數字化交付技術在油庫工程建設中的應用

陶建發，曾勇昭，劉華冰

(中國石化銷售股份有限公司廣西石油分公司，廣西 南寧 530020)

0 引言

國家大力推動數字化建設和智能工廠建設[1]，數字化交付是構建數字化工廠過程的第一步，是實現智能工廠、智能制造的重要數據來源及數據基礎。

近年來，工程建設行業數字化交付技術迅猛發展。GB/T 32575—2016《發電工程數據移交》、GB/T 51296—2018《石油化工工程數字化交付標準》和GB/T 51301—2018《建筑信息模型設計交付標準》的相繼發布，開啟了電力、石化、建筑行業工程建設的數字化交付時代[2-4]。數字化交付是設計成果交付的升級，是工程技術服務的延伸，是建設數字化工廠的基礎。

油庫工程建設的數字化交付及數字油庫的創建是石油化工行業數字化建設的重要組成部分，但關于油庫數字化交付及數字化油庫應用的文獻報道較少。提升油庫工程的數字化水平對提升整個石油化工行業的數字化水平具有重要意義。

1 油庫數字化交付的意義、范圍

油庫數字化交付是構建數字孿生油庫的必經之路[5]。數字油庫在解決傳統信息收集、存儲、檢索、應用方面的困難具有優勢。以數字油庫為基礎還能進一步開發智能應用，如數字化的資產管理、應急演練模擬、油庫運維輔助、模擬培訓、隱蔽工程信息管理等，能生動、形象展現油庫全貌與細節，能夠最大限度地提升油庫管理水平，為提高油庫安全管理水平提供可能，為減員增效創造必要條件。

油庫數字化交付的內容包括數據、文檔和三維模型，使油庫對象與數據、油庫對象與文檔、油庫對象與三維模型等的不同信息之間建立關聯關系。數據包括油庫對象屬性的值和計量單位等信息，油庫對象的數據內容涵蓋設計、采購、施工、運維等階段的基本信息。油庫數字化交付采用交付平臺移交方式，并符合平臺信息組織方式和約定的組織規則[3]。

2 油庫數字化交付規范的要求

國家為了規范工程建設數字化交付工作，滿足建設單位數字化工廠建設的需要，確保交付信息完整性、準確性和一致性的質量要求，發布了GB/T 51296—2018《石油化工工程數字化交付標準》；中國石化集團公司于2019 年發布《石油化工工程數字化交付執行細則(試行)》(SPMP-STD-EM 2015—2019)。

數字化交付應涵蓋三維模型、智能P&ID、油庫對象屬性、資料文檔，并以交付平臺為工具實現特定的關聯、應用。數字化交付應涵蓋設計、采購、施工等相關基本信息。

3 油庫數字化交付的開展思路

3.1 油庫數字化交付信息規范

當前在實施數字化交付工程實例中存在如下問題：各設計分包商使用的三維元件庫不同，相同類型設備、設施的外形不統一；各設計分包商使用的二維圖例不同，相同類型設備、設施的符號不統一；各分包商使用不同的命名規則來命名設備、設施編號和文檔編號；各設計分包商提供的設備、設施的屬性不統一，可能也不完整；各設計分包商提供的工程材料編碼不統一，運維期資源管理很困難。因此，銷售系統油庫數字化交付統一標準的制定將有利于數字油庫信息的傳遞、使用，同時提高數字化油庫開發利用價值。

當前針對銷售系統油庫數字化交付在遵守標準的基礎上，增強油庫項目數字交付的針對性，進而使得數字化油庫集群之間有了統一的標準，為各省份乃至銷售系統總部強化對各省份油庫的統一管理將起到重要作用。

3.2 油庫數字化交付信息來源

油庫數字化交付信息來源包括大量的普通電子版，含二維模型、三維模型、分包商的工程信息、油庫專業化系統(實時)產生的信息等。各種形式的信息宜通過數字化交付平臺進行整合、并建立起與油庫對象之間的關聯。

對于已建成油庫在數字化孿生中宜采用激光掃描逆向建模與根據竣工資料、供應商資料、運維數據等通過數字化交付平臺進行整合的模式進行數字油庫的補建。

油庫數字化交付信息來源主要包括工程信息、工廠信息和可視化的輔助信息，這些信息均以設備、設施(即油庫對象)為核心。

3.3 油庫數字化交付信息管理

傳統交付中一般的文檔管理方式不符合運維基于設備、設施的管理需要；來自不同系統的信息格式很多，很多信息的瀏覽需要專業化工具支持；不具備信息的檢索和查詢功能；不支持文檔、數據、權限的工作流程控制；不支持輔助業務的執行；信息的變更不能與業務過程相關聯。

上述傳統交付方式的痛點在數字化交付中都需要得到解決。通過數字化交付平臺的整合，實現來自不同系統信息的方便瀏覽，實現信息的方便檢索和查詢，支持文檔、數據和權限的工作流程控制，并支持輔助業務的執行，實現與業務過程的關聯。更重要的是，基于數字化交付建立起的數字油庫，應能為后期的智能應用開發提供平臺和基礎。

3.4 數字化交付的工作流程

油庫數字化交付主要內容、工作流程主要包括建立在統一信息標準上的信息處理、信息模型交付、數字化油庫模型的建立(靜態模型)等環節。

在油庫數字化模型基礎上，通過智能油庫的開發，可以實現對油庫運維等動態信息的集成，進而實現數字油庫的智能應用。

4 數字化交付在油庫項目上應用研究

對建設期的數字化油庫而言，設計、材料采購、施工、完工試運等工程信息通過數字化交付平臺實現信息的集成，建立靜態的數字化資產模型，進而為工程實現輔助設計管理、輔助材料采購、輔助施工管理。對于運維期的數字油庫而言，通過數字化交付平臺實現信息監控與控制、運營等油庫數據的集成，以形成動態運維期數字化模型，進而實現油庫信息的維護、輔助運維管理、培訓模擬、模擬應急演練、智能巡檢管理、保養管理、維修管理、應急管理和實時監控等智能應用。基于信息化系統建設，通過數字化建設與信息化建設的深度融合，有望實現智慧油庫。

4.1 數字化交付提升設計管理中的應用

工藝設計、管道設計、土建建構設計、儀表電氣設計以及其他專業的設計通過數字化的協同設計管理，在業務系統集成中形成數字資產模型。并在此基礎上，實現設計計劃管理、任務管理、設計溝通、設計數據管理和設計文檔管理集成、實現設計可視化項目設計管理及設計信息資產管理。

4.2 數字化交付促進工程材料管理

工程項目的材料需求管理、材料請購管理、材料采購管理、材料催交催運管理、材料現場管理通過智能數字資產模型管理，形成涵蓋業務審批管理、材料與財務集成管理、供應商管理的材料一體化監控管理系統。

4.3 數字化交付精益施工完工管理

施工工作包定義、施工合理性分析、預制建設過程管理、質量檢驗、建設完工管理等通過智能數字化交付平臺集成形成包含施工分包管理、施工與成本集成管理、施工業務審批管理在內的綜合可視化的施工監控管理系統。通過該管理系統實現施工過程資料交付和監控。

4.4 資產的智能數字化管理

在智能數字資產管理中，各設備設施作為虛擬資產應實現與智能工藝流程圖(P&ID)、三維模型、模擬培訓、全景圖像、供應商資料、工藝安全性分析數據、實時生產數據、視頻監控信息、資產變更維護信息、檢修助手、生產工藝模擬優化等信息實時關聯，并能隨時調用。資產的智能數字化管理中，實現了對油庫靜態基礎工程信息與油庫動態運營數據的集成。

資產的智能數字化管理能夠最大限度地提高油庫設備管理、資產管理水平，進而提高油庫運行和總體管理水平。

4.5 油庫運維管理輔助

數字油庫建設的重要目的在于輔助運行管理，而要實現油庫生產管理，其中的儲罐液位計量數據、機泵運行狀態、收發油設施狀態是至關重要的信息。在數字化油庫輔助運維管理中，應將這些重要的信息集成進入數字油庫中。此外，通過對液位監控信息、收發油設施監控管理應用智能分析報表功能，實現對油庫運行狀態的判斷，并對出現的問題提出告警及處理提示。例如油庫日進、出油量與庫存油量的每日清點核算，偏差超過允許值時做出告警，提示運維人員第一時間采取相應的處置措施。

4.6 模擬培訓

數字化油庫具有與實際物理油庫的一致性且形象生動，在實施模擬培訓時具有直觀、簡單、高效的特點，其優勢是其他培訓方式難以達到的。此外對泵閥操作、收發油作業、油罐計量作業等還可以設置仿真模擬，對接受培訓者實施模擬操作考核。數字化油庫的培訓功能對提高培訓的效率和效果是顯而易見的。

4.7 巡檢管理

在數字油庫中設置巡檢線路，并在巡檢線路中的關鍵設備設施附近設置打卡點，巡檢系統實時將打卡點的巡檢信息自動上傳至數字油庫中并形成巡檢記錄，油庫的管理層可以通過調取智能油庫中的巡檢記錄分析巡檢異常并及時做出正確的處理。

此外借助攝像現場檢測設備，也可以實現數字油庫中巡檢路線上相關設施設備外觀、運行狀態、檢測報警信號等的在線檢查，完成虛擬巡檢。虛擬巡檢的頻次可以設置高一些，與實地選件智能記錄相結合，進一步提升油庫智能巡檢管理水平。

4.8 保養管理和維修管理

在以油庫對象為中心的數字化油庫中，各關鍵設施設備的設計圖紙、廠家信息及設施設備維修保養說明書、維修保養方法、維修保養記錄等均能在數字油庫中沉淀下來。對設施設備的保養周期、保養時間之間進行適當的關聯，各類保養維修記錄可生成數字化憑條，可實現設施設備保養提示功能。對設施設備保養時，還可調取數字油庫中的相關維修保養方法、注意事項甚至播放廠家提供的維修保養操作視頻。

維修保養管理對提升油庫的設施設備管理水平具有重要的提升功能。

4.9 應急管理

在數字化油庫中集成基于智能管理的應急指揮系統，集成庫區生產、安全、設備等各業務域的數據，實現應急預案的自動提取，提高響應速度，借助移動終端、單兵視頻等現場監控手段，遠程實時了解現場信息，輔助應急決策。并通過全屏的功能將三維可視化系統展示在大屏幕上，為應急指揮提供必要的定位和顯示支持。大屏顯示的三維可視化系統與綜合展示中的三維可視化系統功能保持完全一致，在大屏上同樣可以實現交互瀏覽、生產管理、設備綜合管理、HSE與事故應急管理以及綜合管網管理等所有的功能。

4.10 實時監控中心

通過在數字油庫中接入油庫各視頻監控信息，并將各攝像頭在數字油庫中的位置、實時監控畫面等進行集成，能夠構建起油庫的監控中心。并通過接入可燃氣體檢測報警、周界報警等信息以及報警與周邊攝像頭的聯動，實現油庫的智能安防與監控，對提升油庫的安全管理水平將起到重要作用。

5 油庫前沿技術展望

基于數字化交付的數字油庫建設已可實現對控制系統、信息系統、液位計量系統、閥控系統、發油控制系統、視頻監控系統、可燃氣體檢測報警系統等油庫各子系統的兼容并包，實現數字油庫對物理油庫的最大程度上的信息集成，并已能支持各種終端的便捷查詢，讓油庫的管理者能迅速了解油庫運維狀態，并支持管理者及時線上溝通進行調度、應急指揮。

此外，對各級石油公司乃至總部級企業而言，建立并維護汽油的油庫集群的需求較為迫切，也必將促使數字化智慧油庫集群的誕生。

6 結語

銷售企業油庫數字化建設對促進石油化工行業高質量發展的意義重大。在這一建設發展過程中，相關企業率先開展智能數字化油庫建設將搶占先機，率先實現減員增效和管理水平的突破。廣西石油在數字化交付工作中的實踐，希望能給廣大的同行提供參考。廣西石油將繼續為建設智慧數字油庫集群作貢獻。