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以数字之力筑牢工程之“底”石油工程建设公司以数据为核心,全力打造工程数字底座,推动企业实现高质高效转型升级2023年04月17日 来源:
中国石化报 作者:
杨 森 尹 倩
□杨 森 尹 倩 当前,新一轮科技革命和产业革命蓬勃兴起,数字化转型对于企业已不是“选择题”,而是关乎生存和长远发展的“必修课”。对地面工程建设来说,通过数字化建设打造工程数字底座,就是要建立覆盖设计、采购、施工、建造、运维等工程建设全业务链条的数据采集、传输和汇聚体系,创新数据融合分析与共享交换机制,为提高工程项目建设效率和运营收益提供支撑。 多年来,石油工程建设公司利用数字技术将传统业务转向数字业务,以数据为核心,打通融合并形成数字资产,全力打造工程数字底座,赋能业务、运营、决策,推动企业实现高质高效转型升级。 从0到1,搭“台”建“库”,为传统设计插上“数字化翅膀” 2012年,随着集团公司推进专业化改革重组,石油工程建设公司应运而生。为适应国际大型油气田工程设计项目日渐增多的实际需要,该公司将目光投向了可实现远程、跨国协同设计,以及工程信息全生命周期管理和数字化移交的统一平台——油气田地面工程数字化设计集成系统(SIES)的研发应用,从此开启了数字化发展的新历程。 通俗来讲,工程设计的数字化工作就是从交付图纸变为交付平台和数据,是利用计算机信息技术将工程各系统的工艺流程、设备、材料等各类事物的特征和特性信息,转变为可度量的数字、数据,形成容纳和管理这些基础数字化信息的“容器”——“数据湖”,并以此在计算机中建立数字化模型的过程。 在这一过程中,通过建立并运用丰富的设计数据库,数字化工程设计集成系统把二维平面图纸转变成三维立体视图,让每一台设备、每一件材料都拥有专属“身份证”,实现了专业软件之间数据的发布、传递、接收,避免了数据重复录入,保证了工程设计过程中的数据一致性。 设计图纸由计算机自动生成,将设计人员的构想通过可视化、立体化、形象化的方式呈现出来。在集成环境下,多专业设计人员可在同一平台上开展设计工作。这种流水线式、远程协同的工作模式,代替了传统设计过程中费力又耗时的“对图”作业,有效避免了设计过程中的“错、漏、碰、缺”,既能高精度地展现“所见即所得”的工程图纸,又能准确统计设备材料,显著提高了设计质量和建造效率,更有利于降低工程成本。 2015年,国内首个达到数字化移交要求的海洋平台——平北一期、二期油气田开发工程顺利投产,这也是石油工程建设公司完成的首个数字化交付工程。同年,经中国石化科技部鉴定,“油气田地面工程设计集成化技术与应用”达到了国际领先水平,并具有自主知识产权。至此,石油工程建设公司的数字化之路又向前迈出了一大步。 制定标准,直击“痛点”,打造完备的工程数字底座 有了数字化设计集成系统的开发经验和基础,石油工程建设公司更加认识到数据背后的庞大资产价值。将眼光放远,他们从全面提升工程建设能力入手,把“油气田地面工程数字底座”研究当作智能化发展的关键,以此深化完善各业务链条的工程数据治理工作,逐步实现业务数据化、数据资产化,让数字化在工程建设各个阶段逐渐展现出蓬勃活力。 “油气田地面工程数字底座”既是一站式的解决方案,又是为客户提供数字化能力的平台。它融汇云计算、物联网、大数据等技术,内置自主统一的油气田地面工程数据标准及数字模型,在数据治理、数据共享及数据服务中“身手不凡”,具有极强的数字化协同设计能力。 在实际工作中,工程建设领域的数字化建设仍存在诸多问题,如数字化交付标准不统一,数据存储与共享的安全性和唯一性难以保障,自动化、信息化水平偏低等。“基于这些行业痛点,我们持续优化数字化交付系列技术,以数据库为核心,采用数据建模及二、三维虚拟化技术,实现多专业统一、协同,提升设计和建造一体化能力,为工程建设提供完备的数字底座。”该公司所属石油工程设计公司智能化研究中心副主任傅敏介绍。 在数字底座建设过程中,设计团队首次编制了油气田地面工程交付标准,实现了工程的多专业集成。设计、施工、采购全流程数据的集中管理与关联查询,保证了设计与数字化交付一体化、数字化交付与数字化接收一体化、数字化接收与智能运营一体化,实现了物理实体与孪生体的互动互智。 2021年5月,“油气田地面工程数字底座”中的关键技术通过了国家管网集团公司鉴定,技术与应用达到行业领先水平,并具有自主知识产权。目前,数字底座已服务于多个国家大型建设项目,累计完成了3000余公里管道、120余座站场阀室的数字化交付。在鄂安沧管道工程建设中,借助数字底座,数据交付有效性和完整性提高了20%,工程设备、材料统计准确率达到了95%,有效缩短了施工周期、节约了投资成本。 今年2月16日,石油工程建设公司数字化设计团队顺利完成国务院国资委科技创新局国企数字场景创新专业赛的汇报工作,“油气田地面工程数字底座”成功晋级决赛圈。 加快国产,多元熔炼,让数字底座有底气更接地气 当前,IT技术快速更迭,市场环境持续变化,让数字化深入行业场景的难度激增。如何将技术成果化,将成果能力化,再将这种能力融入、运用到实际生产场景中,实现生产力质的提升,是石油工程建设公司一直在探索研究的问题。 为此,他们大力推动“油气田地面工程数字底座”与工程建设的融合应用,在工程数字化方面不断加速国产化,从信创产品、国产GIS(地理信息系统)平台、工业互联网二级节点、物联网平台等入手,提高专业设计软件的协同设计和数据共享能力,进一步提升设计效率、降低人工与采购成本。其中,该公司自主研发的长输管道线路智能化集成设计平台,聚焦勘察设计数据全过程管理,实现了核心数据一键解算、设计成果一键出图、数字化一键交付,大幅提高了设计效率。基于国产GIS平台,他们还开发了覆盖规划、设计、建设、监督的工程建设过程管控系统,通过二、三维可视化、施工进度对比预警及BI(商业智能)图表、焊缝精细化管理等方式强化项目管理五大控制,以数字化高效管控提升工效,助力长输管道与站场工程高质量建设。 同时,石油工程建设公司积极建设智能工地、数字化协同设计平台和工程一体化管控平台,实现了工程建设数据的“多元熔炼”,不断营造工程建设新业态。 在智能工地建设中,通过对影响施工过程的“人机料法环”五大要素的关键参数进行采集、管理,该公司基于数字底座实现了对质量、安全、环保信息的及时准确预警,确保进度风险可控、资源合理配置;开发的智能工地管理系统和智能焊接数据采集系统,能实现视频信号接入、焊接数据采集及参数分析,还可通过边缘服务器进行人员、机具行为分析。 在数字化协同设计平台的建设中,基于数字底座,设计团队充分应用自主开发的多个系统,完成了从初步设计、可行性研究到详细设计、施工图设计,再到竣工图设计的“全生命周期设计数据”的管理和计算,有效提高了线路专业设计效率和设计质量。该平台开发完成后,设计内业工效可提升80%、设计外业工效可提升30%。 在工程一体化管控平台建设中,该公司借助数字底座,实现了工程设计、施工、采购等不同阶段数据和文档的全面采集、集中管理,实现了质量责任追溯所需过程资料的快速有效查询,有效提升了施工质量控制水平。同时,他们打通了工程建设各环节的信息传递渠道,实现了设计成果、施工技术、业务管理等数据的统一管理、综合利用,为业主、项目部、监理、EPC承包商、采办、施工及其他参建单位提供一个数据共享、实时沟通、协同办公、统一管控的高效信息平台。 如今,经过5年的开发与应用,“油气田地面工程数字底座”已在长输管道工程、地面油田工程、储气库工程项目中广泛应用,有效提高了数字化交付质量和数据交付完整性,既有助于提升总承包管理水平,又能缩短工期、降低成本,为油气田及长输管道智能化建设提供了标准化、全站式的技术解决方案。
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