淺析SPI在海外項目數字化交付中的應用

郭松

(中石化寧波工程有限公司，浙江 寧波 315103)

SPI(smart plant instrumentation)作為美國HEXAGON PPM公司旗下的一款自控工程設計軟件，目前已被國內外工程公司大量使用，連同SPP&ID(smart plant P&ID)，SPEL(smart plant electrical)和S3D(smart plant 3D)作為工程項目數字化交付的必備軟件之一，在一定程度上使用該軟件可以提高儀表專業的工作效率，保證圖紙的統一性，避免一些設計人員的主觀錯誤。

隨著全世界化工工程愈演愈烈的競爭，加上“一帶一路”倡議的推進，中國工程公司走出國門也處于重要的時機。面對大量海外工程項目都提出數字化交付的要求，目的是為業主數字化運營和維護做準備[1]。很多工程公司在項目初期對此部分工作內容都沒有引起重視，且SPI需要前期大量的數據庫搭建工作，導致項目后期數字化交付階段額外付出大量人力甚至面臨巨額罰款。因此，如何應對海外項目數字化交付中SPI使用出現的問題尤為關鍵。

1 現行標準規范及現狀

由于國內數字化交付起步較晚，數字化交付發展也不是很均衡，關于數字化交付的現行標準多為通用標準，沒有標準具體到各個軟件的使用層面。GB/T 51296—2018《石油化工工程數字化交付標準》[2]中對數字化交付內容只提出包括數據、文檔、三維模型，但對數據、文檔和三維模型交付的深度并沒有具體說明。而海外項目一般執行的是工廠標準，如PETRONAS，SABIC，BASF，Gazprom等海外公司都有自己數字化交付的全套軟件使用及交付深度標準，在SPI的數字化交付中詳細地介紹了軟件的使用方法及交付具體內容。所以本文將針對海外項目SPI數字化交付要求，從不同項目模式SPI不同的使用方法、SPI種子文件的審查及海外項目數字化交付遇到的難點三個方面，探討海外項目SPI在數字化交付中如何滿足業主要求。

2 不同項目模式SPI的不同使用方式

隨著海外工程項目日益趨向大型化，復雜化，多專業、多鏈條產業化發展，海外項目的總承包模式也顯現出多種形式。不同的總承包模式決定了每個項目使用SPI的方式。以下總結了常見的幾種項目管理模式及需要注意的問題[3]。

2.1 總包和分包模式

設計采購施工EPC(engineering procurement construction)總承包商通過自營切塊分包、全部切塊分包或總分包模式整合資源。該模式下，將由總承包商與業主協商后提供基礎設計階段種子文件及使用說明。

2.2 聯營體和聯合體模式

由兩家或兩家以上承包商共同參標或各自承擔工作內容。使用業主提供的前端工程設計(FEED)階段種子文件及使用說明，但由于這兩種模式是由多個公司共同完成項目，因此軟件服務器的位置決定了軟件的主導方，而非主導方如果與主導方距離較遠甚至跨國，如主導方為非主導方開設遠程服務接點將大幅降低SPI的使用效率，且很多海外工程公司經常以Database是商業機密為由拒絕給國內工程公司開設遠程服務接點。為解決該問題有以下兩種方案： 一是外派設計人員到主導方進行在線數字化設計；二是離線操作的模式，主導方提供SPI全套導入模板，供其他工程公司在模板上填寫導入信息。

3 SPI種子文件的審查內容

SPI的應用最基本的前提是需要有一整套適合業主管理體系和理念的種子文件，以便工程公司根據種子文件完成工程設計、實施數字化移交后，業主管理團隊能夠快速、完整地實施儀表設備的管理。

SPI軟件自帶一套種子文件，但無法適合于不同性質不同規模的項目，且種子文件內容比較單一。特別是針對海外項目，當業主在EPC招標并提供種子文件時，工程公司應該配備專業的團隊審查業主提供的種子文件，防止簽訂合同后發現種子文件不全浪費大量人力與業主溝通協調甚至二次開發。筆者將經歷的海外項目經驗對種子文件的審查內容列出，見表1所列。

4 海外項目SPI軟件應用過程注意事項

某海外項目業主對SPI使用的交付要求包括： 儀表索引表、儀表規格書、儀表I/O表、工藝數據表、DDP模板、電纜表、接線箱接線表、節流原件計算、差壓液位計計算、溫度計套管振動頻率計算、閥門計算、儀表安裝圖、回路圖。根據不同業主交付要求可能有所不同，以上13條內容包括了SPI的大部分常用模塊。這些交付內容大致可以分成四類： 表格類、計算書類、圖紙類及軟件內部文件。筆者通過海外項目實施過程的經驗，尤其是梳理SPI各模塊的使用要求，總結了完成各圖紙的前提條件以及如何避免項目實施過程中軟件帶來的問題。

表1 種子文件審查

4.1 表格類文件

表格類文件包括： 儀表索引表、I/O表、規格書、工藝數據表，也是國內數字化設計非常熟悉的交付文件，且同樣需要工藝專業完成SPP&ID的繪制并填寫工藝數據后發布，SPI接收P&ID圖紙生成對應儀表、回路及工藝數據。海外項目與國內項目最大的區別就是每個交付文件的深度和內容與國內不盡相同，那就需要工程公司明確各個交付文件的填寫要求和交付文件模板。填寫要求可以由業主直接提供也可以由工程公司編寫后提交業主審查；交付文件模板，可以由業主提供也可以由工程公司通過Infomaker軟件定制業主要求的PSR模板。

4.2 計算書類文件

計算書類文件包括： 節流裝置計算、調節閥計算、安全閥計算、溫度計套管頻率計算以及液位差壓變送器量程計算。其中，液位差壓變送器量程計算是SPI不包含的計算模塊，如果業主在ITB中明確提出該部分工作內容，承包商需提前向業主澄清無法完成該項工作作為后續交付的免責項。其余幾個計算模塊雖然SPI中包含，但問題是： 如果使用SPI自帶計算模塊，當計算結果與供應商計算的結果不一致，最終由于計算結果直接映射到規格書導致與供應商供貨文件不一致，因而儀表到貨無法進場。雖然可以通過其他手段修改規格書中的計算數據，但如溫度計套管頻率計算模塊過時、規范過期、新規范數據填寫量過大的問題在SPI中仍然存在。最好的解決辦法是在項目的初期直接與業主或項目管理團隊PMT(project management team)進行澄清，建議通過供應商文件上傳的方式提供這些計算書而取消對SPI的計算要求，這樣可以保證數據的唯一性和準確性。

4.3 圖紙類文件

圖紙類文件主要包括： 安裝圖、回路圖。接線表、電纜表、接線箱表等可以統一放在回路圖中考慮，因為回路圖是按照儀表的信號流向由儀表到系統柜的卡件上的順序，包括了中間所有電纜、端子、卡件等信息，因此接線表、電纜表、接線箱表等該類表格作為回路圖的部分信息按照業主的模板要求在SPI中抽出該類信息，定制相應PSR最終以報表的形式輸出。大部分業主都會強烈要求工程公司使用SPI自帶的安裝圖Enhanced模塊和回路圖Enhanced模塊出圖而不是CAD模式出圖，其主要原因是使用SPI Enhanced模塊出圖會將圖紙統一轉化為.sma格式，對于海外業主來說他們只需要購買SPI軟件就可以查看所有圖紙，不需要額外再購買CAD軟件或其他正版軟件。所以使用Enhanced模塊完成這兩類圖紙，就需要業主提供項目使用的大宗材料庫、功能模塊參考庫、典型安裝圖、典型回路圖庫等，否則工程公司需要自己建立材料庫、典型安裝圖庫、典型回路圖庫以及定制大量的導入模板。由于國內項目數字化程度較低，缺乏統一標準的數據庫系統[4]，因此其工作量非常巨大且不同國家項目之間的復用率非常低。

4.4 軟件內部文件

軟件內部文件主要指的是DDP模板，其主要目的是實現在SPI中輸入外形尺寸映射到S3D中形成三維模型，實現了儀表專業設計軟件與配管專業設計軟件之間的數據共享及復用[5]。SPI中有大量的DDP模板圖庫，但其模板圖庫大多填寫的細節尺寸較多，如圖1所示SPI圖庫蝶閥DDP模板，儀表供應商提供的外形尺寸圖無法滿足細節尺寸的填寫，尤其一些海外制造廠對細節尺寸回復比較慢甚至以技術保密為由拒絕提供，因此國內很多工程公司對DDP模板都做了簡化修改，如圖2所示精簡后蝶閥DDP模板，只要滿足S3D模型的基本占位即可。因此工程公司需要開發1套DDP模板交給業主或PMT團隊進行審查，避免后期因為DDP模板數據填寫或導入等問題影響項目進度。

圖1 SPI圖庫蝶閥DDP模板示意

圖2 精簡后蝶閥DDP模板示意

5 結束語

國內工程公司走向海外市場承接工程數字化交付已經成為EPC投標的資質考核標準。因此海外項目數字化交付中更應該在項目前期充分考慮到項目模式、種子文件以及交付標準對SPI后續的使用可能帶來的影響。深入解讀合同，增加種子文件審查的環節，強化項目前期與業主談判，可以有效地避免后期索賠發生。相信海外項目的高標準要求也會推動國內工程數字化交付的快速發展和進步。