石油化工工程“数字化”研究

石油化工工程“数字化”研究

何金炜 

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摘 要 ：以满足石油化工项目全寿命周期管理需求为目标，论述石化项目数字化的必要性，并对三维可 视化管理应用进行探讨。利用数字化工具进行精益化管理，强化过程控制，提升管理效率，实现降本增效、提质增效。

关键词 ：石油化工项目；数字化；三维模型

中图分类号：TE65文献标志码 ：B 文章编号：1003–6490 (2022) 01–0021–03

石油化工工程建设是一个复杂的系统工程，涉及 建设单位、设计单位、施工单位、监理单位、供应商  以及行政监督管理部门等众多单位且参与人员构成复  杂，因而工程文档与施工同步、竣工文件高质量按期 交付是项目管理的巨大挑战。推广应用多年的信息化，日渐难以满足提升项目建设期管理效率、提高运营期 大数据分析经济效益、实现项目全寿命周期高标准管理的需求，“数字化”工厂是满足上述管理需求以及未来更高层次智能化需求的有效工具。实现“数字化”工厂需要搭设涵盖工程数据中心、运营数据中心、管理数据中心的数字化平台，数字化平台的各项基础数 据通过文档的“数字化”予以归集，本文围绕“数字化”文档实施予以分析。

1“数字化”平台概述

石化工程“数字化”平台将设计、采购、施工、试运行等各阶段产生的数据、模型和文档，按预先定 义的标准和规范加载至平台。数字化交付平台负责对数据、模型和文档的质量和完整性进行检查和处理，通过在线协同工作实现图纸审查、施工文档 审查、变更工作审查等业务线上管理。最终以位号为中心，二、三维数据为导航，可靠的工程信息颗粒度为基础聚合和集成在一起，形成数字化工厂信息模型。

文档系统功能如下 ：文档管理、文档分类查询、文档属性查询、文档版本控制、文档历史记录追溯查 询、文档与工厂分区结构关联查询、文档与专业分类 关联查询、文档与设备关联查询、文档浏览、文档批 注等。

从设计单位、施工单位、设备厂商、建设单位等 不同来源收集工程移交数据、模型和文档主要内容有：设计资料包括三维模型、设计文档、工艺图纸、智能仪表数据、智能电气数据、设备等对象位号编码以及 相关属性等；采购资料包括供应商资料、材质证明、制造资料、维护手册等 ；施工资料包括工序交接、安 装记录、质量监督、各类调试、试运行等；建设单位各类管理资料等。

二、三维数字化模型是工厂基础部件展示的重要 载体，通过位号编码或其他自定义规则使三维模型、P&ID 数据、文档内的位号和对象编码等互相之间建立热点化的关联。最终将模型、工程位号以及相关属性参数自动识别、移交、发布到数字化交付平台，实现模型和数据的集成管理 。

“数字化”平台需具备文档双向协同浏览技术，即同一团队内的协同浏览成员都可向协同浏览服务器 发送请求，协同浏览各成员的当前代理网页一致。除数字化平台已搭设文件结构目录外，应支持用户自定义文件结构目录树，能实现在平台中直接预览、新建、修改、删除、升版、浏览、下载、打印等操作。

石化工程“数字化”深度应达到通过手持移动终 端在工厂三维模型图上，任选某一设备可查看设备属 性、设备详图、安装信息、QC 信息、运维情况等，任选某管道可查看管道属性、管道 PFD/PID 图z改造信息、实际焊道位置以及焊接安装等信息，实现 文档信息便捷、高效利用。

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 [ 1]。

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 工程文档协同

国家法规规定了工程质量终身负责制，而实现终身制负责需要工程资料及时完整归集 [2] 。大型石化项目建设周期较长，参建单位和参建人员更迭时而发生， 导致真实有效归集工程文档难度较大。以往石化项目 竣工后需长达数月的工程资料整理，而参建人员随项目完工大多调离，文档整理过程不可避免需要遗漏资 料补做、补签，进而导致工程资料同步性、真实性难以保证。

现电子数据与纸质签章具备法律认可的同等效力，通过数字化平台可保证石化工程文档真实、准确、及时、完整。工程师进场签署电子文件确认书 (至少包括工作范围、有效期限、承担责任内容)，确认个人电子数据与纸板签字具有同等效力；工程师离场签 署授权书 (至少包括授权人、授权范围、授权期限、承担责任内容)，实现电子文件闭环管理。

法规要求质量控制点检查前，承包商在自检合格 基础上提交检查文件，监理工程师经审查无问题再赴现场检查，但实际执行往往是监理工程师现场检查合格后才收到承包商检查表予以补签。工程通常工期紧、人员少，以致上述行为成为石化工程建设领域默认“惯例”。以《石化工程文件格式手册》为基础搭设“数 字化”文档平台，可使工程师摆脱繁重文字工作，使数据自动流向下游处理环节，实现工程师通过手持移动终端在线同步完成质量控制点检查表上报、验收、审批、归档，确保工程资料同步性、真实性。

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。ISO 9001—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 [3]。

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。

4 结束语

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 ：GBT 51296—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 ：ISO 900—2015[S].