基于专业平台的工业项目数字化交付探究

贺永金 孙冠华 韩晓彤 孙建斌 王继东

摘  要：航天工程公司拥有行业唯一的国家粉煤气化技术工程研究中心，通過探索和合作，公司建设了数字化交付平台，将工程公司与业主的合作再往前推进一步。本文阐述了数字化交付平台AVEVA NET的建设思路、过程及建设效果，剖析了数字化交付标准实施细节，并分析建设中存在的难点，分享解决对策，希望对后续化工项目数字化交付平台建设提供一定的借鉴。

关键词：煤化工  数字化交付  AVEVA NET  分析对比  智能工厂

中图分类号：TP278                             文献标识码：A                  文章编号：1674-098X（2020）08（a）-0005-04

Abstract： Changzheng Engineering Co.， Limited is the only one which possesses a national engineering research center of pulverized coal gasification technology in the industry. The company has built digital delivery platform through exploration and cooperation to further advance the cooperation between the company and the business owner. This paper demonstrates the ideas and process of AVEVA NET platform construction， analyzes the details in implementing digital delivery standards and the difficulties during the construction， shares the solutions and hopes to provide reference for the construction of digital delivery platform of subsequent chemical projects.

Key Words： Coal chemical industry; Digital delivery; AVEVA NET; Analysis and comparison; Intelligent factory

《中国制造2025》提出加快推动新一代信息技术与制造技术融合发展，把智能制造作为两化深度融合的主攻方向;随后，工业和信息化部2015年公布了首批国家级智能制造试点示范项目，将智能制造向实施层面推进了一步，其将试验重点方向之一定为“智能工厂”。而“数字化交付”是“智能工厂”的主要数据来源，是其重要组成部分，目前该领域的应用实践得到了广大学者和工程师的关注[1-5]。

数字化交付（digital handover），对工程建设阶段产生的静态信息进行数字化创建至移交的工作过程，涵盖信息交付策略制定、交付基础制定、信息交付方案制定、信息整合与校验、信息移交和信息验收[6]。随着政策的不断倾斜以及数字化交付技术的不断成熟，越来越多的业主及工程公司投入精力提高数字化交付的建设及应用能力。

本文基于航天工程公司在数字化交付平台建设中的实践总结和创新研究，通过阐述平台建设思路、过程，剖析数字化交付标准实施细节，分析建设中存在的难点，分享解决对策，希望对后续化工项目数字化交付平台建设提供一定的借鉴。

1  数字化交付平台选择

航天工程公司拥有我国完全独立自主知识产权的“航天粉煤加压气化技术”。广泛应用于煤制合成氨、煤制甲醇、煤制烯烃、煤制乙二醇、煤制天然气、煤制油、煤制氢、IGCC发电等多个领域，在粉煤气化炉领域市占率达到50%[7]。

由于公司选用的数字化软件各专业特色明显，并不属于一个平台，而需要将不同特性的软件数据集成到一个交付平台，要求数字化交付平台的兼容性极好。航天工程公司从软件接口的成熟度、软件市场占有率、业主对平台的要求等方面考虑，最终选择了AVEVA NET作为公司的数字化交付平台。

2  数字化交付平台建设

2.1 数字化交付方案架构

本文采用的数字化交付平台为AVEVA NET，该平台基于位号、三维数字化模型、P&ID图为索引，在建设期通过数字化交付实现针对工厂的各种数据资料的分类、收集、整理、审批，并最终移交给运营维护团队的过程，实现在移交一个物理工厂的同时，移交一个三维数字化的工厂，并在运维阶段实现与生产运行管理系统的数据集成，为工厂生产运行管理提供服务，最终实现面向全生命周期的三维数字工厂 [8]。数字化交付作为全生命周期管理的基础，首先将建设期数据导入数据平台当中，其中包括设计、采购、施工直至运行的各方数据，同时，预留运维期数据导入接口，以实现维修数据、监控数据的后期录入。通过平台，可实现基建期及运维期的各项功能应用，包括信息分类管理、可视化报表、三维可视化浏览、信息热点关联等基本功能，还可实现包括信息共享、生产准备协助等基建期应用，为项目建设提供数据支撑。在后期运维期，交付内容可实现静态数据向动态数据的转换，进一步构建数字工厂。图1是本项目AVEVA NET数字化交付方案构架。

2.2 数字化交付平台建设过程

本文通过平台建设的第一个应用项目“广西华谊能源化工有限公司工业气体岛项目气化装置”（简称华谊项目）为实际案例，介绍平台建设的要点。

（1）第一步工作为需求分析。华谊项目对数字化交付提出了统一要求，简化了需求分析的需求收集阶段，可以直接针对统一规定进行分析。可以分为基础数据分析、工程类库定义、工程信息编码规则三个方面。

基础数据分析基于华谊项目的数字化统一规定开展，将规定中对于平台配置相关的要求分解分析，将统一规定条目化。如表1为对规定中其中二份文件的数据分析。

工程类库是 AVEVA NET 实施的基础，类库是能够交付可靠工程数据的关键因素，主要包含专业定义，文档类型定义，工程位号类型定义，工程属性定义，（见表2）计量单位定义[9]。

工程信息编码规则主要含位号编码规则、图文编码规则两类，可以辅助文件的信息识别，通过编码规则确定文件的主项、介质、管道等级、设备分类等，通过编码对图纸内部的设备、管道、仪表等位号进行活化提取。

（2）第二步工作为平台配置部署。

AVEVA NET通过一系列的Gateway来处理各种数据源，实现数据的自动抽取、自动关联。在AVEVA数字化交付平台上，数据/文件从数据源系统中导出，然后再通过AVEVA NET Gateway将原始数据转换成AVEVA NET 能识别的数据格式并导入系統，用户便可以在数字化交付平台上进行浏览。

数字化交付平台的数据来源有多种形式，包括三维模型、二维图纸、激光扫描点云数据、技术文件、材料和设备属性参数等信息。AVEVA对最常用数据源提供了标准的Gateway模块，一些Gateway用来处理CAD数据（例如，PDMS Gateway，AutoCAD Gateway），它们可以读取多种CAD格式并且可以生成中性的格式，这些格式可以被AVEVA NET Portal或其他企业门户页面来浏览，同时，它们也生成描述文件关键内容和关系的XML文件，通过这种文件提供的数据，可以在AVEVA NET中建立起描述这些文件的元数据信息。

2.3 系统建设效果

粉煤气化装置的三维模型、图文档、工程表单等信息发布至AVEVA NET后，会以装置为单位进行信息整合，以便在AVEVA NET可以按照各种使用习惯、用途进行组织、关联，形成多种树状导航结构，如图2所示。

信息上载到数字化交付平台后，将提供方便快捷的可视化展示，包含三维模型、关联关系文档、具体位号属性、运维期数据等等，具体如图3所示。系统提供工具实现基于位号的自动关联和基于网状的关联关系互相信息参考，同时对数据进行完整性、准确性、一致性校验检查，来控制信息的质量;对不完整、不准确的数据提供报表功能。平台建设完成后提供了一个可视化、相互关联的项目数据库，提供多种查询方法，如依据分类原则在树状目录结构中直接查找，依据位号编码规则，选择输入多种属性，进行组合精确查询等方式，为数字化工厂提供了数据基础。

同时，平台可自动及自定义生成多种报表，如数据处理报告（图4）、数据量报告、浏览清单等。数据处理报表，可在数据形成阶段对数据源准确性、完整性进行检查，也可对多次处理结果进行比对分析，直观提供数据处理结果。

难点：

如何把控需求分析的准确性。

对策：

其一，提前策划，对整个工厂和交付系统有总体布局。组建业主、PMC、工程公司和供应商团队，编写完成的数字化统一规定，做到了从全局策划，细节考虑的比较周全。如：图框logo格式，命名的统一，对全厂的图纸处理有较大作用。

其二，与设计团队做好沟通，目前的项目大部分是设计现行，设计有自身的编码规则和绘图要求，数字化要求和设计要求会有重合部分，此部分内容需及时沟通统一。如：专业编码的一致，电子文件命名的一致等。

其三，实施团队的选择，航天工程公司数字化交付平台由实施经验相当丰富的平台团队搭建，补充了不少需求团队未考虑的问题，如：模型的大小对浏览效果的影响，特殊字符，外部参照可能存在显示内容完整性的影响等。

3  数据移交

数字化交付的最终目的是“交付”，交付一个节点，但是设计是一个过程，如何保障数据交付的及时性、完整性、规范性是交付过程中需要关注的重点。

难点：

在设计结束时，统一收集交付数据，存在几点问题。

（1）整理时间长，可能影响交付进度。

（2）收集齐全数据和文件难度增加。

（3）设计过程中如有不符合数字化要求的文件难以发现。

（4）设计人员需根据设计和数字化两方面要求，重复做两遍资料整理工作。

对策：

在设计过程中对文件进行实时收集整理，最好有专门的设计文件管理系统。航天工程公司建设了设计过程管控和文件归档一体化的设计文件协同管理系统。通过建设设计文件协同管理平台和数字化交付平台接口，实现设计过程管控和交付无缝衔接。同时，数字化交付平台从协同管理数据库调取数字化交付物后，可根据数字化交付要求对交付物进行自动命名及分类管理，缩短了交付时间。本项目数字化交付平台与设计文件协同管理平台接口逻辑及交付流程分别如图5及图6所示。

4  结语

数字化交付作为数字化工厂的重要数据来源，已经越来越受到重视。在可预见的未来，数字化交付极有可能成为一个工程公司必要的能力之一。本文通过航天工程公司数字化交付平台建设过程中的点点滴滴，简明阐述了平台建设的过程，对其中的难点和解决对策做了重点描述。愿与大家一起为工程数字化添砖加瓦。

参考文献

[1] 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.

[2] 葛春玉.浅谈石油化工工程建设项目数字化交付[J].石油化工建设，2019，41（2）：5-8.

[3] 张大龙.数字化电厂设计工作研究[J].科技资讯，2017，15（28）：25-26.

[4] 吴青.智慧炼化建设中工程项目全数字化交付探讨[J].无机盐工业，2018，50（5）：1-6.

[5] 宋庆唐.数字化交付在化工工程设计中的应用[J].化工管理，2019（31）：5-6.

[6] GB/T 51296-2018，石油化工工程数字化交付标准[S].

[7] 孙建.航天炉粉煤气化运行总结[J].小氮肥，2016，44（6）：11-13.

[8] 魏筱瑜，芦金华，常晓辉.智能制造与数字化制造在工业制造的应用[J].科技资讯，2020，18（5）：30，32.

[9] 吴春晖.基于Aveva net的数字化交付系统方案的研究[J].上海化工，2019，44（11）：18-20.