化工工程设计工厂数字化交付探析

化工工程论文第七篇：化工工程设计工厂数字化交付探析

 

　　摘要：文章介绍了数字化交付的优势，从交付基础、交付平台、交付内容和交付过程等方面简明系统的对化工工程设计这一具体技术领域的数字化交付进行了阐述，在此基础上分析了数字化交付对化工工程设计单位和业主提出的新要求，以及数字化交付在化工工程设计领域的趋势性。

 

　　关键词：数字化交付; 化工工程设计; 交付平台;

 

　　On the Application of Digital Delivery in Chemical Engineering Design

 

　　SOng Qing-tang

 

　　Wison Engineering Ltd.Beijing Branch

 

　　Abstract：The advantage of digital delivery is briefed. And the application of digital delivery in chemical engineering design is systematically introduced form four aspects. In order to take full advantage of the digital delivery technology in chemical engineering design, the requirements to the designers and the owners are discussed respectively. In conclusion, it point out that, the Application of digital delivery in chemical engineering is a trend.

 

　　0 引言

 

　　数字化交付指以工厂对象为核心，对工程项目建设阶段产生静态信息进行数字化创建直至移交的工作过程[1]。社会经济和信息化技术的发展，促进了智慧工厂、数字化工厂需求的不断提高，工厂数字化交付以及建设数字化工厂是国内外行业的发展趋势。数字化交付方式在石油化工工程设计领域逐步开始应用，很多工程公司都已经在数字化交付方面积累了一些经验，初步具备数字化交付能力[2,3]。数字化交付逐步成为工程公司承接工厂项目的必备条件。在发展工业4.0和智能化工厂的今天，石油化工领域的传统纸质的交付已经不能满足需要。作为承建工厂的工程公司，其工作内容之一就是充分利用数字化和智能时代的技术发展提供的便利条件，满足业主日益增长的智能化需求。实现数字化交付，提高化工工程设计行业及业主信息管理整体水平档次，已经成为化工工程设计行业发展关注的焦点之一[4]。

 

　　1 数字化交付的优势

 

　　与传统的以纸质为主体的工程交付相比，数字化交付非常大的优势：首先，对于数据的整合、规范、集成和对EPC的优化管理十分便利。现阶段，虽然利用数字化平台软件的设计效率尚未有显着的提高，但是它可以提高设计质量，满足业主要求，适应时代发展，能提高企业的市场份额，能增强市场竞争力。其次，数字化系统可以利用可视化的三维模型显着提高施工可行性评估的准确性，在施工阶段可大大提升现场施工管理效率，从而减少施工错误和返工，进而缩短施工工期，节约工程成本。再次，数字化交付载体在数据整合、检索、提取等方面优势巨大，对于企业的后期运行、维护提供很大便利，可以有效降低成本，提高管理效率，同时有了足够的数据信息作为基础，为工厂后期开发提供了保障。

 

　　据统计，应用数字化平台后，工程建设阶段，可以辅助消除订单出现10%～20%的材料剩余耗费，降低工程变更引发的工期延误导致的经济损失风险20%；工厂大修及改扩建期间，协同多方进行方案深度优化，缩短停车时间，节约10%～15%的运营消耗；运营维护阶段，每年可以节约4%～7%的运维成本，20年节约成本相当于新建一座工厂。如今，数字化交付方式在石油化工工程设计领域逐步开始普及，很多工程公司都已经有了数字化交付经验。在发展工业4.0和智能化工厂的今天，石油化工的传统纸质交付已经不能满足需要。作为承建工厂的工程公司，其工作内容之一就是满足日益增长的智能化需求，顺应数字化和智能时代，结合工程实际，数字化工厂将会是未来石油化工领域发展的必然走向。

 

　　2 数字化交付的基础和平台

 

　　数字化交付的基础包括工厂分解结构、类库、工厂对象编号规定、文档命名和编号规定、交付物规定及质量审核规定等内容。工厂分解结构通常指根据工艺流程或空间布置，根据一定的分类原则和编码体系，通过树状结构反应工厂的各级分解对象。如某项目在种子文件中配置工厂分解结构PBS，各装置SPE(SmartPlant Enterprise)软件使用同一的PBS(如图1所示)，所有图纸应在Unit级别创建。

 

　

　　图1 PBS结构图   

 

　　数字化建设需要稳定的基础硬件平台、基础软件平台和应用软件平台[1]。目前国内外数字化交付平台有很多，其中美国鹰图公司的SPE(SmartPlant Enterprise)系列软件是一个完成的工程设计软件系统，它可以在整个工程生命周期中，对工厂进行维护[2]。

 

　　3 数字化交付的内容

 

　　数字化交付内容包括软件的完整数据库备份、通过软件生成的电子文档和三维模型。美国鹰图公司的数字化工厂使用SPE系列软件进行设计，交付内容包括所有SPE系列软件的数据库数据以及由软件生成的文档，业主在接受到完整数据库备份后可随时通过软件生成需要的文档来验证最终交付文档的正确性。

 

　　3.1 TEF文档/数据交付

 

　　以数据为核心的工程工具/软件生成的文档和图纸称为TEF文档，这些文档看作是数据库中数据的图形图像表达形式。包括SPPID(智能工艺设计系统)交付、SPI(智能仪表设计系统)交付、SP3D(智能三维布置系统)交付和SPF交付(数字化集成设计及移交平台)。

 

　　3.2 Non-TEF文档/图纸交付

 

　　Non-TEF文件/图纸是指由Microstation、SmartSketch、Adobe PDF、Microsoft Word和Microsoft Excel等其他软件创建的数据。这些应用程序不是以数据为核心，所创建的文档/图形不是智能的。进行数字化交付，工程公司必须使用种子文件中的Meta Data模板，填写Non-TEF位号元数据索引表、NonTEF文档索引表(包括文档与位号关联关系)，并加载到SPF系统中。元数据表、文档电子文件和SPF备份三者一并交付。

 

　　4 数字化交付过程

 

　　化工工程设计的数字化交付过程包括信息交付策略制定、信息交付基础制定、信息交付方案制定、信息的整合与校验、信息移交和信息验收[1]。通常业主对数字化交付进行明确的规定，包括工程软件及数据结构、文档交付的清单、三维模型深度及要求、SPPID应用深度和要求，以及SPPID种子文件说明等。SPE系列软件通过种子文件来规范软件的设计内容以及规范。种子文件可以由业主提供，也可使用工程公司的规范，并由业主确认设计、交付的内容是否符合业主要求。该做法可以确认业主和工程公司设计、交付过程中使用相同的模板，保证数据交付的完整性，确保业主最终接受的数据的有效性以及正确的表达。业主也可以通过种子文件的管理确保各个设计分包商交付数据的可整合性，避免数据交付的不一致性导致的二次加工以及整合。

 

　　5 结语

 

　　数字化交付是数字化工厂和智能工厂的基础，其核心是数据的电子交付。需要对原有的工程建设执行模式、工作流程以及工厂管理模式进行根本性的调整。首先，数字化交付需要在现有基础上配置数字化平台管理和维护人员，势必会增加工作量和项目执行成本，如何平衡数字化工作模式和成本之间的关系以及如何优化工作流程是我们今后重点思考的课题；其次，在数字化和智能工厂，数字化平台完全投入后，所有的工程数据均统一到此平台，存在设计、采购、施工和业主以及供应商和分包商等各个阶段、各参与方及各专业之间的链接和配合问题，如何顺畅、高效、准确地解决过程中出现的各种问题，不断优化工作平台和提供工作效率，需要我们继续研究和探讨；再次，据统计，目前国内石油化工工程项目数字化交付比例不到50%，而国际行业平均水平达到80%以上，部分国家和地区新建工厂数字化交付比例已经达100%，因此工程公司如何不断提升自身的业务水平、如何提高企业的盈利水平并且不被时代所淘汰值得我们国内同行深思。

 

　　参考文献

 

　　[1] GB/T 51296—2018石油化工工程数字化交付标准[S]. 2018.

　　[2]樊军锋.智能工厂数字化交付初探[J].石油化工自动化，2017,53(3):15-17.

　　[3]寿海涛.数字化工厂与数字化交付[J].石油化工设计，2017,34(1):44-47.

　　[4]田文涛等.三维数字化移交技术在化工工程设计中的应用[J].化工设计，2015, 25(2):23-26.

　　[5]李庆等.管道建设全数字化移交实施方案[J].石油工程建设. 2018,44:202-205.