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海洋油气工程设施数字化交付应用浅析

发布日期:2021-04-09 16:37:58浏览量:32

随着信息技术的发展,数字工厂建设的步伐越来越快,特别是三维数字化工厂建设更是目前的热点。中国海洋石油集团公司也制定了建设数字化、智能化油田的发展规划。三维数字工厂的建设有两条技术路线,分别为逆向建模和数字化交付。其中数字化交付是大势所趋,近些年石油化工企业在工程建设交付上越来越多的采用了数字化交付手段[1],国家也颁布了《石油化工工程信息系统设计规范》GB/T 50609-2010和《石油化工工程数字化交付标准》GB/T 51296-2018等规范以适应石油化工工程建设发展的新要求。
1 数字化交付概述
1.1 数字化交付的定义
国家标准《石油化工工程数字化交付标准》GB/T 51296-2018给出了“数字化交付”的定义,数字化交付是以工程对象为核心,对工程项目建设阶段产生的静态信息进行数字化创建直至移交的工作过程。涵盖信息交付策略制定、信息交付基础制定、信息交付方案制定、信息整合与校验、信息移交和信息验收。
1.2 数字化交付过程
数字化交付过程应涵盖工程设计、采办、建造、检验、调试等工程建设全过程,其典型流程如图1所示,数字化交付过程是由业主(生产方)、工程建设方协同作业的系统工程[2]。数字化交付过程需要在项目设计阶段制定数字化交付规范,约定项目各阶段、各参与方提交的数据文件内容及格式要求。项目建设完工后,由数字化交付服务商代表生产方对项目进行数字化接收并对数据进行完整性、准确性、一致性进行检查[3]。
1.3 数字化交付平台
数字化交付平台是数字化交付过程的关键,交付平台按照统一的标准及流程将工程参与各方提交的不同数据集成于平台上。还需要提供开放的数据接口,接收工程后期運行、维护、改造等工厂全生命周期的信息数据[4]。目前国际主流的数字化交付平台有SPF平台和AVEVA平台、西门子数字化平台COMOS等,国内也有北京绥通的SeaLINx平台等,这些平台均支持多种主流文件格式,可将不同的数字模型组合在一起。
2 海洋油气工程设施数字化交付现状
数字化交付在国内石油化工行业工程建设中已经取得了许多卓有成效的成果。在海洋油气工程建设中,虽然未实现真正意识上的数字化交付,但在工程数字化领域也取得了一定的成果。2008年中海石油(中国)有限公司启动了基于AVEVA NET技术的工程数字化信息系统(EDIS)的课题研究及系统建设工作[5],经过多年的完善,EDIS系统已经成为国内海洋工程领域重要的数字化基础平台。海洋石油工程股份有限公司也采用了基于SPF平台的工程项目建造管理系统(PCMS系统),用于设计管理、材料管理、建造过程管理及文件管理等环节[6]。
3 数字化交付发展趋势及应用前景
3.1 工程数据和运维数据的融合
无论是EDIS系统还是PCMS系统,目前整合的数据主要还是来自工程建设阶段的数字化数据,还未与平台的运维数据进行融合。随着数字化技术的不断发展,数字化交付给业主后,进入平台运维期,平台会产生大量的运维数据,例如:维修工单、维修记录、备品备件、设施实时运行数据等,这些日常管理数据如果能与前期的工程建设数据进行融合,则会大大提高平台运维的效率[7]。
3.2 数据的静态完整性到数据的动态准确性
海洋平台投入运营后,改造、扩建是常态化的,平台数据也随之不断发生改变。为了保证平台数字工厂与实体工厂的一致性,平台数据库需要及时更新,保证数据的动态准确性。
3.3 数字工厂的智能化应用
工厂建设实现数字化交付后,便可建立三维数字工厂,三维数字工厂是利用创新的虚拟现实的方法获得代表工厂现状的全热点三维模型,以该模型为核心集成工厂全生命周期(如设计、安装、生产、检维修、腐蚀等)的动静态数据,形成工厂资产、生产、安全管理的数据生态环境,实现对企业生产运营维护的各个领域提供数据、模型服务,以及对企业管理与维护过程提供仿真、评估和优化的技术支持。
4 结语
相对于地面油气设施的分散,海洋油气设施集成化程度较高,人工巡检、生产操作成本较低,加之数字化建设前期投入成本较高,导致海洋油气设施的数字化建设动力不足。但随着数字化技术的成熟及海上无人平台技术的推广应用,海洋油气设施数字化智能化成为必然趋势,数字化交付技术将有很广阔的应用前景。

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