王東方

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300450）

石油化工工程建設(shè)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位、監(jiān)理單位、供應(yīng)商以及行政監(jiān)督管理部門(mén)等眾多單位且參與人員構(gòu)成復(fù)雜，因而工程文檔與施工同步、竣工文件高質(zhì)量按期交付是項(xiàng)目管理的巨大挑戰(zhàn)。推廣應(yīng)用多年的信息化，日漸難以滿足提升項(xiàng)目建設(shè)期管理效率、提高運(yùn)營(yíng)期大數(shù)據(jù)分析經(jīng)濟(jì)效益、實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目全壽命周期高標(biāo)準(zhǔn)管理的需求，“數(shù)字化”工廠是滿足上述管理需求以及未來(lái)更高層次智能化需求的有效工具。實(shí)現(xiàn)“數(shù)字化”工廠需要搭設(shè)涵蓋工程數(shù)據(jù)中心、運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)中心、管理數(shù)據(jù)中心的數(shù)字化平臺(tái)，數(shù)字化平臺(tái)的各項(xiàng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通過(guò)文檔的“數(shù)字化”予以歸集，本文圍繞 “數(shù)字化”文檔實(shí)施予以分析。

1 “數(shù)字化”平臺(tái)概述

石化工程“數(shù)字化”平臺(tái)將設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工、試運(yùn)行等各階段產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、模型和文檔，按預(yù)先定義的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范加載至平臺(tái)（見(jiàn)圖1）。數(shù)字化交付平臺(tái)負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)、模型和文檔的質(zhì)量和完整性進(jìn)行檢查和處理，通過(guò)在線協(xié)同工作實(shí)現(xiàn)圖紙審查、施工文檔審查、變更工作審查等業(yè)務(wù)線上管理。最終以位號(hào)為中心，二、三維數(shù)據(jù)為導(dǎo)航，可靠的工程信息顆粒度為基礎(chǔ)聚合和集成在一起，形成數(shù)字化工廠信息模型。

圖1 數(shù)據(jù)交付示意圖

文檔系統(tǒng)功能如下：文檔管理、文檔分類(lèi)查詢、文檔屬性查詢、文檔版本控制、文檔歷史記錄追溯查詢、文檔與工廠分區(qū)結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)查詢、文檔與專(zhuān)業(yè)分類(lèi)關(guān)聯(lián)查詢、文檔與設(shè)備關(guān)聯(lián)查詢、文檔瀏覽、文檔批注等。

從設(shè)計(jì)單位、施工單位、設(shè)備廠商、建設(shè)單位等不同來(lái)源收集工程移交數(shù)據(jù)、模型和文檔主要內(nèi)容有：設(shè)計(jì)資料包括三維模型、設(shè)計(jì)文檔、工藝圖紙、智能儀表數(shù)據(jù)、智能電氣數(shù)據(jù)、設(shè)備等對(duì)象位號(hào)編碼以及相關(guān)屬性等；采購(gòu)資料包括供應(yīng)商資料、材質(zhì)證明、制造資料、維護(hù)手冊(cè)等；施工資料包括工序交接、安裝記錄、質(zhì)量監(jiān)督、各類(lèi)調(diào)試、試運(yùn)行等；建設(shè)單位各類(lèi)管理資料等。

二、三維數(shù)字化模型是工廠基礎(chǔ)部件展示的重要載體，通過(guò)位號(hào)編碼或其他自定義規(guī)則使三維模型、P&ID數(shù)據(jù)、文檔內(nèi)的位號(hào)和對(duì)象編碼等互相之間建立熱點(diǎn)化的關(guān)聯(lián)。最終將模型、工程位號(hào)以及相關(guān)屬性參數(shù)自動(dòng)識(shí)別、移交、發(fā)布到數(shù)字化交付平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)模型和數(shù)據(jù)的集成管理（見(jiàn)圖2）。

圖2 項(xiàng)目數(shù)字化交付流程圖

“數(shù)字化”平臺(tái)需具備文檔雙向協(xié)同瀏覽技術(shù)，即同一團(tuán)隊(duì)內(nèi)的協(xié)同瀏覽成員都可向協(xié)同瀏覽服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求，協(xié)同瀏覽各成員的當(dāng)前代理網(wǎng)頁(yè)一致。除數(shù)字化平臺(tái)已搭設(shè)文件結(jié)構(gòu)目錄外，應(yīng)支持用戶自定義文件結(jié)構(gòu)目錄樹(shù)，能實(shí)現(xiàn)在平臺(tái)中直接預(yù)覽、新建、修改、刪除、升版、瀏覽、下載、打印等操作。

石化工程“數(shù)字化”深度應(yīng)達(dá)到通過(guò)手持移動(dòng)終端在工廠三維模型圖上，任選某一設(shè)備可查看設(shè)備屬性、設(shè)備詳圖、安裝信息、QC信息、運(yùn)維情況等（見(jiàn)圖3），任選某管道可查看管道屬性、管道PFD/PID圖、改造信息、實(shí)際焊道位置以及焊接安裝等信息，實(shí)現(xiàn)文檔信息便捷、高效利用。

圖3 數(shù)字化三維模型信息圖

2 “數(shù)字化”信息關(guān)聯(lián)

工程對(duì)象和文檔信息應(yīng)與工程分解結(jié)構(gòu)建立結(jié)構(gòu)合理、層次清晰、內(nèi)容完整且支持可擴(kuò)展的關(guān)聯(lián)關(guān)系。工程對(duì)象和文檔均應(yīng)按獨(dú)立編號(hào)規(guī)則各自編號(hào)，兩者編號(hào)應(yīng)滿足唯一性、可關(guān)聯(lián)性[1]。

實(shí)現(xiàn)數(shù)字化目標(biāo)，首先要實(shí)現(xiàn)文檔信息關(guān)聯(lián)。通過(guò)設(shè)備位號(hào)、管道號(hào)、線纜號(hào)、坐標(biāo)等將工廠對(duì)象全生命周期的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行貫穿和關(guān)聯(lián)，關(guān)聯(lián)的信息數(shù)據(jù)根據(jù)需要甚至包含施工照片、視頻等。

為確保文檔信息完整統(tǒng)一，應(yīng)編制《石化工程文件格式手冊(cè)》基礎(chǔ)庫(kù)。以《石化工程文件格式手冊(cè)》為基礎(chǔ)搭設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化文檔結(jié)構(gòu)目錄，編制模型位號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)化文檔的映射關(guān)系，導(dǎo)入三維數(shù)字工廠平臺(tái)中，實(shí)現(xiàn)工廠對(duì)象與數(shù)據(jù)、文檔、三維模型等不同信息之間快速關(guān)聯(lián)（見(jiàn)圖4）。源文檔為電子文檔，應(yīng)建立石化工程文件格式手冊(cè)庫(kù)，統(tǒng)一全廠文件版式。源文檔為非電子文檔，應(yīng)掃描為電子文件；若原文檔包含多種文件格式，應(yīng)轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一格式電子文件。

圖4 泵設(shè)備文檔信息關(guān)聯(lián)

3 “數(shù)字化”平臺(tái)功能

3.1 工程文檔協(xié)同

國(guó)家法規(guī)規(guī)定了工程質(zhì)量終身負(fù)責(zé)制，而實(shí)現(xiàn)終身制負(fù)責(zé)需要工程資料及時(shí)完整歸集[2]。大型石化項(xiàng)目建設(shè)周期較長(zhǎng)，參建單位和參建人員更迭時(shí)而發(fā)生，導(dǎo)致真實(shí)有效歸集工程文檔難度較大。以往石化項(xiàng)目竣工后需長(zhǎng)達(dá)數(shù)月的工程資料整理，而參建人員隨項(xiàng)目完工大多調(diào)離，文檔整理過(guò)程不可避免需要遺漏資料補(bǔ)做、補(bǔ)簽，進(jìn)而導(dǎo)致工程資料同步性、真實(shí)性難以保證。

現(xiàn)電子數(shù)據(jù)與紙質(zhì)簽章具備法律認(rèn)可的同等效力，通過(guò)數(shù)字化平臺(tái)可保證石化工程文檔真實(shí)、準(zhǔn)確、及時(shí)、完整。工程師進(jìn)場(chǎng)簽署電子文件確認(rèn)書(shū)（至少包括工作范圍、有效期限、承擔(dān)責(zé)任內(nèi)容），確認(rèn)個(gè)人電子數(shù)據(jù)與紙板簽字具有同等效力；工程師離場(chǎng)簽署授權(quán)書(shū)（至少包括授權(quán)人、授權(quán)范圍、授權(quán)期限、承擔(dān)責(zé)任內(nèi)容），實(shí)現(xiàn)電子文件閉環(huán)管理。

法規(guī)要求質(zhì)量控制點(diǎn)檢查前，承包商在自檢合格基礎(chǔ)上提交檢查文件，監(jiān)理工程師經(jīng)審查無(wú)問(wèn)題再赴現(xiàn)場(chǎng)檢查，但實(shí)際執(zhí)行往往是監(jiān)理工程師現(xiàn)場(chǎng)檢查合格后才收到承包商檢查表予以補(bǔ)簽。工程通常工期緊、人員少，以致上述行為成為石化工程建設(shè)領(lǐng)域默認(rèn)“慣例”。以《石化工程文件格式手冊(cè)》為基礎(chǔ)搭設(shè)“數(shù)字化”文檔平臺(tái)，可使工程師擺脫繁重文字工作，使數(shù)據(jù)自動(dòng)流向下游處理環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)工程師通過(guò)手持移動(dòng)終端在線同步完成質(zhì)量控制點(diǎn)檢查表上報(bào)、驗(yàn)收、審批、歸檔（見(jiàn)圖5），確保工程資料同步性、真實(shí)性。

圖5 質(zhì)量控制點(diǎn)驗(yàn)收

3.2 知識(shí)管理

組織的知識(shí)是企業(yè)的重要資源，對(duì)組織知識(shí)進(jìn)行有效的動(dòng)態(tài)管理，是應(yīng)對(duì)企業(yè)內(nèi)外部環(huán)境變化和風(fēng)險(xiǎn)的重要資源保障。ISO 9001—2015強(qiáng)調(diào)了對(duì)組織知識(shí)管理目的就是避免由于員工更替、未能獲取和共享信息等而導(dǎo)致組織損失[3]。

依托 “數(shù)字化”平臺(tái)定期組織管理部門(mén)、工程承包商、設(shè)備廠家、一線管理人員總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，借鑒中石化的《SHS 石油化工設(shè)備維護(hù)檢修規(guī)程》，將常見(jiàn)問(wèn)題及解決方案歸類(lèi)，運(yùn)用全生命周期及設(shè)施完整性管理理念制作涵蓋項(xiàng)目立項(xiàng)、初/詳設(shè)、采辦、工程建設(shè)到生產(chǎn)維護(hù)各環(huán)節(jié)的格式化、影音化（文字為輔）標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)規(guī)程。

“數(shù)字化”平臺(tái)三維場(chǎng)景模型（見(jiàn)圖6）中，通過(guò)創(chuàng)建和增加動(dòng)態(tài)的人物角色模擬裝置工藝操作、運(yùn)營(yíng)維護(hù)操作、安全應(yīng)急演練等過(guò)程，實(shí)現(xiàn)工廠對(duì)象“可操作”的三維可視化管理應(yīng)用服務(wù)。

圖6 三維場(chǎng)景模型

3.3 管理提質(zhì)增效

現(xiàn)5G、數(shù)字云等技術(shù)足以支撐數(shù)字化硬件需求，具備建立全場(chǎng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力。通過(guò)數(shù)字化交付，探索石化工程建設(shè)管理新模式，推動(dòng)工程管理精益化，提高工程質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)投資精準(zhǔn)管控。

以往項(xiàng)目質(zhì)量管理數(shù)據(jù)依靠人工收集，耗時(shí)耗力、精確度不高且信息滯后，以致質(zhì)量控制投入大而管理效果不佳。借助“數(shù)字化”平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)收集、實(shí)時(shí)分析，為管理部門(mén)高效提供質(zhì)量趨勢(shì)報(bào)告，并對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)予以示警。例如實(shí)時(shí)分析焊工日工作量，超出日基準(zhǔn)及時(shí)提示管理部門(mén)予以關(guān)注，消除工人因疲勞導(dǎo)致焊接合格率下降風(fēng)險(xiǎn)。

利用“數(shù)字化”平臺(tái)對(duì)石化工程建設(shè)的隱蔽工程、工序交接、材料發(fā)放、設(shè)備安裝等ABC三級(jí)質(zhì)量控制點(diǎn)進(jìn)行全程監(jiān)控，避免人為蓄意破壞事件。曾有項(xiàng)目個(gè)別建設(shè)工人因承包商惡意拖欠工資，心存怨恨將不規(guī)則木塊雜物卡入高壓彎頭內(nèi)并焊接管道隱蔽?？ㄈ腚s物牢固，管道試壓后的吹掃工序是無(wú)法清除的，唯有切開(kāi)焊口才可清除。在 “數(shù)字化”平臺(tái)ABC三級(jí)質(zhì)量控制點(diǎn)驗(yàn)收文件添加影音附件，可實(shí)現(xiàn)及時(shí)、便捷在線檢查管道組對(duì)工序交接，通過(guò)多方相互監(jiān)督避免此類(lèi)事件；同時(shí)，也可避免質(zhì)量驗(yàn)收影響石化工程建設(shè)連續(xù)性。

通過(guò)文檔數(shù)字化交付獲得的工程信息以及后期的維護(hù)和更新信息，工程人員、生產(chǎn)人員等通過(guò)手持移動(dòng)終端在三維模型上自動(dòng)顯示設(shè)備、管線等工程對(duì)象的物理位置和自己所處位置，并可為工廠改擴(kuò)建提供真實(shí)的數(shù)據(jù)信息如地下管網(wǎng)的分布、設(shè)施間距離信息等。

生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)期，通過(guò)生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)信息進(jìn)行對(duì)比分析，可掌握設(shè)備的運(yùn)行狀況，制定科學(xué)的設(shè)備維護(hù)計(jì)劃，防止重大設(shè)備損壞和非計(jì)劃停機(jī)事件發(fā)生。根據(jù)數(shù)字化平臺(tái)提供的備品備件信息、設(shè)備信息、維修數(shù)據(jù)等，能夠有效提高檢修維護(hù)的工作效率，降低檢修維護(hù)成本，保證設(shè)備的完好率，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。

4 結(jié)束語(yǔ)

如何降低項(xiàng)目生命周期成本、提高項(xiàng)目整體效益，數(shù)字化是有效工具。通過(guò)數(shù)字化工作，將項(xiàng)目生命周期內(nèi)各階段孤立的、分散的文檔信息整合在三維模型上，在深度浸入的場(chǎng)景中多角度、多形式的協(xié)同工作，挖掘大數(shù)據(jù)信息價(jià)值。通過(guò)文檔信息的數(shù)字化，建立與現(xiàn)實(shí)工廠完全一致的數(shù)字化工廠，為生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)精細(xì)化管理、更新改造及培訓(xùn)提供技術(shù)支持，實(shí)現(xiàn)企業(yè)降本增效、提質(zhì)增效目的。