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數字化交付與應用意味著(zhù)什么
作者: | 來(lái)源:《中國石油和化工產(chǎn)業(yè)觀(guān)察》雜志 | 時(shí)間:2022-08-29

福建省政府石化顧問(wèn)、中石化工程部原主任李國清:

好處:省錢(qián)+高質(zhì)量

    化工項目的工程設計與建設是一個(gè)復雜的系統工程,涉及多專(zhuān)業(yè)以及各專(zhuān)業(yè)之間的協(xié)調。過(guò)去的協(xié)調工作都是靠專(zhuān)業(yè)和專(zhuān)業(yè)之間互相委托和委托的確認,我們叫會(huì )簽。這樣做,總是會(huì )存在各種各樣的人為設計錯誤,因為每個(gè)專(zhuān)業(yè)開(kāi)始的設計都是各自為戰,不會(huì )考慮其他專(zhuān)業(yè)的事,設計與現場(chǎng)施工中設備跟儀表、電氣間相互碰撞的事比比皆是,我們的設計現場(chǎng)變更最多的錯誤就是這類(lèi)碰撞。

    現在通過(guò)三維模型,所有的專(zhuān)業(yè)都在同一平臺的模型上面進(jìn)行設計。在這個(gè)模型里不僅僅是配管專(zhuān)業(yè)、設備專(zhuān)業(yè),還有一些土建、儀表、電氣等專(zhuān)業(yè),現在最多有12~13個(gè)專(zhuān)業(yè)在同一個(gè)平臺里進(jìn)行模型設計,各專(zhuān)業(yè)之間的協(xié)同變得更容易。當各專(zhuān)業(yè)設計之間出現碰撞的時(shí)候,三維模型的智能軟件能自動(dòng)檢測出來(lái)。也就是說(shuō),過(guò)去在施工建設過(guò)程當中才能發(fā)現的所有碰撞錯誤,現在在三維模型的多專(zhuān)業(yè)協(xié)同設計過(guò)程中就被提前發(fā)現并及時(shí)改正和調整。舉一個(gè)例子。工程公司做一個(gè)裝置設計,過(guò)去可能會(huì )有100個(gè)錯誤,通過(guò)三維模型設計,有95個(gè)碰撞相關(guān)的錯誤在三維模型設計過(guò)程中,就被發(fā)現了,改正了,現在的錯誤率只有5%。

    在石化設計領(lǐng)域,大家都在極力推動(dòng)多專(zhuān)業(yè)的三維模型協(xié)同設計,F在國內比較有實(shí)力的設計院,比如中國石化工程建設有限公司、中石化洛陽(yáng)工程有限公司、中石化寧波工程公司、中國成達工程有限公司、東華工程公司等都具有了很強的數字化交付能力。

    對設計院來(lái)說(shuō)數字化交付帶來(lái)的好處非常大。不僅僅是工作效率和工程質(zhì)量的大幅提升,而且還可以節省大量的設計工程施工費用。以一個(gè)100億元的工程為例。通常我們設計當中的變更和錯誤,過(guò)去允許是3%,那就3億元,F在95%的錯誤沒(méi)有了,大家可以想一下,這    3個(gè)億里面的95%節省下來(lái),是多么可觀(guān)的經(jīng)濟效益。

    今后,我們希望通過(guò)數字化平臺的協(xié)同設計,錯誤率可以降到3%或者更低。

    工廠(chǎng)全部建完以后還有資產(chǎn)交付。設計院需要把所有的工程建設過(guò)程數據以另外一種方式、另外一種組合,變成資產(chǎn)交付的數據交給生產(chǎn)管理部門(mén)。過(guò)去資產(chǎn)交付都是通過(guò)各種各樣的人工統計數據,執行各種各樣的標準規范和要求。通常一個(gè)裝置用3~4年時(shí)間建成了,資產(chǎn)交付的過(guò)程有時(shí)候就長(cháng)達2~3年。采用數字化設計后,資產(chǎn)交付變成了數字化交付,所有的數據的編制過(guò)程由計算機來(lái)完成,通常兩三個(gè)月就能完成,并且非常準確,幾乎就沒(méi)有錯誤。

中石化廣州(洛陽(yáng))工程有限公司首席專(zhuān)家葉鋒:

為智能工廠(chǎng)奠基

    對石化企業(yè)而言,數字化交付是數字工廠(chǎng)、智能工廠(chǎng)的基礎。目前越來(lái)越多的業(yè)主提出了數字化交付的要求。數字化交付也已經(jīng)成為工程公司高質(zhì)量發(fā)展的大勢所趨。

    從2014年開(kāi)始,中石化廣州(洛陽(yáng))工程有限公司開(kāi)展了石化項目的數字化交付實(shí)踐。首個(gè)項目是170萬(wàn)噸/年九江石化渣油加氫項目。到2017年,我們又完成了260萬(wàn)噸/年沸騰床渣油加氫項目,2020年完成了400萬(wàn)噸/年加氫裂化與12萬(wàn)噸輕烴罐區等EPC項目全過(guò)程的數字化交付。此后我們還參與了中科石化項目等其他數字化交付項目,走出了一段獨具特色的數字化交付之路。

    數字化交付就是在建設實(shí)體工程的同時(shí),搭建一個(gè)虛擬的孿生數字工廠(chǎng)。在項目建設的同時(shí),按照交付的標準和要求,有效地組織與管理、設計、采購、施工等過(guò)程中產(chǎn)生的模型、數據、文檔,使之關(guān)聯(lián),形成一個(gè)與物理工廠(chǎng)一致的虛擬工廠(chǎng)。一個(gè)完整的數字化交付工廠(chǎng)采取正向建模方式,與工程建設同步進(jìn)行,模型源自于設計,文檔就是工程建設過(guò)程中的資料,數字化工廠(chǎng)的構建過(guò)程與工程設計建設同步進(jìn)行,一氣呵成。

    數字化交付的范圍應該包括工程范圍內的所有工廠(chǎng)對象的模型加屬性加文檔。一個(gè)裝置的工廠(chǎng)對象成千上萬(wàn),從樁基到基礎到地管、井、溝等,再到上部鋼結構、設備、管道、電氣、儀表等,都必須要建模,且其屬性文檔必須按照標準組織,工程量是海量的。

    數字化交付的目標有4方面:模型精細化,與工程同步,為管控服務(wù),為智能工廠(chǎng)奠基。模型越精細越能真實(shí)反映現場(chǎng)的實(shí)際情況;與工程同步就是從項目啟動(dòng)就必須要統籌部署,分步實(shí)施,及時(shí)落實(shí),做到水到渠成;為管控服務(wù)的意思就是交付不是唯一目的,還應為工程建設的管控工作帶來(lái)更多的附加值;為智能工廠(chǎng)奠基,數字化交付是工程建設過(guò)程中的孿生產(chǎn)品,是為了將來(lái)的工廠(chǎng)的智能運營(yíng)做鋪墊的,智能工廠(chǎng)要在數字化交付的基礎上才能開(kāi)展更多的工作。

中國石化鎮海煉化分公司工程部高級主管龐修海:

提升項目建設管理效率

    中國石化鎮海煉化分公司是國內首批參與工程項目數字化交付標準制定的單位之一。鎮海煉化按照集團公司深化數字化轉型的改革戰略精神,根據資產(chǎn)全生命周期管理要求,以工程建設五大控制為管理核心,以工程全過(guò)程數字化建設為主線(xiàn),以強化現場(chǎng)施工管理為重點(diǎn),以工程建設數字化交付為目的,創(chuàng )立了以數字化集成為核心的數字工程一體化平臺,支撐數字物理工廠(chǎng)與數字工廠(chǎng)同步建設、同步交付。

    中國石化鎮;毓こ桃詳底謱\生為目標,以業(yè)務(wù)管理為主線(xiàn),以數據標準化為支撐,以一體化協(xié)同平臺為載體,運用信息技術(shù)打通數據流,再造管理流,貫通物資流,優(yōu)化資金流。我們深度融合工程建設管理信息化、交付數字化、應用可視化,探索實(shí)踐協(xié)同式數字工程建設新模式,全面支撐業(yè)務(wù)數字化、數字數據化、數據資產(chǎn)化,為智能工廠(chǎng)管理奠定基礎。

    從2013年開(kāi)始,工程部在總部支持下,經(jīng)過(guò)了兩期建設,完成了信息化平臺的搭建,基本上實(shí)現了所有的管理全部上線(xiàn),建立了一個(gè)以甲方為主的工程建設管理平臺。從項目初步設計開(kāi)始,一直到竣工驗收,到后評估全過(guò)程,我們總共建了20個(gè)模塊,有230多個(gè)功能點(diǎn)。系統2016年正式上線(xiàn)以來(lái),管理的項目達5000多個(gè),總投資大概有1500多億元。目前日均發(fā)起量大概有將近600個(gè)流程,覆蓋了流程全管理、流程標準化、專(zhuān)業(yè)協(xié)同以及數據標準化,不僅覆蓋了我們公司內部人員,還覆蓋了設計、施工、監理、無(wú)損檢測。

    這套系統在疫情期間發(fā)揮了很大作用。管理人員不需要到現場(chǎng),在網(wǎng)上就能完成大部分的工作。

    我們的工程項目管理信息化是以業(yè)務(wù)驅動(dòng)的,實(shí)現了以職能為中心向以服務(wù)為中心的轉變。我們通過(guò)數據收集,進(jìn)行業(yè)務(wù)再造,管理層再造。原來(lái)的實(shí)物資產(chǎn)交付流程大概有12步,信息化系統上線(xiàn)以后基本上就變成了7步,并且所有的數據基本上都是自動(dòng)生成的。原來(lái)需要兩三年才能完成的資產(chǎn)交付現在基本上幾個(gè)月就能完成,并且在篩查制定階段就可以完成實(shí)物資產(chǎn)確認,效率大大提高。

中石油吉林化工工程有限公司項目經(jīng)理王鈺銘:

形成全方位全生命周期

     石化行業(yè)是典型的流程工業(yè),生產(chǎn)過(guò)程連續,關(guān)鍵點(diǎn)多,鏈條長(cháng)。石化企業(yè)的數字化交付,也具有典型的流程工業(yè)的特點(diǎn),會(huì )涉及各個(gè)環(huán)節和各個(gè)供應鏈。多年的工程設計和建設實(shí)踐告訴我們,數字化交付應該是全方位和全生命周期的,尤其是數字化前期工作更為重要,關(guān)乎到交付結果的成敗。

    對于一個(gè)化工項目而言,要想實(shí)現真正的數字化,就必須從項目規劃開(kāi)始,到設計、采購、施工等,各個(gè)環(huán)節都實(shí)現數字化,才能完成一個(gè)完整的數字化交付。這里面就包括了業(yè)主、工程設計單位、施工單位、監理單位以及設備與材料供應商所提供的所有的服務(wù)環(huán)節和商品的數字化。

    石化行業(yè)的數字化轉型分為兩個(gè)層次。一方面是智能工程。比如智能設計、制造、建造的應用會(huì )提高數字化交付的水平,比如設計方式的高度協(xié)同、設計數據的同源、制造企業(yè)的三維數字化的應用。另外一方面是設計過(guò)程將智能化系統包括智能攝像頭、智能設備等應用到煉化項目中,直接提高煉化企業(yè)的智能化工廠(chǎng)建設水平。兩者合一是化工企業(yè)數字化轉型基礎。我相信未來(lái)會(huì )形成一個(gè)內外協(xié)同、合作共贏(yíng)的數字化生態(tài)系統。

    石化項目的數字化交付是工程化、信息化的跨界產(chǎn)品,跨越整個(gè)工程建設周期。所以,明確需求可以有效提高數字化交付水平,夯實(shí)三維數字化工廠(chǎng)基石。

    數字化交付需求分析分為初步分析和詳細需求分析兩種。初步需求分析在可研階段,是投資層面的,主要是確定交付哪些東西,比如說(shuō)設計、施工、采購都交還是只交設計。詳細需求分析在總體設計、基礎設計階段,是業(yè)務(wù)層面的,是智能化工廠(chǎng)智能建造的延伸,一般委托智能化咨詢(xún)公司、數字化總體院協(xié)助完成。

    數字化統一規定主要分為技術(shù)類(lèi)和管理類(lèi)兩種。技術(shù)類(lèi)主要是說(shuō)各個(gè)軟件的操作內容和規定以及種子文件的做法。管理類(lèi)涉及到交付策略、實(shí)施,以及管理的程序質(zhì)量審核和驗收的規定等。

    數字化交付種子文件的制定主要涉及到5個(gè)方面:智能PID、智能儀表、材料庫、3D再加上交付平臺。這里非常重要的一個(gè)是命名的規則,另一個(gè)是數據,各個(gè)軟件的數據字典需要統一。

    我認為,出圖模板可以遵循各個(gè)裝置院的規則,但種子文件應該統一。這對搭建統一環(huán)境、統一項目風(fēng)格還是十分必要的。如果統一不了,盡可能達到內容深度的統一。此外,智能PID還是盡可能用一種軟件來(lái)設計。

    搭建數字化平臺主要有10個(gè)要素:遵循的標準、數據庫、系統的可實(shí)施性、移動(dòng)性、運維系統的集成、安全性、系統性能、可用性、多語(yǔ)言支持、擴展性和開(kāi)放性。

    強調一下,第一,系統功能一定要具有深化和修改的能力;第二,有的設計院出于便捷考慮會(huì )選擇一些自主開(kāi)發(fā)的平臺,但是這個(gè)平臺如果和業(yè)主交付平臺不一致,就要考慮到數據導出的格式是否能為業(yè)主所用;第三,業(yè)主選擇平臺若無(wú)特殊情況,一期二期等各個(gè)項目階段應保持平臺的一致性。

北京達美盛軟件股份有限公司聯(lián)合創(chuàng )始人李嶸:

把控質(zhì)量是成功前提

     當前,石化行業(yè)的數字化交付方興未艾。在這一過(guò)程中,數字化交付的質(zhì)量應當引起大家的重視。只有做好了質(zhì)量管控,交付的成果才能在企業(yè)未來(lái)的生產(chǎn)運營(yíng)中發(fā)揮更大的價(jià)值。所以業(yè)主要高度重視數字化交付的質(zhì)量管控。

    我們的數字化交付在質(zhì)量管控方面努力做到兩點(diǎn)。

    一是文檔的質(zhì)量管控。針對文檔質(zhì)量把控,我們開(kāi)發(fā)了一個(gè)工廠(chǎng)可視化云協(xié)同系統,可以做到對文檔質(zhì)量的管控。借助系統平臺可以實(shí)現對項目各個(gè)參與方所提交上來(lái)的裝置模型、圖紙、文件的在線(xiàn)審批,如果發(fā)現哪張圖紙有問(wèn)題或哪個(gè)模型有問(wèn)題,審查人員都可以在線(xiàn)進(jìn)行圈閱。我們還提供一個(gè)在線(xiàn)的會(huì )議審查系統,類(lèi)似于現在大家普遍使用的騰訊會(huì )議。

    前段時(shí)間,由于受到新冠肺炎疫情的影響,在審查項目模型時(shí),各參與方?jīng)]辦法坐在一個(gè)辦公室里,面對面討論。我們就采用一些會(huì )議審查這種模式。我們只需要把賬號密碼給到專(zhuān)家,專(zhuān)家直接登錄進(jìn)去,就可以遠程在線(xiàn)來(lái)參與模型審查。審核過(guò)程中間有任何問(wèn)題可以在線(xiàn)進(jìn)行溝通與交流。每位專(zhuān)家也有自己的一個(gè)畫(huà)中畫(huà)模式,通過(guò)畫(huà)中畫(huà),他也可以在自己的窗口里面對這個(gè)模型進(jìn)行各種各樣的檢查。

    檢查之后形成最終的審查意見(jiàn),在系統中進(jìn)行匯總,也可以導出外部審查意見(jiàn)的報表。對于發(fā)現的問(wèn)題,我們可以在線(xiàn)去走審批流程。比方這個(gè)問(wèn)題應該是由某設計院某專(zhuān)業(yè)張三來(lái)進(jìn)行處理,就轉給他。他收到這個(gè)任務(wù)之后,會(huì )進(jìn)行相應的修改處理,并對模型進(jìn)行升版、確認,確認之后進(jìn)行關(guān)閉。從問(wèn)題的發(fā)現到問(wèn)題傳送,到問(wèn)題處理,到新的方案的升版、確認,一系列的問(wèn)題處理流程全部可以實(shí)現線(xiàn)上的實(shí)時(shí)跟蹤和反饋,保證了交付的質(zhì)量。

    二是數據的質(zhì)量管控。數據質(zhì)量分兩個(gè)層次。第一個(gè)是準確性。當然準確性肯定是誰(shuí)交付,誰(shuí)去保證。第二個(gè)是完整性、一致性、合規性。我們開(kāi)發(fā)的平臺會(huì )從這幾個(gè)方面對于交付上來(lái)各種各樣數據進(jìn)行質(zhì)量把控,嚴格按照數字化交付的管理規范和技術(shù)規范的要求,對數據進(jìn)行審查,以確保數據的準確、完整、一致合規。


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