數字化工廠與數字化交付探析

吳奇慶

摘 要：伴隨著計算機技術的不斷發展和進步，相較于傳統的工程設計體系，數字化工廠設計模式較為新穎，且能有效提升數據和信息的集成效果，因此，數字化工程將成為未來各個行業工程設計發展項目的趨勢。要想保證數字化工廠應用效率滿足預期，就要夯實數字化集成平臺，從而依托數字化交付標準完善成品提交和處理方式，實現專業型數字化交付模式。本文從內涵、優勢以及實現路徑等方面分析了數字化工廠項目，并詳細闡釋了平臺的構建過程，最后討論了數字化交付要求，僅供參考。

關鍵詞：數字化工廠;數字化交付;平臺;交付標準

中圖分類號：TB49 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）08-0029-02

1 數字化工廠

1.1 內涵和優勢

1.1.1 數字化工廠內涵

近幾年，數字化工廠受到了廣泛關注，主要是指將流程工廠作為核心，建立的依托工藝設計、工程設計、工程采購、工程施工以及項目開發管理等流程的數字化集成平臺，能有效實現行業數字化監管體系，且具備工廠的基本屬性和工程項目路的基本屬性。也就是說，數字化工廠就是綜合智能化數字平臺，能有效對具體信息予以處理，能在滿足設計要求的基礎上維護實際應用需求[1]。

數字化工廠是智能化工廠和工業4.0的必經之路，其建設的內涵就是為智能工廠建設提供核心的數據基礎平臺。

1.1.2 數字化工廠優勢

若是對數字化工廠進行全面分析，不僅僅能有效完成數據整合，也能建立數據信息檢索和提取等模塊，整體應用前景較為廣闊，具有一定的應用優勢。最關鍵的是，數字化工廠能有效減少項目成本，從而提升管控工作的基本效率，為數據信息基礎的優化提供保障，最大化維護了后期開發項目的需求。

一方面，從工程設計層面分析數字化工廠的優勢，因為數字化工廠能建立數據整合規范以及數據集成化管理環節，因此，能從根本上優化EPC，借助集成化處理保證業務能力以及工作時效性都能得到有效的提升。最關鍵的是，借助數字化工廠還能實現數據的整合以及工程設計的標準化處理，提高設計質量，最大化提升現場施工管理工作的時效性，也為節約成本和減少施工誤差奠定了扎實基礎[2]。

另一方面，從業主的角度分析，借助數字化工廠就能對資產進行全周期數據分析和管理，尤其是在系統程序全面升級的背景下，數字化工廠能對后續工廠運行維護以及管理提供實時更新數據，保證規劃生產維護計劃的完整程度，為業主建立對應的選擇機制提供保障。

1.2 實現路徑

要想保證數字化工廠運維管理工作的合理性，從原則上要按照業主需求進行設計，并且將成品直接交予業主，但是，結合目前數字化工廠的發展趨勢，這種方式并不能真正發揮數字化工廠的價值和應用優勢，因此，多數數字化工廠都是建立全周期性監管模式，主要是對工廠運營一直到報廢期間進行全過程管理。

并且，借助數字化工廠監管平臺，就能對運維管理數據進行集成化管理，從而借助平臺以及相關數據建立有效的數字化工廠，這種方式和建設物理工程的現場代表較為相似，需要業主提供技術支持和對應的資金協助[3]。

目前，石油化工行業建設數字化工廠有兩種模式，主要是針對已有工廠和新建工廠來區分。已有工廠的數字化重建，比如中石化下屬的九江、茂名及鎮海等煉化企業早期的數字化工廠建設，利用激光掃描技術及三維模型重建等方式，對已有工廠數據進行數字化重建，滿足數字化工廠的模型可視化、數據數字化及流程集成化的需求;而新建工廠的數字化建設則相對于重建模式更為有效和經濟，從工程項目前期開始頂層設計，以工廠智能生產、運維和管理需求為目標，制定統一建設和交付標準，并要求EPC承包商利用智能數字化工具按標準進行建設并交付，保證數據的完整性、一致性和準確性，如上海華誼集團在廣西欽州投資700億建設的工業氣體島一體化項目，集合國內數家一流大型工程公司和智能系統集成商經歷一年多的項目前期策劃、專家評審和調研，規劃數字化工廠建設的藍圖，制定了數字化交付統一標準，為數字化工廠成功建設打下了結實的基礎。

1.3 平臺搭建

在數字化工廠應用過程中，依托的就是EPCCM平臺，是數字化信息的基礎載體，能有效對工程設計中專業化工作流程進行集成化管理，并且能保障各個專業工作軟件完成平臺和相關信息之間的無縫對接，從而提升設計信息管理工作的綜合水平[4]。最關鍵的是，在平臺體系內，信息的基礎性導入過程、信息導出過程、同源數據采集過程、資料互提過程以及設計文件雙向校驗過程等都較為關鍵，能有效建立數據信息采集以及施工作業連接的處理方式，確保夯實項目執行全過程管理工序，從而保證數據交流和互動的實時性。

第一，EPCCM平臺數據來源較為廣泛，并且多為多元數據，因此，數據內容和數據深度都較為關鍵，只有保證數字化模型應用流程的完整性，才能提升核心信息的應用效果。另外，在數據控制機制中，要結合數據識別過程、數據轉換過程以及數據翻譯平臺數字化信息集成過程等進行數字化交付標準的設定，從根本上維護數據模型以及數據庫等相應內容的運行合理性，為成品文件智能化管理創設良好的平臺，真正意義上維護平臺的通配型和完整性，依據數據復用性特征，就能提高標準設計成品管理工作的基本水平[5]。

第二，在建立設計標準后，就要依據EPCCM平臺的運行結構，確保能形成無縫連接的平臺運維模式，從而提升應用管理工序的綜合水平，利用深度交叉討論，就能對實際工程項目中的應用要點、檢修流程、修改和完善規劃等進行統籌分析，確保能優化工程項目的綜合標準。

2 數字化交付

在搭建EPCCM平臺后，就要對數字化工廠的運維管理工作予以監督和約束化管理，確保能夯實信息監督管理模式，并且維護具體應用流程。需要注意的是，盡管交付標準的完整版還需要一段時間才能有效落實，但是，因為EPCCM平臺為基礎的數字化工廠是石油化工領域發展的必然趨勢，因此，建立數字化交付是維護數字化工廠項目運行管理和維護運輸的根本，按照數字化交付統一標準建立的工程項目建設和交付體系是整個項目管理工序的根本也是數字化工廠建設成功的基礎。

2.1 數字化交付的重要性

相較于傳統的交付過程，數字化交付要依托數字化交付平臺，建立更加完整的交付流程，避免了紙質過程可能出現的偏差，也能有效提升交易管理項目和交付過程的實效性，是真正良好的管理模式。在數字化交付過程中，數字化工廠的交付平臺或稱集成平臺是基礎，將成品轉變為標準化數據格式是基本路徑，與此同時，要將數據集中交予業主，從而完成對應的交付處理，因此，依托數字化工廠的數字化交付也被稱為數字化移交過程。在數字化移交工作開展的過程中，化工工程設計領域相應項目的處理更加便捷化，能有效建立數字化移交模式，為數字化管理工序的進一步提升創設了良好的平臺。

在智能化技術不斷發展的時代背景下，石油化工領域要突破傳統的管理模式，就要進一步對工序進行智能化改良和處理，而工程公司也要依從時代發展的趨勢，建構更加滿足智能化需求的管理模式和交易體系，確保數字化交付工序的完整程度[6]。

2.2 數字化交付的要求

為了保證數字化交付過程的完整性，要結合實際應用需求建立系統化信息監管模式，確保能依據不同的深度完善不同條件的處理和整合，尤其是針對設計人員而言，只有提供完整且有效的數字化模型，并且按照模型對具體參數和具體環節進行約束，提供標準化數據備份信息，才能保證成品質量的綜合水平。

第一，對設計流程的要求。設計人員在利用數字化工廠完成數字交付前，要對模型的設計水平予以監管，從而確保模型內容的專業性以及數字化集成效果，維護模型設計項目的綜合應用價值，為后續設計過程的全面優化奠定堅實基礎。與此同時，與相關專業有聯系的項目設計要素都要在模型設計中有所體現，建立完整的數字化交付流程，就能提升流程體系之間的關聯信息互動要求，確保能借助交付平臺優化信息資源的收集和處理工作，一定程度上提高數字化工廠體系內數字化交付工作。例如，在數字化工廠雛形建立的基礎上，要將配管環節、結構環節、儀表處理環節、電氣環節以及工廠系統環節處理作為關鍵，整合數據后完成業主信息的交付處理，保證解決方案的真實性和完整程度。

例如，中國石化工程建設有限公司在元壩項目中就利用了數字化工廠運行平臺，借助平臺應用優勢搭建了完整的智能化流程設計集成體系，將設計集成、基礎工程系數集成、三維協同設計集成等作為具體單元，有效提升了平臺軟件數據發布的時效性，并且也建構了完整的數字化交付項目，維護了EPC管理項目的綜合水平[7]。

第二，對設計人員的要求。在數字化工廠建立和運維的過程中，設計要素之間的關聯度非常關鍵，是影響整體集成化數字平臺數據分析的關鍵，相應管理人員只有建構完整的數據集成化監督機制，才能保證數字化模型中協同作業交付的合理性，并且實現數字化管理目標，踐行深度數據處理和集成管控。一方面，設計人員要突破傳統設計理念的約束，有效借助數字化模型完成設計工作，確保能在提升軟件使用意識的同時，最大限度的建立完整的數據模型，確保能結合專業性數據資料交互過程完善成品提交流程。并且，要結合建模要素保證設計標準化數據的唯一性，從而提高整體數據處理工序的綜合水平和應用價值，保證設計要素的合理性。另一方面，配管專業是工廠布置三維平臺的核心項目，為了有效對具體問題進行具體分析，就要結合建模處理的結構以及數字化交付平臺的應用要素建立完整的標準要求建構處理工序，從而維護管控模式的綜合價值。最重要的是，要將標準化信息監督模式作為協助管控數字化交付流程以及模塊關聯度的數字化手段，從根本上提高數字化交付過程的綜合價值，發揮數字化工廠的優勢，保證數字化交付有序開展[8]。

3 結語

總而言之，在計算機技術不斷發展和進步的背景下，數字化工廠和數字化交付項目研究受到了石油化工行業的高度關注，只有建立完整的信息化處理模式和互聯網運維機制，才能真正提升工程數字化交付建設實效性水平，從而保證數字化質量監督管理流程的完整性，打造面向工業互聯網的數字化工廠，實現經濟效益和管理效益的雙贏。

參考文獻

[1] 肖龍.淺談油氣地面建設工程數字化交付[J].化工管理，2018（36）：218-219.

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

[3] 黃靖麗.三維數字化技術在數字化工廠的應用[J].中國管理信息化，2018，21（1）：55-57.

[4] 朱瓊.面向工業互聯網的商用航空發動機數字化工廠探索與建設[J].微型電腦應用，2018，34（8）：108-111.

[5] 德派.模組化互聯互通式智能裝配[J].汽車工藝師，2017（2）：26-27.

[6] 數字工廠：數字化轉型排頭兵[J].福建質量技術監督，2018（3）：59.

[7] 數字化工程信息交付專業平臺問世[J].中國勘察設計，2018（5）：9.

[8] 龔巍煒，沈禹.上汽通用五菱（重慶）涂裝車間BIM設計[J].土木建筑工程信息技術，2016，8（2）：44-47.