務(wù)的中央企業(yè)，市場占有率和綜合實力居國內(nèi)行業(yè)前三，西南地區(qū)第一。
公司擁有強大的科研實力，先后獲立了國家企業(yè)技術(shù)中心、CNAS認(rèn)證實驗室、四川省工程技術(shù)研究中心等研發(fā)平臺。公司累計授權(quán)發(fā)明專利101項，實用新型專利368項，軟件著作權(quán)52項，形成了以隧道智能裝備與盾構(gòu)機再制造為代表，多元化協(xié)同配套系列產(chǎn)品的專利體系；打造了盾構(gòu)智能生態(tài)全生命周期管理平臺，構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+盾構(gòu)”服務(wù)，新模式，榮獲工信部工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)秀解決方案、工信部工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)試點示范項目和四川省新經(jīng)濟重點平臺。
二、項目建設(shè)方案
（一）行業(yè)痛點
1、不同施工設(shè)備之間沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)架構(gòu)，無法協(xié)同化施工
盾構(gòu)隧道建設(shè)涉及車輛、機電、土木、供電、信號、通信、運輸、環(huán)控等，各專業(yè)相對獨立又密切關(guān)聯(lián)。各工序間溝通不暢，各種施工設(shè)備之間沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口，為確保系統(tǒng)高效運轉(zhuǎn)，各專業(yè)需進行信息資源采集、存儲、分析、共享和管理。為提高資源共享率和辦事效率，節(jié)約人力、物力、財力等成本，需要進行科學(xué)的信息化建設(shè)，以解決生產(chǎn)環(huán)節(jié)中施工數(shù)據(jù)信息孤島、各工序間溝通不暢和對接代價大等問題。
2、管理者信息不對稱，不能掌控現(xiàn)場施工進度
施工現(xiàn)場的進展和變化不能及時反饋回公司本部，公司高層無法掌控全局，無法為施工風(fēng)險背書。雖然有些項目安裝了遠程攝像頭，但是只能看到一些表面現(xiàn)象，無法真正采集到風(fēng)險信息。
3、成本控制難，利潤無法保證
很多項目初期預(yù)計有不錯的利潤，但是施工完成后，發(fā)現(xiàn)沒有利潤，甚至虧損，使管理者很難信服。其本質(zhì)原因是成本控制缺乏剛性標(biāo)準(zhǔn)，成本的發(fā)生常常與計劃相脫節(jié)，成本不能實時歸集，當(dāng)發(fā)現(xiàn)成本超支時，既成的事實已經(jīng)無可挽回，從而導(dǎo)致項目完工后的實際利潤與計劃利潤差距很大。
4、施工設(shè)備工控系統(tǒng)的安全防護薄弱，網(wǎng)絡(luò)安全面臨風(fēng)險
目前，隧道工程施工裝備工控系統(tǒng)安全防護措施缺失，缺少對工控系統(tǒng)安全保障的管理和技術(shù)手段。網(wǎng)絡(luò)的劃分沒有嚴(yán)格的分區(qū)分域，在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上存在安全隱患，網(wǎng)絡(luò)邊界、計算環(huán)境均缺乏有效的安全防護手段。
（二）平臺架構(gòu)圖
針對以上盾構(gòu)隧道工程施工行業(yè)市場痛點和管理盲點，中鐵工服打造盾構(gòu)隧道施工工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，集工程裝備數(shù)智互聯(lián)平臺、數(shù)字孿生、盾構(gòu)云、工服MALL、掘進機租賃網(wǎng)于一體的盾構(gòu)工程工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，構(gòu)建盾構(gòu)施工和服務(wù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈。
圖1盾構(gòu)隧道施工工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺實施架構(gòu)圖
三、項目實施進展
本平臺是將數(shù)據(jù)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于隧道施工的典型應(yīng)用，依托“數(shù)據(jù)分析和互聯(lián)網(wǎng)+盾構(gòu)”技術(shù)，實現(xiàn)盾構(gòu)機運行監(jiān)控、報警管理、健康診斷、掘進進度與安全風(fēng)險管控、部件維護保養(yǎng)、項目資料歸檔、安全教育、工序優(yōu)化及智能掘進等應(yīng)用功能，具備響應(yīng)速度快、業(yè)務(wù)并發(fā)量大、系統(tǒng)容量高、控制精度高、資源使用率高、安全可靠性高、兼容性強、可維護性強等技術(shù)性能，是盾構(gòu)施工從制造型向制造+服務(wù)型轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵產(chǎn)品，也是盾構(gòu)施工的服務(wù)創(chuàng)新產(chǎn)品。
1.工程裝備數(shù)智互聯(lián)平臺
平臺旨在借助云平臺、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、大數(shù)據(jù)等手段圍繞施工過程管理，將現(xiàn)場設(shè)備、信息建立互聯(lián)協(xié)同、科學(xué)管理的施工設(shè)備信息化生態(tài)圈，持續(xù)集成皮帶機、電機車、渣土環(huán)保處理系統(tǒng)等盾構(gòu)配套工程裝備，為客戶提供了全生命周期的數(shù)字化支持與價值增值。可實時采集設(shè)備PLC的所有參數(shù)并進行數(shù)據(jù)存儲，解決施工現(xiàn)場信息獲取不及時、不全面的問題，可通過網(wǎng)頁端數(shù)據(jù)大屏、app實時掌控項目設(shè)備運行狀況提供設(shè)備整體數(shù)據(jù)概覽，并可深入各子部件進行數(shù)據(jù)查看，更加精細化了解設(shè)備的運行狀態(tài)和性能表現(xiàn)。通過數(shù)字化與智能化的深度融合，為盾構(gòu)裝備市場打造高效、智能的生態(tài)體系，有力推動市場的拓展與升級。
2.數(shù)字孿生
可高精度3D呈現(xiàn)項目場景及設(shè)備，構(gòu)建環(huán)境全面感知、數(shù)據(jù)化、協(xié)作型、一體化的項目管控平臺，實現(xiàn)設(shè)備作業(yè)仿真、運行狀態(tài)及參數(shù)展示、維護性預(yù)警、項目安全管控、生產(chǎn)統(tǒng)計分析等?，F(xiàn)已成功應(yīng)用于重慶地鐵15號線兩復(fù)區(qū)間、復(fù)盛區(qū)間及重慶地鐵6號線長百區(qū)間、東站至長生老街區(qū)間等項目。
3.盾構(gòu)云
盾構(gòu)遠程在線監(jiān)測云平臺（簡稱“盾構(gòu)云”）充分融合了互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)、云平臺思維和方法，為盾構(gòu)施工提供優(yōu)質(zhì)的信息化服務(wù)。平臺包含對施工裝備實時監(jiān)測、動態(tài)預(yù)警、數(shù)據(jù)分析等以及對施工進度、質(zhì)量及成本實時監(jiān)測和施工風(fēng)險動態(tài)預(yù)警等功能，目前已成功開發(fā)網(wǎng)頁版、移動終端版（安卓+IOS系統(tǒng)），現(xiàn)入網(wǎng)盾構(gòu)337臺，涉及城市41個，管控施工區(qū)間226個，涵蓋10余個品牌，服務(wù)里程336.4公里，注冊用戶數(shù)量超過5000個。
4.工服MALL
工服MALL以盾構(gòu)機配件銷售為特色的MRO工業(yè)品電商平臺，以盾構(gòu)機專用配件、五金機電、施工耗材、專項設(shè)備配件、裝飾建材、大宗材料為主營業(yè)務(wù)。平臺累計注冊用戶380家，新增企業(yè)級客戶57家、入駐店鋪250家、上架產(chǎn)品49萬項。
5.掘進機租賃網(wǎng)
掘進機租賃網(wǎng)以網(wǎng)站、微信小程序和微信公眾號為載體，面向企業(yè)和個人提供盾構(gòu)租賃、施工技術(shù)服務(wù)、維保技術(shù)服務(wù)、高科技產(chǎn)品增值服務(wù)等，實現(xiàn)盾構(gòu)產(chǎn)業(yè)鏈全覆蓋；以盾構(gòu)租賃為核心業(yè)務(wù)，搭建以盾構(gòu)租賃信息為主的交互平臺。成立至今平臺已建立了國內(nèi)初具規(guī)模的“生態(tài)盾構(gòu)銀行”，平臺入網(wǎng)盾構(gòu)機總數(shù)突破1000臺，覆蓋品牌共19種，與103家企業(yè)建立了工作聯(lián)系。
四、項目取得成效
盾構(gòu)工程建設(shè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的實施可作為行業(yè)信息化、智能化改造的樣板工程，對行業(yè)整體工程管理的提升起到示范作用，推動行業(yè)整體信息化、智能化、軌道裝備運維的進一步的轉(zhuǎn)型升級，為我國軌道交通裝備行業(yè)提供高效、便捷的盾構(gòu)裝備遠程運維的新技術(shù)、新模式。
（1）平臺投入使用后，為客戶提高生產(chǎn)效率約30%，運營成本降低約30%，單位產(chǎn)值能耗降低約77%，使得維修人員減少20%～40%，保障規(guī)模減少50%，保障費用減少30%。具有顯著的節(jié)能作用。本公司正以每年新增就業(yè)50人，解決本地人員的就業(yè)問題，緩解壓力。
（2）平臺數(shù)據(jù)采集穩(wěn)定，能及時對盾構(gòu)施工過程中的參數(shù)異常等風(fēng)險進行提示，平臺的現(xiàn)場實時監(jiān)控觀測，使項目施工得到有效管控，保障施工和人員安全，耗材統(tǒng)計、關(guān)鍵服役參數(shù)分析、報警信息統(tǒng)計等功能，避免了盾構(gòu)機在不良狀態(tài)下繼續(xù)施工的情況發(fā)生，有效減少成本費用和維護費用。
（3）平臺解決了傳統(tǒng)盾構(gòu)施工操作現(xiàn)場分散，集中管理難度大的問題，能夠大幅度降低盾構(gòu)施工故障和事故修復(fù)的時間成本、物資成本和人力成本，同時避免了盾構(gòu)機人為失誤、地質(zhì)風(fēng)險等帶來的影響，減少施工工期。
（4）本項目成功地將現(xiàn)代信息化技術(shù)與現(xiàn)有的盾構(gòu)運行維護相融合，通過對海量運營數(shù)據(jù)的收集、挖掘、分析、應(yīng)用，建立了突破距離、時間限制，快速響應(yīng)的遠程管理服務(wù)系統(tǒng)，滿足大體量、運營分布廣、服役環(huán)境復(fù)雜等特點。同時，其他大型離散移動裝備與盾構(gòu)機具有相似運營特點，均具有開展預(yù)測化、互聯(lián)網(wǎng)化、虛擬化、可視化、個性化、數(shù)字化的遠程管理服務(wù)新模式創(chuàng)新與應(yīng)用的迫切需求，盾構(gòu)云平臺的成功實施，可以對如船舶、航空航天、鐵路等其它大型離散移動裝備開展遠程運維服務(wù)新模式應(yīng)用起到示范性作用。