葉基民

摘 要：當前，智能工程與數(shù)字化工廠已經(jīng)成為國內了國內外企業(yè)建設的重要內容。文中，從石油化工行業(yè)實際情況出發(fā)，就石油化工工程設計中的數(shù)字化交付進行了探討，希望為石油化工工程設計的數(shù)字化提供借鑒。

關鍵詞：石油化工;工程設計;數(shù)字化

0 引言

隨著“中國制造2025”這個工業(yè)發(fā)展階段戰(zhàn)略的提出，都是為了最終實現(xiàn)智慧化工廠的建設?，F(xiàn)如今越來越多的國內外業(yè)主提出了建設智能工廠和數(shù)字化工廠的要求，并且在合同和項目執(zhí)行中要求的內容越來越細、要求的集成化程度越來越高。數(shù)字化工廠成了工程領域內越來越熱門的話題，隨著呼聲越來越高，集團公司也出臺了有針對性的數(shù)字化交付標準。智慧化工廠的建設必須經(jīng)過數(shù)字化、智能化、智慧化等三個階段，就如同我們目前的導航手段從最原始的紙質地圖，只提供各種信息，需要使用者提前學會分辨方向和讀懂地圖;隨后發(fā)展到無法交互且必須提前更新地圖信息的導航儀，可以提供使用者當前位置，不再要求使用者會分辨方向;再到目前能提供實時地圖信息并有交互功能的智能導航。目前我們還處于智慧化工廠建設的起步階段。

1 何為數(shù)字化工廠

一般來說，化工行業(yè)所說的數(shù)字化工廠會被認為是以流程工廠為核心，基于工藝設計（Engineering）、工程采購（Procurement）、工程施工（Construction）、項目開車（Commissioning）及項目管理（Management）的綜合數(shù)字化集成平臺（EPCCM平臺）所建立的，對應物理意義上的石油化工工廠的數(shù)字化體現(xiàn)，能同時具備工廠屬性和工程屬性的綜合智能數(shù)字化系統(tǒng)[1]。利用這個平臺，能夠將來自各個專業(yè)及供應商的各種數(shù)字化信息識別出來并通過工廠對象聯(lián)系在一起，進而通過對這些信息的處理達到各種設計使用的要求。

2 何為數(shù)字化交付設計

中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部發(fā)布的《石油化工工程數(shù)字化交付標準》中對于數(shù)字化交付的定義是--“以工廠對象為核心，對工程項目建設階段產(chǎn)生的靜態(tài)信息進行數(shù)字化創(chuàng)建直至移交的工作過程。涵蓋信息交付策略制定、信息交付基礎制定、定西交付方案制定、信息整合與校驗、信息移交和信息驗收”。從2006年的第一個沙特項目開始，我們公司就已經(jīng)開始了數(shù)字化交付的嘗試，經(jīng)過多年實踐，克服了不少技術困難，在當時不僅建立了自有模式的文檔管理系統(tǒng)，完成了基于SPF（SmartPlantFoundation）系列設計軟件的深度建模、多專業(yè)協(xié)同，并在后續(xù)的沙特、馬來西亞等海外大型項目中繼續(xù)深入優(yōu)化和應用，完成了不少海外業(yè)主的交付要求。經(jīng)過這幾個項目的執(zhí)行，加深了我對數(shù)字化交付的理解：和傳統(tǒng)的工程設計（紙質圖紙或不可搜索的掃描件為主體）的交付方式不同，數(shù)字化交付是通過集成平臺，將相關設計成品及設計內容、對象參數(shù)、對象數(shù)據(jù)以標準數(shù)據(jù)庫的形式提交給業(yè)主，減少日后使用時大量檢索紙質文件的概率，使業(yè)主可以在日后工廠運營過程中管理更直觀，通過集成平臺調用更方便，在維護過程中更可作為參考依據(jù)，在擴建中能更方便進行設計信息服用等的一種新的成品交付方式。對于工程設計人員來說，通過數(shù)據(jù)的共享和集成，平臺能對上下游專業(yè)的設計結果進行自動校驗，可以有效降低人為錯誤發(fā)生的概率、進一步提高工作效率。對于同一類型的項目來說，更可以提高項目數(shù)據(jù)和模型的復用率，節(jié)省項目執(zhí)行前期準備工作的時間;對于項目業(yè)主來說，通過數(shù)字化交付，更有利于以設計數(shù)據(jù)為基礎開展智能工廠建設，掌握工廠運行管理數(shù)據(jù)，為后續(xù)的工廠運營、維護和設備資產(chǎn)數(shù)字化管理奠定堅實的基礎。目前基于不同的設計院所使用的設計平臺不同，也有好幾種不同的交付平臺，比如SPF（IntergraphSmartPlantFoundation）平臺和AVEVA平臺（Aveva.Net）、西門子數(shù)字化平臺COMOS等。就目前國內的情況來說，尚處于起步發(fā)展階段，各個平臺都有各自的優(yōu)缺點，都還有不少相關功能尚處于開發(fā)階段，選擇哪個平臺還需要各家按照各自的項目和業(yè)主的需求訂制不同的路線。

目前，數(shù)字化設計對于各個設計單位來說，已經(jīng)算是家常便飯了，拋開了紙筆直尺圓規(guī)，整個設計過程都在電腦上進行，這一點不難實現(xiàn)。但如何在目前的設計過程中使二維和三維設計數(shù)據(jù)與基于工廠對象的位號進行結構性數(shù)據(jù)集成和多專業(yè)協(xié)同，與同樣基于工廠對象位號的非結構性數(shù)據(jù)設計文檔、供應商文檔和各種各樣的施工數(shù)據(jù)中實現(xiàn)關聯(lián)，并在交付時向業(yè)主整體移交就成了需要解決的問題。統(tǒng)一的設計平臺，并僅在這個統(tǒng)一平臺內進行各專業(yè)間設計數(shù)據(jù)交換是保證后期交付數(shù)據(jù)統(tǒng)一和設計質量的保障和基礎，而且還可以促進設計人員提高工作效率，同時還能降低人為錯誤的發(fā)生概率，從而提高工作質量。開展數(shù)字化交付的工作，只有項目中的各專業(yè)都能在數(shù)字化模型和協(xié)同平臺中開展協(xié)同作業(yè)，才能有效完成并節(jié)省相關的人力資源。因此，各相關專業(yè)的設計人員需要積極轉變自己的意識，積極在協(xié)同平臺中完成自己的工作，并養(yǎng)成良好的使用設計軟件的意識，盡可能通過協(xié)同平臺開展專業(yè)間的資料交互和提交自己的相關工作，才能使后續(xù)的交付資料的整理工作變得更加簡單。這一點也需要引起企業(yè)的重視，在推進協(xié)同平臺執(zhí)行的過程中一定有各種不適應或各種“陣痛”，但經(jīng)過這一時期之后，后續(xù)的前景是廣闊的。數(shù)字化交付設計可以說是工程設計和工程公司未來發(fā)展的方向，因此這是每個工程設計公司發(fā)展的必經(jīng)之路。對于業(yè)主來說，數(shù)字化交付設計可實現(xiàn)從源頭上掌握工廠運行的管理數(shù)據(jù)，并以設計數(shù)據(jù)為基礎，實現(xiàn)數(shù)字化工廠在更高的基礎上開展工廠運維管理和設備資產(chǎn)管理，從而實現(xiàn)全生命周期的數(shù)字化工廠管理[2]，這也是日后實現(xiàn)智慧工廠的先決條件。

在數(shù)字化交付的過程中，對于裝置設計院，一般需承擔各自裝置的相關設計內容的數(shù)字化設計工作;對于總體設計院，一般不僅要承擔自己所負責設計裝置的交付內容，還需要承擔以下這些工作：制定滿足業(yè)主要求的總體數(shù)字化交付規(guī)定并在執(zhí)行過程中針對各設計院提出的疑問做出解答;為參與項目的各家裝置設計院提供各種軟件的種子文件 和相關項目類庫文件;協(xié)助業(yè)主對各設計院或供應商提供的交付內容做設計深度、完整性、相符性的審查和驗收等工作;與業(yè)主一起選擇交付的數(shù)據(jù)和文檔所集成的平臺，并與軟件公司一起按照業(yè)主使用的習慣和需求進行數(shù)據(jù)庫和程序界面的定制工作。

目前集團公司也已經(jīng)于2019年出臺了《石油化工工程數(shù)字化交付執(zhí)行細則（試行）》。在這項新出臺的工作標準中對數(shù)字化交付原則、職責分工、交付內容（包括三維模型深度、供應商交付深度、提交的工廠對象相關施工資料提交深度）、交付質量控制和相關的知識產(chǎn)權保護做了詳細的定義和解釋。并且在從2019年開始執(zhí)行的各個系統(tǒng)內項目中開始加入了數(shù)字化交付的要求，可見集團公司對于石油化工工程數(shù)字化交付和后續(xù)的智慧化工廠建設的重視程度和遠見。所以作為現(xiàn)代化的工程企業(yè)，更需要積極開始研究，如何在采購、設計以及施工階段開展數(shù)字化工廠建設，不僅能將有效的數(shù)據(jù)提供給業(yè)主日后使用，同時在設計和建設過程中更有效的利用這些數(shù)據(jù)給工程建設增加更多的便利性和可控性。工程設計中數(shù)字化的道路任重而道遠。

參考文獻：

[1]壽海濤.數(shù)字化工廠與數(shù)字化交付[J].石油化工設計，2017， 34（1）：44-47.

[2]曹建新.淺談化工工程項目數(shù)字化交付設計[J].天津化工，2019，33（4）：69-72.