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    2. 數字化交付與應用意味著什么
      發布時間:2022-08-30 來源:中國石油和化學工業聯合會     分享到:

      福建省政府石化顧問、中石化工程部原主任李國清:

      好處:省錢+高質量

      化工項目的工程設計與建設是一個復雜的系統工程,涉及多專業以及各專業之間的協調。過去的協調工作都是靠專業和專業之間互相委托和委托的確認,我們叫會簽。這樣做,總是會存在各種各樣的人為設計錯誤,因為每個專業開始的設計都是各自為戰,不會考慮其他專業的事,設計與現場施工中設備跟儀表、電氣間相互碰撞的事比比皆是,我們的設計現場變更最多的錯誤就是這類碰撞。

      現在通過三維模型,所有的專業都在同一平臺的模型上面進行設計。在這個模型里不僅僅是配管專業、設備專業,還有一些土建、儀表、電氣等專業,現在最多有12~13個專業在同一個平臺里進行模型設計,各專業之間的協同變得更容易。當各專業設計之間出現碰撞的時候,三維模型的智能軟件能自動檢測出來。也就是說,過去在施工建設過程當中才能發現的所有碰撞錯誤,現在在三維模型的多專業協同設計過程中就被提前發現并及時改正和調整。舉一個例子。工程公司做一個裝置設計,過去可能會有100個錯誤,通過三維模型設計,有95個碰撞相關的錯誤在三維模型設計過程中,就被發現了,改正了,現在的錯誤率只有5%。

      在石化設計領域,大家都在極力推動多專業的三維模型協同設計?,F在國內比較有實力的設計院,比如中國石化工程建設有限公司、中石化洛陽工程有限公司、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。

      對設計院來說數字化交付帶來的好處非常大。不僅僅是工作效率和工程質量的大幅提升,而且還可以節省大量的設計工程施工費用。以一個100億元的工程為例。通常我們設計當中的變更和錯誤,過去允許是3%,那就3億元?,F在95%的錯誤沒有了,大家可以想一下,這3個億里面的95%節省下來,是多么可觀的經濟效益。

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

      工廠全部建完以后還有資產交付。設計院需要把所有的工程建設過程數據以另外一種方式、另外一種組合,變成資產交付的數據交給生產管理部門。過去資產交付都是通過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。通常一個裝置用3~4年時間建成了,資產交付的過程有時候就長達2~3年。采用數字化設計后,資產交付變成了數字化交付,所有的數據的編制過程由計算機來完成,通常兩三個月就能完成,并且非常準確,幾乎就沒有錯誤。

      中石化廣州(洛陽)工程有限公司首席專家葉鋒:

      為智能工廠奠基

      對石化企業而言,數字化交付是數字工廠、智能工廠的基礎。目前越來越多的業主提出了數字化交付的要求。數字化交付也已經成為工程公司高質量發展的大勢所趨。

      從2014年開始,中石化廣州(洛陽)工程有限公司開展了石化項目的數字化交付實踐。首個項目是170萬噸/年九江石化渣油加氫項目。到2017年,我們又完成了260萬噸/年沸騰床渣油加氫項目,2020年完成了400萬噸/年加氫裂化與12萬噸輕烴罐區等EPC項目全過程的數字化交付。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體工程的同時,搭建一個虛擬的孿生數字工廠。在項目建設的同時,按照交付的標準和要求,有效地組織與管理、設計、采購、施工等過程中產生的模型、數據、文檔,使之關聯,形成一個與物理工廠一致的虛擬工廠。一個完整的數字化交付工廠采取正向建模方式,與工程建設同步進行,模型源自于設計,文檔就是工程建設過程中的資料,數字化工廠的構建過程與工程設計建設同步進行,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對象的模型加屬性加文檔。一個裝置的工廠對象成千上萬,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,為智能工廠奠基。模型越精細越能真實反映現場的實際情況;與工程同步就是從項目啟動就必須要統籌部署,分步實施,及時落實,做到水到渠成;為管控服務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更多的附加值;為智能工廠奠基,數字化交付是工程建設過程中的孿生產品,是為了將來的工廠的智能運營做鋪墊的,智能工廠要在數字化交付的基礎上才能開展更多的工作。

      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,以工程全過程數字化建設為主線,以強化現場施工管理為重點,以工程建設數字化交付為目的,創立了以數字化集成為核心的數字工程一體化平臺,支撐數字物理工廠與數字工廠同步建設、同步交付。

      中國石化鎮?;毓こ桃詳底謱\生為目標,以業務管理為主線,以數據標準化為支撐,以一體化協同平臺為載體,運用信息技術打通數據流,再造管理流,貫通物資流,優化資金流。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,探索實踐協同式數字工程建設新模式,全面支撐業務數字化、數字數據化、數據資產化,為智能工廠管理奠定基礎。

      從2013年開始,工程部在總部支持下,經過了兩期建設,完成了信息化平臺的搭建,基本上實現了所有的管理全部上線,建立了一個以甲方為主的工程建設管理平臺。從項目初步設計開始,一直到竣工驗收,到后評估全過程,我們總共建了20個模塊,有230多個功能點。系統2016年正式上線以來,管理的項目達5000多個,總投資大概有1500多億元。目前日均發起量大概有將近600個流程,覆蓋了流程全管理、流程標準化、專業協同以及數據標準化,不僅覆蓋了我們公司內部人員,還覆蓋了設計、施工、監理、無損檢測。

      這套系統在疫情期間發揮了很大作用。管理人員不需要到現場,在網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務驅動的,實現了以職能為中心向以服務為中心的轉變。我們通過數據收集,進行業務再造,管理層再造。原來的實物資產交付流程大概有12步,信息化系統上線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生成的。原來需要兩三年才能完成的資產交付現在基本上幾個月就能完成,并且在篩查制定階段就可以完成實物資產確認,效率大大提高。

      中石油吉林化工工程有限公司項目經理王鈺銘:

      形成全方位全生命周期

      石化行業是典型的流程工業,生產過程連續,關鍵點多,鏈條長。石化企業的數字化交付,也具有典型的流程工業的特點,會涉及各個環節和各個供應鏈。多年的工程設計和建設實踐告訴我們,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,關乎到交付結果的成敗。

      對于一個化工項目而言,要想實現真正的數字化,就必須從項目規劃開始,到設計、采購、施工等,各個環節都實現數字化,才能完成一個完整的數字化交付。這里面就包括了業主、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環節和商品的數字化。

      石化行業的數字化轉型分為兩個層次。一方面是智能工程。比如智能設計、制造、建造的應用會提高數字化交付的水平,比如設計方式的高度協同、設計數據的同源、制造企業的三維數字化的應用。另外一方面是設計過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,直接提高煉化企業的智能化工廠建設水平。兩者合一是化工企業數字化轉型基礎。我相信未來會形成一個內外協同、合作共贏的數字化生態系統。

      石化項目的數字化交付是工程化、信息化的跨界產品,跨越整個工程建設周期。所以,明確需求可以有效提高數字化交付水平,夯實三維數字化工廠基石。

      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,是業務層面的,是智能化工廠智能建造的延伸,一般委托智能化咨詢公司、數字化總體院協助完成。

      數字化統一規定主要分為技術類和管理類兩種。技術類主要是說各個軟件的操作內容和規定以及種子文件的做法。管理類涉及到交付策略、實施,以及管理的程序質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是命名的規則,另一個是數據,各個軟件的數據字典需要統一。

      我認為,出圖模板可以遵循各個裝置院的規則,但種子文件應該統一。這對搭建統一環境、統一項目風格還是十分必要的。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設計。

      搭建數字化平臺主要有10個要素:遵循的標準、數據庫、系統的可實施性、移動性、運維系統的集成、安全性、系統性能、可用性、多語言支持、擴展性和開放性。

      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選擇一些自主開發的平臺,但是這個平臺如果和業主交付平臺不一致,就要考慮到數據導出的格式是否能為業主所用;第三,業主選擇平臺若無特殊情況,一期二期等各個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合創始人李嶸:

      把控質量是成功前提

      當前,石化行業的數字化交付方興未艾。在這一過程中,數字化交付的質量應當引起大家的重視。只有做好了質量管控,交付的成果才能在企業未來的生產運營中發揮更大的價值。所以業主要高度重視數字化交付的質量管控。

      我們的數字化交付在質量管控方面努力做到兩點。

      一是文檔的質量管控。針對文檔質量把控,我們開發了一個工廠可視化云協同系統,可以做到對文檔質量的管控。借助系統平臺可以實現對項目各個參與方所提交上來的裝置模型、圖紙、文件的在線審批,如果發現哪張圖紙有問題或哪個模型有問題,審查人員都可以在線進行圈閱。我們還提供一個在線的會議審查系統,類似于現在大家普遍使用的騰訊會議。

      前段時間,由于受到新冠肺炎疫情的影響,在審查項目模型時,各參與方沒辦法坐在一個辦公室里,面對面討論。我們就采用一些會議審查這種模式。我們只需要把賬號密碼給到專家,專家直接登錄進去,就可以遠程在線來參與模型審查。審核過程中間有任何問題可以在線進行溝通與交流。每位專家也有自己的一個畫中畫模式,通過畫中畫,他也可以在自己的窗口里面對這個模型進行各種各樣的檢查。

      檢查之后形成最終的審查意見,在系統中進行匯總,也可以導出外部審查意見的報表。對于發現的問題,我們可以在線去走審批流程。比方這個問題應該是由某設計院某專業張三來進行處理,就轉給他。他收到這個任務之后,會進行相應的修改處理,并對模型進行升版、確認,確認之后進行關閉。從問題的發現到問題傳送,到問題處理,到新的方案的升版、確認,一系列的問題處理流程全部可以實現線上的實時跟蹤和反饋,保證了交付的質量。

      二是數據的質量管控。數據質量分兩個層次。第一個是準確性。當然準確性肯定是誰交付,誰去保證。第二個是完整性、一致性、合規性。我們開發的平臺會從這幾個方面對于交付上來各種各樣數據進行質量把控,嚴格按照數字化交付的管理規范和技術規范的要求,對數據進行審查,以確保數據的準確、完整、一致合規。


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