流程行業工程項目數字化交付實踐與思考

■ 華陸工程科技有限責任公司 范沙浪

近年來，隨著信息科學技術的蓬勃發展，企業數字化轉型進程不斷加快，數字工廠、智能工廠的概念不斷涌現，越來越多的企業要求在工程項目建設期開始進行數字化交付工作，以形成良好的企業數字基因，為未來智能工廠打下堅實基礎。華陸工程科技有限責任公司（以下簡稱“華陸公司”）作為一家由勘察設計公司轉型而來的國際型工程公司，在石油和天然氣化工、煤化工、精細化工、材料能源、基礎設施等業務領域擁有眾多業績案例。為了契合國家數字化轉型戰略，輔助客戶建立智能化工廠，華陸公司在多個項目實現了工程數字化交付，積累了豐富經驗。本文在研究工程項目數字化交付目標及要求的基礎上，總結工程數字化交付的實踐路徑，并對工程公司數字化交付提出深度思考。

流程行業工程項目數字化交付的目標、要求與挑戰

流程行業項目數字化交付的目標

近年來，以互聯網、大數據、人工智能為代表的新一代信息技術正在快速改變企業的運營模式，如何通過先進信息技術降本、提質、增效，已成為企業能否在激烈市場競爭中生存的關鍵因素。通過在工程建設期制定統一數字化交付規范，對設計、采購、施工各階段數據進行完整數字化交付，可以幫助企業形成真實反映物理資產的“數字工廠”，為運營期智能化管理奠定良好的數據基礎，最終可實現在虛擬空間中掌握企業真實動態，消除“信息孤島”，形成對企業資產、安全、生產等方面的信息化控制和管理，降低管理失誤，提高生產效率，確保生產安全。

流程行業項目數字化交付的要求

截至目前，流程行業項目數字化交付基本以《石油化工工程數字化交付標準》（GB/T 51296-2018）為基準，但由于企業交付目標不同，其側重點也會不同。有的企業偏重于對智能化工廠的探索，強調數字化交付的完整性、創新性、先進性；有的企業偏重于智能工廠的價值創造，強調數字化交付的合理性、實用性、靈活性；有的企業偏重于采用數字化交付提高工程質量，強調數字化內容的同步性和實時性。筆者認為，未來化工工程項目數字化交付標準將會逐步分化，形成更加細分的交付標準。

流程行業項目數字化交付的挑戰

目前，化工工程項目數字化交付主要面臨以下三個方面的挑戰：一是工程項目參與專業眾多、設計標準多樣化，難以達到數字化交付標準要求；二是工程項目建設周期緊、任務重、壓力大，難以同步完成項目數字化交付工作；三是數字化交付后，軟件應用效果不理想，難以達到客戶期望值。工程公司如何突破上述三個方面的困擾，是能否順利完成數字化交付項目，為用戶帶來價值創造的關鍵。

流程行業工程項目數字化交付的實踐經驗

化工工程數字化交付內容按專業分類，主要包括各專業設計數據、采購數據、施工數據以及各類數據間的關聯四個部分。按數據屬性分類，主要包括智能數據（可存儲在數據庫、具有一定遍歷規則的數據）、非智能數據（類似圖片、視頻、PDF、OFFICE之類難以智能化應用的數據）。數字化交付的核心是以工廠對象位號為索引，將各類智能、非智能數據關聯起來，形成工程建設期知識庫，以工廠三維模型數據作為展示平臺，向客戶呈現數字孿生工廠。具體交付內容如圖1所示。

圖1 數字化交付內容

進行數字化交付工作，就是將原本用卡車按噸計量的工程紙質交付變為以計算機存儲的信息數據交付給客戶，交付后可大幅節省客戶后期查詢資料的時間，但要在工程項目建設期同步完成工程數字化交付，是一件具有挑戰性的事情。根據華陸公司數字化交付經驗，30億元投資規模的工程數字化交付數據量在1TB~5TB左右（視交付深度而定），這里涉及組織的分工、專業間的配合、信息化人員與文控人員的參與以及對客戶真實需求的理解等，下文將重點進行說明。

建立獨立的組織機構，以應對數字化交付項目

由于數字化交付項目經常伴隨設計或總包工程項目，因此，初次接觸數字化交付的工程公司往往把數字化交付作為設計、總包項目的一部分，按照傳統工程模式進行。但采用這種模式進行數字化交付會給項目帶來極大的困擾，首先是職責定義不清晰，工程設計人員的主要工作是高效、準確地完成設計而非數據整理工作。其次是在工程進度緊張時，各專業人員本身工作壓力巨大，無法顧及數字化交付，等到設計負荷降低、專業人員有空時，卻發現需交付的數據已混亂不堪、難以整理，即便在項目中成立專門專業以應對數字化交付，都會面臨設計專業人員工作壓力太大、數字化交付不及時的困局。

如何應對此類問題？這就需要將數字化交付工作與工程項目分離，單獨立項，成立專門的數字化交付團隊去處理。數字化交付本質是伴隨工程設計、采購、施工同步開展的數據整理工作，其在專業分工上更接近于信息管理而非各工程專業，所以應以企業信息部門人員為基礎，組織專業交付團隊應對數字化交付項目。在大中型工程公司中，信息部門一般會配備專門三維設計軟件管理團隊，此團隊肩負企業數字化設計后臺維護責任，對信息化與工程設計之間的關聯會有深刻理解，可由此團隊去承擔數字交付項目核心組織機構。若企業信息中心不具備三維設計軟件管理團隊，則需要負責企業內部信息化建設人員進行轉型。數字化交付項目人員組織架構如圖2所示。

圖2 數字化交付項目團隊組織架構

建立統一的數字化交付規范及工作模式

若想順利完成數字化交付，前期制定數字化交付統一規范是一項極其重要的工作。此項工作應與工程項目初步設計并行，與業主緊密配合。數字化交付的目的是為將來客戶建設智能工廠服務，其對接部門包括客戶技術部、信息部、智能制造部等，而客戶此類部門和工程部接洽并不緊密，因此，需要在數字化交付團隊成立之初就要將客戶信息部、工程部以及工程公司各部門緊密結合，在盡量不改變工程公司及分包商設計統一規定的基礎上，結合客戶智能工廠需求去建立數字化交付統一規范。化工工程數字化交付統一規范編制可參考《石油化工工程數字化交付標準》（GB/T51296-2018），但需因地制宜，綜合考慮客戶需求、參建方設計標準、工程投資規模等。華陸公司的經驗是數字化交付統一規定應在盡量滿足客戶需求的基礎上，貼近參建方設計標準，降低投資成本，減少無效交付。

在編制完數字化交付統一規定后，需立刻制定出與之匹配的工作模式，在很多數字化交付項目中，數字化交付統一規定很完善，但因在執行過程中缺少工作模式和監督機制，最后交付成果一團糟。工作模式的制定主要是按照數字化交付統一規定，界定各工程專業與數字化交付團隊的工作分工，原則上不應過多增加工程專業人員工作量，應將數據整理上傳的工作交由信息化人員、文控人員完成，各專業人員只完成數據傳輸和數據審核工作。數字化交付工作模式主要包括設計介入模式、條件傳遞模式、文控管理模式、供應商文檔歸集模式、審查跟蹤模式等，數字化交付工作模式建立完成后，需要對工程各參與方進行系統性宣貫，時間最好定在詳細設計啟動之前。

建立信息系統，輔助數字化交付

在數字化交付項目過程中，會面臨大量的數據傳遞、規則匹配、二三維關聯、文檔識別工作。因此，在數字化交付統一規定、工作模式建立宣貫完成后，應建立相應信息化系統，以支撐數字化交付順利進行。相關信息系統主要包括工程文件收集系統、集成設計數據平臺、現場施工管理系統、數字化交付平臺。其中，工程文件收集系統主要負責收集各個分包商的設計、采購、施工文檔資料，該系統可以和工程公司現有設計圖檔系統、采購系統、工程管理系統聯動，從中抽取用于數字化交付的有效數據并制定交付規則。例如，當數字化交付工程文件收集系統未能接收到設備供應商相關文件時，采購系統無法支付設備采購尾款。集成設計數據平臺作為數字化交付過程中智能數據的載體，主要用于將智能P&ID、智能儀表、三維管道建模等設計軟件進行數據集成，使得設計與交付同步進行。現場施工管理平臺主要是在現場進行施工作業管理的同時收集施工驗收文件、工程聯系單、簽證、影像等資料。這些資料最終將全部移交至數字化交付平臺中，數字化交付平臺作為承載數字化工廠的基礎軟件平臺最終移交客戶，應在此平臺上配置相關文件校驗規則，輔助客戶完成驗收工作。

以終為始，在數字化交付過程中思考價值創造

在數字化交付過程中，需要不斷思考如何為用戶創造價值。在目前已知的國外成功案例中，節省客戶后期查詢資料時間、以工廠對象為核心實現文件之間的關聯，是數字化交付主要價值，但單憑此項價值不足以滿足客戶智能工廠基礎平臺的要求。在數字化交付過程中，工程公司應站在客戶運維角度去拓展應用場景，將工程靜態數據的價值發揮到最大。

目前，除了文件管理查詢這項傳統功能外，其他比較成功的拓展場景包括三維人員定位、可視化資產管理、三維OTS仿真、MES系統集成、安全應急系統集成等。三維人員定位場景是指利用工程公司交付的全場景三維地圖結合5G、北斗技術實現全廠人員精準定位，輔助班組長及時了解員工巡檢位置等；可視化資產管理是指在交付的三維模型中，將設備實時數據、交付設計、采購、施工數據、檢維修數據整合在一起，實現設備三維可視化管理；三維OTS仿真主要是在二維OTS培訓的基礎上結合三維外操培訓，使整個培訓過程更加真實有效，有利于提高員工對工廠的整體認知；數字化交付系統與MES系統深度集成，是將工廠模型、文件與生產執行實現緊密集成，形成更為直觀的展示頁面；數字化交付平臺與安全應急管理平臺集成，是將可燃有毒氣體報警系統與風向儀、模型相結合，形成擴散預警三維成像。

由上述應用案例可知，數字化交付平臺是智能工廠的數據“底座”，類似于電子消費領域中的電子地圖，至于能在地圖上產生怎樣的應用、創造怎樣的價值，還需要客戶與實施商集思廣益。

流程行業工程項目數字化交付的思考

在華陸公司參與的多個項目數字化交付項目中，我們發現現代化信息科技的進步對傳統工程建設交付帶來的深遠影響，數字化交付給工程公司帶來的變革是多方面的。如何順應時代發展、把握變革機遇是每個工程公司亟待思考的問題。

數字化交付引發企業組織變革

在信息化發展的大潮中，與下游的消費行業不同，處于上游的勘察設計服務行業，大多數公司信息部門的職責是維護好網絡硬件、設計軟件、建立公司內部信息管理系統，隸屬于公司管理部門。但由于數字化交付的目標與要求更貼近于客戶信息化建設，將原本處于幕后管理側的信息部門推向生產側，會給企業信息化人員帶來巨大的挑戰。如果勘察設計企業缺乏信息化人員，無法接受客戶的數字化交付委托，轉而由外界軟件公司承擔，將給公司帶來利潤方面的損失，且不利于知識產權保護。如果接受數字化交付委托，則需要培養信息化人員和數字交付文控人員。然而，這些人員在數字化交付項目執行過程中，也會反向促進公司內部管理體系的提升。由此可見，勘察設計企業會逐漸將信息化部門從成本中心轉化成為利潤中心，是一種必然趨勢。

數字化交付引發企業數字化轉型

在數字化交付過程中，存在大量集成設計系統與信息化管理系統的應用，它要求工程專業人員在信息化人員的配合下使得生產過程更精細、工作方式更規范、數據利用率更高效。與以往購買單獨設計軟件提高單專業設計效率不同，數字化交付更加強調工程整體信息化進程的加快。在具體項目中，數字交付更加注重設計數據的正向傳遞、采購文件數據化對后期運維的輔助、三維模型與施工進度管理的協同。進行數字化正向設計交付的項目，經常會出現某個專業工作量增大，其余專業工作量顯著下降的情況，數字化交付速度快、準確率高的企業經常也是信息化系統程度高、工程作業標準化高、執行力強的企業。由此可見，數字化交付項目從外界激發了企業數字化轉型動力，相比內部自驅力，外部力量的強迫性更明顯，帶來的壓力更大，有助于推動企業快速實現數字化轉型。

數字化交付項目不僅有利于推動勘察設計行業領域的數字化轉型，也會向下傳遞到整個工業制造產業。例如，當工程公司接受數字化交付項目后，會將數字化交付的需求向設備供應商傳遞、要求設備供應商提供三維模型與備品備件數據信息，設備廠商也會思考在三維設備模型上增加工業互聯網的應用，以提高產品競爭力。

數字化交付引發企業服務延伸

傳統工程公司的業務服務范圍多限于設計、采購、施工、試車等，但隨著我國工業化進程的加快，客戶越來越專業，工程公司如果想要在激烈的市場競爭中占有一席之地，就必須關注客戶的工廠全生命周期管理，即可研、投資、設計、采購、施工、試車、運維、技改等。在原本的工程公司專業體系中，由于和工廠運維體系不匹配，在試車投運完畢后就無法給客戶提供幫助。但隨著數字化交付、智能工廠業務的興起，以及信息化人員的介入與探索，使得工程公司可以從專業與信息化相結合的方向為業主提供運維方面的服務。

數字化交付后應用案例思考

數字化交付是為客戶建立智能化工廠服務的，數字化交付是智能工廠的數字基因，每一個數字化項目交付團隊都應站在工程公司的角度去思考如何為客戶創造價值，華陸公司在多個項目實踐中總結出工廠對象檢索、人員定位、資產管理、三維仿真、VR漫游、系統集成等數字化應用場景，但此類應用仍未涉及工廠核心價值創造。在流程行業中，真正能給工廠帶來實際效益的場景應是“數字孿生”，即將工廠的設計數據、生產機理算法數據、設備狀態數據、運營數據結合在一起，通過大數據分析、工業互聯網遠程診斷為客戶提供預測性維護和工藝優化方案，只有這樣才能為客戶創造價值。

結語

綜上所述，在我國大力推進數字化轉型的背景下，從行業發展趨勢來看，數字化交付未來必然會成為勘察設計行業的設計、總承包項目的“標配”。如何借助數字化交付項目對內完成組織優化、企業數字化轉型，對外為客戶創造更多價值，已成為企業數字化交付項目能否良性發展的必要條件。工程公司應與軟件公司齊心協力為客戶打造更優秀的數字化工廠軟件套裝，為我國智能建造與建筑工業化發展貢獻一份力量。