石油化工工程“数字化”研究

石油化工工程“数字化”研究

纪巍

广东寰球广业工程有限公司 510665 广东广州

摘要：随着科学技术的发展，我国的数字化技术有了很大进展，并在石油化工工程中得到了广泛的应用。本文首先分析了石油化工集成自动化系统，其次探讨了“数字化”信息关联，最后就“数字化”平台功能进行研究，以供参考。

关键词：石油化工项目；数字化；三维模型

引言

数字化交付是石油石化工程建设企业对工程项目设计、建设阶段产生的静态信息进行数字化创建，直至移交的工作过程；是石油石化企业建立数字化工厂、智能化工厂的重要数据来源及数据基础。石油石化工程建设企业作为数字化交付的重要主体，必须在所有专业参与的数字化交付平台上，积极采用新技术、自主软件开发，提升企业竞争力，才能在数字化、智能化发展中抢占行业制高点。

1石油化工集成自动化系统分析

近年来我国石油化工领域中已开始重点运用和落实集成自动化系统，借助先进的自动化技术，强化石油化工生产水平和运作管理有效性，尤其是在我国市场领域中石油化工产品需求数量增加的情况下，使用先进的集成自动化系统能够确保整体工作的良好落实。首先，在企业测控的环节可通过系统提供高质量的人机操作界面，便于利用系统完成相应的测控操作。其次，能够为企业提供准确性较高并且没有缝隙的信息数据内容，在未来预测与维护的过程中还能帮助企业制定完善的计划方案、保障方案，将其作为基础强化采购管理与库存管理，预防发生可能会出现的问题，严格控制采购成本与库存成本，提升石油化工企业的经济效益水平。在此期间集成自动化系统还能帮助企业分析研究市场产品的需求特点，以市场需求为导向制定完善的生产计划方案与管理规划，提高生产的针对性与管理的现代化。最后，集成自动化系统的应用和运行还可以为设备的长时间稳定运作提供保障，综合研究分析各个细节状况提前预测可能会发生的设备故障问题与隐患问题，利用有效的措施进行预防，尽可能降低维修工作的次数、减少整体检修的成本。另外，在使用集成自动化系统的过程中还可以预测分析石油化工企业重要核心装置设备的维修情况，明确维修操作的环节中是否需要关闭，尽可能利用在线维修的方式预防关键核心设备关闭所产生的生产损失，增强设备运行与生产操作的稳定性。

2“数字化”信息关联

工程对象和文档信息应与工程分解结构建立结构合理、层次清晰、内容完整且支持可扩展的关联关系。工程对象和文档均应按独立编号规则各自编号，两者编号应满足唯一性、可关联性。实现数字化目标，首先要实现文档信息关联。通过设备位号、管道号、线缆号、坐标等将工厂对象全生命周期的信息数据进行贯穿和关联，关联的信息数据根据需要甚至包含施工照片、视频等。为确保文档信息完整统一，应编制《石化工程文件格式手册》基础库。以《石化工程文件格式手册》为基础搭设标准化文档结构目录，编制模型位号与标准化文档的映射关系，导入三维数字工厂平台中，实现工厂对象与数据、文档、三维模型等不同信息之间快速关联。源文档为电子文档，应建立石化工程文件格式手册库，统一全厂文件版式。源文档为非电子文档，应扫描为电子文件；若原文档包含多种文件格式，应转化为统一格式电子文件。

3“数字化”平台功能

3.1专业分工

石油石化工程项目数字化交付为建设数字化工厂服务，对于三维模型的细致程度比建设企业内部三维设计要高很多。石油石化工程建设企业在以往项目中，三维设计的目的是提高设计质量，减少管线和构筑物碰撞，大多由配管专业替结构专业建模。在数字化交付应用阶段，建（构）筑物三维模型是为石油石化工程业主管理工厂服务。石油石化工程业主在建设数字化、智能化工厂的过程中，将充分使用建（构）筑物三维模型，进行工艺数字化模拟，安全风险处理方案模拟等技术活动。石油石化工程建设企业必须将完整的数字化工程三维模型交付给业主，配管专业三维设计阶段的简陋三维模型不能用来数字化交付，在新的分工中，结构专业须为结构施工图的所有设计内容建立三维模型，成为数字化交付三维模型主要承担者。

3.2知识管理

组织的知识是企业的重要资源，对组织知识进行有效的动态管理，是应对企业内外部环境变化和风险的重要资源保障。ISO9001—2015强调了对组织知识管理目的就是避免由于员工更替、未能获取和共享信息等而导致组织损失。依托“数字化”平台定期组织管理部门、工程承包商、设备厂家、一线管理人员总结经验，借鉴中石化的《SHS石油化工设备维护检修规程》，将常见问题及解决方案归类，运用全生命周期及设施完整性管理理念制作涵盖项目立项、初/详设、采办、工程建设到生产维护各环节的格式化、影音化（文字为辅）标准作业规程。“数字化”平台三维场景模型中，通过创建和增加动态的人物角色模拟装置工艺操作、运营维护操作、安全应急演练等过程，实现工厂对象“可操作”的三维可视化管理应用服务。

3.3应用数字化技术，打造船岸一体化平台

所谓数字化（Digitalization）就是要把物理系统在计算机系统中仿真虚拟出来，在计算机系统里体现物理世界，利用数字技术驱动组织商业模式创新，驱动商业生态系统重构，驱动企业服务大变革。这是海洋石油支持船企业不可回避的技术路线，也是企业发展的时代技术潮流。建设具有数字化生存的海洋石油支持船企业是现代海洋石油工业的趋势和信息技术为基础的新的生存方式。需要打破原有海洋石油支持船信息化的单一特性，打造信息化和数字化趋于系统性的统一概念。应用数字化技术，将装备与作业进行数据化处理，将数字化推及到执行层的概念，一切业务数据化，一切数据业务化。以数据分析为切入点，通过数据发现海洋石油支持船企业的问题，分析问题、解决问题，打破传统的经验驱动决策的方式，实现科学决策。最终以信息化、数字化、数据化实现人工付诸的精力和时间的最小化，达到人工智能改变工作效率的问题。

3.4采用冗余容错现代技术措施

集成自动化系统运行期间使用冗余容错的现代化安全管理技术，主要为对系统中所采用的CPU部分、电源部分、通信系统部分、控制回路I/O卡件部分、交换机部分等都必须要合理进行冗余配置处理。对于现场机柜室的部分到中央控制室部分，相互之间所采用的通信光缆也必须要使用冗余配置的方式处理，保证合理进行敷设。对于整体系统中的不同总线应利用不同颜色的线路材料，其中的组态类型、历史类型、长趋势类型的数据信息都需要多站备用处理。在整体系统中还需要合理设置自动化组件故障与风险诊断的报警功能、报警系统，一旦出现安全风险隐患问题就可以做出相应的警报。

3.5管理提质增效

以往项目质量管理数据依靠人工收集，耗时耗力、精确度不高且信息滞后，以致质量控制投入大而管理效果不佳。借助“数字化”平台可实现数据实时收集、实时分析，为管理部门高效提供质量趋势报告，并对高风险点予以示警。例如实时分析焊工日工作量，超出日基准及时提示管理部门予以关注，消除工人因疲劳导致焊接合格率下降风险。利用“数字化”平台对石化工程建设的隐蔽工程、工序交接、材料发放、设备安装等ABC三级质量控制点进行全程监控，避免人为蓄意破坏事件。曾有项目个别建设工人因承包商恶意拖欠工资，心存怨恨将不规则木块杂物卡入高压弯头内并焊接管道隐蔽。卡入杂物牢固，管道试压后的吹扫工序是无法清除的，唯有切开焊口才可清除。在“数字化”平台ABC三级质量控制点验收文件添加影音附件，可实现及时、便捷在线检查管道组对工序交接，通过多方相互监督避免此类事件。

结语

综上所述，如何降低项目生命周期成本、提高项目整体效益，数字化是有效工具。通过数字化工作，将项目生命周期内各阶段孤立的、分散的文档信息整合在三维模型上，在深度浸入的场景中多角度、多形式的协同工作，挖掘大数据信息价值。通过文档信息的数字化，建立与现实工厂完全一致的数字化工厂，为生产运营精细化管理、更新改造及培训提供技术支持，实现企业降本增效、提质增效目的。

参考文献

[1]石油化工工程数字化交付标准：GBT51296—2018[S].

[2]顾慰慈.工程项目质量管理[M].北京：机械工业出版社，2009.

[3]质量管理体系要求：ISO900—2015[S].