大型煤化工數字工廠檔案大數據資源管控體系構建與實施

彭曉春 張兆孔(神華工程技術有限公司，北京 102209)

0 引言

隨著國家“互聯網+”“工業4.0”和“中國制造2025”等概念相繼提出與深入踐行，以工業化和信息化“兩化”深度融合為核心的智能制造成為發展方向。十多年來，神華煤化工建設項目相繼投入生產的同時，借助云計算、大數據、物聯網、移動應用、社交媒體等信息化新技術，推進工程、生產、管控與經營等各領域管理模式的不斷變革，借助數字化裝備、數字化執行與智能化管控等多個層面綜合提升生產管理水平，推動新型煤化工企業的數字化轉型，并逐步建立和完善數字化工廠，實現信息集成，達到資金流、物質流、能量流和信息流“四流合一”，向智能數字工廠邁進。

1 大型煤化工數字工廠檔案大數據管理面臨的挑戰

隨著神華數字工廠建設逐步推進，企業工程、生產、管理、控制等各種數據采集端，每時每刻捕捉大量的數據信息，逐步實現工程建設和生產運行管理“數據化”。這些數據信息包括數字、文本、圖像、視頻等，有結構化數據，非結構化數據和在線交互產生的行為活動數據，向一切“數據化”的方向發展，在這種大數據背景下，對傳統檔案管理的理念和管理方式造成了巨大的挑戰，給檔案收集、分析、鑒定、歸檔、存儲、利用形成很大難度，檔案人工操作、鑒定、分類等工作異常繁重，歸檔范圍變得難以厘清，存在“脹庫”等問題。

(1)對傳統檔案管理相關概念、管理模式產生很大沖擊。對數據、信息、電子文件到數字資產等新載體價值屬性認識不明確，泛在化。對以實體內容為管理主體的傳統管理理念與以信息內容載體為主，包含數據采集、處理、存儲、利用為核心的檔案大數據理念形成巨大差異，檔案相關概念產生歧義。對大數據的數據采集、歸檔范圍、歸檔方式、分析鑒定、存儲管理、開發利用方式、安全保密等提出了新問題。

(2)在大數據環境下，從工程建設到數字工廠運營過程中，傳統紙質文件管理向多維化、可視化、數字化交付轉型，對全信息數字化交付的標準制定、過程管控及應用開發提出了新的要求。

(3)企業向數字化智能化升級進程中，傳統數字檔案管理信息系統與業務管理平臺脫節，造成數據流轉不暢和脹庫。

(4)隨著大數據智能接口和云存儲等技術、標準規范等方面的成熟和發展，為企業建設智慧化檔案管理提出了新的應用需求。

(5)在智能大數據應用的推動下，對檔案大數據管理復合型人才培養、軟硬件投入、大數據數字資產治理、體制機制和管理方式創新提出了新的更高的要求。

2 數字工廠檔案大數據管理體系構建和實施主要措施

數字工廠檔案大數據管理體系是為增強企業數字資產治理能力，充分實現數字資產價值，以多來源、多形態海量數據為基礎，以數據化為核心思路，以新型數據處理技術為手段，通過高效技術工具和管理平臺，將數字工廠各種數據進行深層次整合，確立檔案學大數據生態理論體系，完善大數據管理標準和制度規范，推進資源多元、全面感知、綜合處置、雙模存儲和泛在應用，構建“煤化工數字工廠檔案大數據資源標準化管控體系”，推進檔案大數據管理理念、體制及方法的重大創新與變革。

2.1 檔案管理方式轉型

傳統檔案管理主要包括實體收集、整理、鑒定、保管、統計、利用6個環節。大數據推動下檔案管理簡化了收集、整編、鑒定等環節，發展成為全息采集、分布存儲、智能開發和智慧服務4大環節：(1)從收集整理走向檔案數據采集；(2)從鑒定篩選走向檔案數據處理；(3)從存儲保管走向檔案數據維護；(4)從開發利用走向檔案數據服務。檔案管理工作模式、內容和流程發生了根本變化。以“大檔案觀”的管理理念，將一切具有價值的數據歸結為檔案。

2.2 檔案主數據管理體系創建

目前，大多數企業存在數據環境復雜多樣、數據質量缺陷等普遍現象，企業對檔案數據缺乏統一規劃、有效集成、深度利用和有效治理，數據資產價值難以體現，嚴重阻礙了數字化、智能化進程。因此，檔案數據的治理勢在必行，而主數據管理恰恰是數據治理最為核心的抓手。

2.2.1 數據管理問題

國際標準ISO/IEC 17799—2005《信息安全管理實用規則》中明確指出：“數據是一種資產，像其他重要的業務資產一樣，對組織具有價值，因此需要妥善保護”。目前，企業智能數字工廠建設中，大多數仍然停留在以業務自動化為建設重點，專注于人工到自動流程的轉變，各業務部門以其職能為中心構建應用系統，結果是各類業務系統各自為政，缺乏完善、統一和可信的基礎數據來源，難以互聯互通，產生數據不兼容、冗余或孤立等問題，導致數據資產管理危機。

2.2.2 主數據系統構建

企業數據資產分為主數據、業務數據、分析數據三個主要的數據域。其中，主數據是指在整個企業范圍內各個系統間共享的、高價值的數據，在企業內跨越各個業務部門被重復使用，并存于多個異構的應用系統中。主數據是業務數據、分析數據組織和管理的基礎，主數據具有穩定、數量少但影響范圍廣泛的特點。

集成、共享、質量、治理是主數據管理的四大要素，主數據管理要從企業的多個業務系統中進行數據清洗和豐富，并統一分發到各業務系統進行數據交換支撐。主數據識別流程如圖1所示。

主數據是檔案數據與各業務系統之間紐帶和血液，提高了數據質量和數據利用率，簡化改進了業務的響應速度。主數據管理作為企業資產管理的重要思想和方法，是企業實現數字轉型的關鍵，是企業數據治理的根基。

2.3 大數據管理標準和規范體系建設

為了保證大數據檔案管理工作的高效運轉，加強頂層設計，從制度、標準及規范加強管理，在大數據管控體系建設的同時，按照國家檔案局國家檔案局令10號《企業文件材料歸檔范圍和檔案保管期限規定》、GB/T 33480—2016《國家檔案事業十三五發展規劃》《黨政機關電子公文元數據規范》、檔發〔2016〕2號《建設項目電子文件歸檔管理辦法》、DA/T 28—2002《國家重大建設項目文件歸檔要求與檔案整理規范》；DA/T 46—2009《文書類電子文件元數據方案》、DA/T 47—2009《版式電子文件長期保存格式需求》、GB/T 33190—2016《電子文件存儲與交換格式OFD》、GB/T 26335—2012《工業企業信息化集成系統規范》、GB/T 50609—2010《石油化工工廠信息系統設計規范》及石化行業GB/T 51296—2018《石油化工工程數字化交付標準》、SH 3503/T—2001《石油化工工程建設交工技術文件規定》等，制定檔案大數據管理體系和制度，完善了企業電子檔案、業務數據管理標準化、流程化的操作規程，統一數據類型、編碼、路徑、格式等屬性，為大數據產生、輸入、流轉、歸檔、利用、控制及安全管控建立了制度保障。

2.3.1 文件控制體系

制定了煤化工“項目前期和工程設計基礎資料管理規定”“工程技術文件出版管理規定”“商務文件控制及管理辦法”“采購文件管理規定”“工程設計文件管理規定”“施工交工資料管理歸檔”等14個文件控制規定。

2.3.2 檔案管理制度

完善了煤化工檔案管理制度體系，包括“公司檔案管理辦法”“檔案分類規則”“基建檔案管理辦法”“文書檔案管理辦法”“電子檔案管理辦法”“檔案考核管理辦法”“項目檔案管理規定”“聲像檔案管理辦法”“文件控制管理規定”“財務與審計檔案管理辦法”“檔案借閱制度”“檔案庫房管理辦法”“檔案鑒定銷毀制度”“檔案保密工作制度”“文控檔案工作考核辦法”等20多個制度。

圖1 主數據識別流程圖

2.3.3 大數據管理規范

制定了《數字化文件信息移交的要求》《主數據規范》《數據字典》《信息系統操作規范》《數據系統接口規范》《設備編碼規范》《文檔編碼規范》《專業文件分類規范》等各類標準規范，支撐了大數據體系的標準化建設。

2.3.4 流程化歸檔方式

在國內率先繪制了11大類文件的歸檔控制流程圖，實現各主體“標準化”“傻瓜式”的自動模式，定制了“形成—流轉—審定—簽批—傳送—發放—接收”的時間節點，保證了同步歸檔。

2.3.5 歸檔格式和編碼

將涉及“國家標準”“地方標準”“行業標準”諸多文本格式、編碼全面進行梳理，統一整合到10個標準文號中，把3500多個(種)歸檔文件統一對應到這10個標準格式中，做到了歸檔文件模板化和標準化。

2.4 基于工程和工廠雙重屬性的數字化交付平臺應用

通過數字化交付平臺技術，集成工程管理、生產運營、設備管理、環保安全的各動、靜態數據，將物理工廠與數字工廠相結合，實現從設計、采購、施工到工廠生產、運維全生命周期的三維化、可視化及在線管控，以大數據管控為基礎，拓展智能化應用，促使企業向智慧化邁進。

2.4.1 數字化交付平臺

數字工廠的基礎是數字化模型，模型的數據支撐是工程數字化交付。數字化交付平臺含基礎設計、詳細設計(含設計管理、文檔控制等)、工程采購(含設備監造、 催交催運等)、工程施工、項目管理(內含進度管理、費用控制、質量管理、工程監理等)及項目開車(含中交、調試、開車等)等 6 個子平臺。數字模型數據來自設計院、施工單位、試生產等單位提交的標準數據文件。數字化模型涵蓋的相關專業越多，數字化集成度就越高，借助交付平臺將各專業信息資料收集、整合，高效完成數字模型。

2.4.2 數據交付流程

大量的設計信息、電子圖紙、供應商三維模型數據、施工過程基礎數據、竣工后模型Review文件，需收集、分類、流轉、發布并向數字化交付平臺移交。平臺自動更新提取，生成了項目進度曲線，實現工程關聯文檔的自動檢查，實現項目進度周報、設備材料采購到貨動態、進展等瀏覽，數字化交付流程如圖2所示。

2.4.3 數據整編關聯

設計、采購、施工過程中形成的各類文件處理后及時發布到項目AVEVA.NET數字化交付平臺，通過多源模型數據導入，對數據進行整編、校驗，整合、加載、展示、抽離、瀏覽、漫游和批注等，在模型中建立數據文件與實體模型的關聯關系，將相應的位號規則及文檔放入指定位置，運行平臺編輯，提取文檔中的工廠對象。不同類型的文檔，按照統一規定要求，進行分組存放整理，最后生成三維模型。數據整編歸檔關聯圖如圖3所示。

數字化交付的是把項目全生命周期的數據信息移交，檔案大數據管理人員是數字化交付的核心管理角色。首先，要把發布到數字化交付平臺的各類電子文件進行分類，轉存到工程云，隨數據庫和三維模型平臺移交，通過數據的共享和歸檔，與數字工廠管理平臺實現無縫集成，從源頭上掌握工廠運行管理數據，為企業運營、設備維護及資產數字化管理奠定堅實的基礎。

2.5 大數據綜合信息管理平臺建設

在數字化交付“E”平臺的基礎上，在基于SOA (面向服務的架構)和BPM (業務流程管理)，集成生產管控(M)和市場營銷(M)等應用。將所有文件、數據無縫銜接到設備管理、生產管控及市場營銷等信息系統，打造“工程管理、生產運管、銷售、維修保運、能源與供應管理”一體化平臺，即“EMM”平臺。實現生產作業可視化管理、工藝設備巡檢、隱患排查、異常報警、DCS數據查看，完成實時監控、遠程協同，并對生產數據進行分析預測。

圖4所示為全生命周期靜態和動態數據有序傳輸的數字資產信息化管理平臺。

2.5.1 檔案系統與業務系統集成

由于，數字工廠設計復雜，自動化高，生產流程長，為了避免數據傳輸中出現的數據標準不一、分類不清、主數據不全、屬性不準及數據混亂冗余等問題，需做好數據編碼、標準與質量等方面的頂層設計，協同工作，完善流程，優化數據，將工程文檔系統和檔案資源系統與業務大數據平臺集成，統一打造“檔案大數據統一管理集成平臺”，確保數據高效流轉和生產平穩運行。

圖2 數字化交付流程圖

圖3 數字化交付數據關聯圖

圖4 數字資產信息化管理平臺

2.5.2 數據管控措施

(1)加強數據源頭介入，制定數據流轉自動歸檔時間節點和規則。將數據采集范圍與歸檔條件嵌入大數據平臺，提升歸檔質量，實現檔案數據精細化管理。

(2)開發檔案自動分類、著錄等功能，自動生成案卷封面、目錄、脊背及報表等。通過數字檔案管理模塊，自動比對文件歸檔計劃與實際歸檔狀況，智能統計分析文件歸檔率。

(3)強化檔案大數據業務部門監督。把檔案管理與項目、生產流程掛勾，完善業務部門數據履責，考核業務部門檔案數據的歸檔工作，確保歸檔齊全完整和準確。

2.6 數字檔案向智慧檔案轉型

大數據驅動下，為數字檔案向智慧檔案升級提供了發展空間。將大數據建設與企業智慧檔案館同步規劃和有機統一，推進檔案管理部門職能轉變和工作轉型，解決傳統檔案管理存在的問題：一是數字檔案館沒有在檔案實體管理方面有實質性的突破，數字信息與檔案實體沒有有機結合；二是數字檔案館不具備檔案信息“再造”功能，只為傳統檔案資源建立數字鏡像和利用平臺；三是數字檔案館信息資源明顯受制于館藏檔案基礎，難以突破傳統檔案館既有的局限性；四是數字檔案館受技術的制約，信息管理、服務和安全等方面缺乏信息感知與協同處置功能等。

2.6.1 智慧檔案管理體系

智慧檔案館綜合運用先進的物聯網、云計算和自動控制技術，建立集“資源多元、全面感知、綜合處置、雙模存儲、泛在應用”于一體的綜合智慧服務平臺。通過數據挖掘，以智能化識別、抽取、整合和應用，實現數據流轉判斷和可視化、一體化管理。通過雙模存儲，解決海量數據中安全保密檔案的獨立計算和存儲，構建“檔案云”和“企業云”雙模管理，完成自動感知、自動處置。智慧檔案服務平臺是集檔案資源、人才及設施，依托檔案資源、安全及服務體系支撐，構建企業“大檔案”和“大數據資產治理”框架，實現對企業的運營服務和決策支撐，實現企業檔案大數據治理。

智慧檔案的構成：(1)感知化：①對建筑與設備的感知；②對檔案實體的感知；③對檔案人員的感知；(2)智能化：①實現檔案信息之間、檔案信息與人的互聯互通，實現各檔案館之間、檔案與部門之間的互聯互通；②資源聚合；(3)智慧化：①集群化；②協同化；③泛在化，打造時時、處處、人人可用的檔案數字資產。

2.6.2 智慧檔案館實踐

智慧檔案館是以傳統實體檔案館和數字檔案館為基礎，以物聯網和云計算技術為依托，以資源整合、業務協同、信息共享為主線，通過全面和深入感知建筑與設備、檔案實體與信息，實現多元統一的智慧化管理。通過搭建立體互聯、共享協同的檔案信息網絡，實現無線泛在、個性互動的檔案智慧化服務。神華數字檔案館在向智慧檔案館建設推進中，項目一期已完成與OA、ERP等業務系統的集成應用，二期智慧檔案館建設的工作正在推進。

3 結語

目前，神華全面實現了檔案“全數字化”和“全數據化”管理，電子文檔管理系統數據已經達到近500多萬條，存儲已達10TB數量級，為企業提供了強大、海量的檔案信息管理應用，實現了數據遠程同步錄入及文檔一體化管理，有效提升了企業檔案數據資源整合力度和價值含量，改進了數據識別、數據檢索、數據關聯的手段和方式，提高了數據調閱、數據下載及利用等多方位的服務功能，有效地支撐了神華煤化工項目建設、生產運營、科技創新、技術升級改造工作，為新型煤化工行業文檔管理的科學化、標準化、規范化起到了重要的奠基和引領作用，填補了國內新型煤化工行業的檔案大數據標準化管控體系的空白，實現了企業數據資源向數據資產的重大轉變。