石油化工项目在集成化设计中的实践探索.pdf

综述石油化工设计()石油化工项目在集成化设计中的实践探索王柄涵(中国石化工程建设有限公司北京)摘要:随着中国石油信息化建设的全面推进和深化应用数字化工厂已经成为当前国内石化领域信息化建设的焦点 以某数字化交付项目为例对基于三维模型的数字化工厂设计阶段的实践现状进行了研究为未来数字化工厂设计提供借鉴关键词:石油化工 三维模型 集成化设计:./.目前我国的石化产业正向着大型化、数字化和智能化的模式发展 石化装置的建设通过采用集成化设计、综合业务与项目进程信息化和数字化管理等研发程序延伸了服务范围提高了各项工作效率及质量 数字化工厂的概念数字化工厂是集三维工厂模型、设备运行状态信息、材料备件信息、工厂全局图等各类工程静态和动态信息为一体实现石化企业设计、采购、施工、运营维护等各个环节协调管理的一项综合技术 数字化工厂以集成化设计为源头以工程实体为核心借助一体化协同设计将工程建设全过程信息进行管理和智能关联基于数字孪生平台实现数字化工厂与实体工厂的同步建设并在此基础上继续开展智能工厂建设见图 其中设计阶段的集成化是项目后续工厂智能化的基础 本文以某石化设计项目为例探讨当前集成化设计转型中出现的问题及其对策图 数字化工厂建设 集成化设计的优势与传统的石化项目设计相比集成化设计中所有专业均在集成化环境中开展相关设计工作该模式具有数据集成、多专业协同、二三维校验、简化提资过程、三维模型检测等优势.数据集成传统设计流程中工程项目以文档为中心进行设计和管理设计资料相对独立 而在集成化设计中工程项目以工程对象为核心其相关的设计和采购信息、相关管线图等信息关联成一个完整的整体可有效提高设计效率及质量工程对象信息关联见图.多专业协同设计传统设计流程中设计资料在各专业之间的传递过程中所产生的延迟和理解偏差易造成设计返工致使工作效率低下 而在多专业集成化协同设计中各专业设计成品可以直接导入集成化平台且能即时更新 其他专业在后续设计时可直接调用生成模型实体从而大幅减少需要各专业相互配合的中间环节保证设计文件与模型的高度一致性.二三维关联及校验在完成详细设计后工艺专业会在集成平台上发布存档版工艺流程 智能 (流程和仪表图)智能收稿日期:作者简介:王柄涵男 年毕业于香港理工大学机械工程学系工学硕士工程师主要从事石油化工数字工程的工作已发表论文 篇 联系电话:.年第 期(第 卷)王柄涵.石油化工项目在集成化设计中的实践探索 可以与项目存档模型进行关联(模型中的管道、设备、仪表、结构等实体与 一一对应)从而实现数据及图形层面的二三维校验达到二次校对的作用 与模型二三维校验见图 图 工程对象信息关联图 与模型二三维校验(蓝色:没有关联红色:已经关联但属性不一致绿色:完全关联紫色:拓扑关系不一致).简化提资过程传统设计项目中配管专业提设计资料时需参照模型手动在 中绘图提资此过程容易出现内容遗漏和数据错误在集成化设计中三维模型可自动生成设计资料(设备管口方位图、垫板资料、管道应力报告等)不仅省去人工绘图过程同时保证了资料与当前模型的一致性 如图 所示提取应力报告所生成的(管道组件文件)文件可直接导入应力专业的 软件无需应力专业再建模.检测三维模型的碰撞等问题集成化设计软件还可以实时检测模型中的碰撞、法兰螺栓缺失等建模问题减少设计错项保证出图与出料的准确性图 导入应力计算软件 集成化设计实践问题及解决思路集成化设计要求各专业部门的设计人员从相对独立的设计模式转变为协同设计对习惯于使用传统的设计流程和工作模式的设计者而言是一种挑战 在践行集成化设计的过程中依然存在着不少问题亟待解决.工艺流程(智能)和管道表编制的更新工艺源头数据的及时准确提出对于提高下游专业和整体效率至关重要 由于本项目在项目初期未及时编制智能 和管道表或即使两者已编制完成但却没有实时更新导致出现了内容格式不统一、同一管道多种工况、前期智能 深度 石 油 化 工 设 计 年第 期(第 卷)不足无法指导三维建模工作等问题未来的集成化设计工作可采取分批次录入和实时更新智能 的方式 如按管道紧要程度和温度压力等优先原则录入重要的工艺管道、电算管道等先满足项目前期配管等专业设计需求后续再分批次交付其他管道并定期进行更新更新过程中注明各个版次日期方便后期查缺补漏.集成化设计的标准化和规范化与传统设计相比集成化设计是一个系统性工程各专业数据之间需要建立关联关系 在本项目中由于前期总体院数字规定不完善且不同专业间数据风格各异导致各专业数据出现许多不一致的地方如 和、和 、和 为了能让海量数据正确关联并保证其准确性需要耗费大量人力未来的集成化设计中要做到统一各项数据格式或者建立明确的数据对照映射 各个专业在设计过程中需严格按照项目数字化交付统一规定对项目相关的数据进行规范定义 如管道、基础、设备、水点、结构等模型深度和属性必须符合集成化要求.设计数据的数字化设计数据数字化就是要实现设计信息流的数字化 当前的集成化设计应用中虽然可以留有修改痕迹和版次标识但是依然做不到严格规范的数据信息追溯 未来的集成化设计平台应做到可以准确追溯设计全过程中的各专业设计位置、时间、过程等信息做到有案可查 从而实现设计全过程的进度控制和质量控制避免设计信息在专业间传递时形成人为偏差.各专业集成化设计深度不足集成化协同设计涉及项目的各个部门在当前的设计项目中配管专业不仅要负责本专业的模型设计还要根据结构、动静设备、电信、仪表等专业的设计资料进行三维建模重复工作严重影响设计进度 未来各设计部门应提高本专业集成化设计深度如:)动静设备专业的设备数据表应摒弃之前的纸质传递采用数据传递模式定制数据导入模板直接在三维软件中生成设备实体后期数据升版时也可在模型里实时调整和修改)对于加热炉等包设备设计平台应向厂家提供数据接口使其将厂家设备数据导入数据库)对于土建和结构专业设计平台须实现三维设计软件和钢结构计算软件的双向导入导出并保证钢结构模型的时效性和准确性)仪表、电信、电气专业应加大接线箱、槽盒等建模深度将设计条件直接导入模型 同时开发定制直接从三维模型中生成如室外图、供风图等图纸的程序)由给排水专业建立包括地下管线、雨水口、检查井、水封井、清扫口在内的三维模型从而优化水点条件)当前集成化设计基础上应加大平台开发力度增加一系列如荷载显示、平台穿洞等小程序)材料汇总程序在统计和对比功能上需要进一步优化实现不同范围、不同批次材料的自动统计和偏差显示 数字工程发展趋势展望未来数字化建设的重点需要实现动态的数字化关联 静态的数字交付是第一步第二步要实现全场信息化及物联网建设即运维数据实时传递与接收(如采集全厂运行中的实时数据并加以处理呈现)第三步是实现全场智能化即根据接收到的运维数据给予基础的判断(如监控仪表阀门的质保信息建立到期检验提醒)最后实现智能工厂的建设即可以对工厂装置运维的实时信息进行深度判断提出一些基本的处理方案进行选择协助工厂在役装置的管理运营和维护(如现场的可视化管理将危险源录入数字工厂及时识别报警并提供应急管理方案)参考文献:叶向东.数字化石油炼制和石油化工工厂建设初探.石油化工自动化():.蒋曼芳.基于石化企业数字化工厂技术研究.信息系统工程():.吉利.面对“数字化工厂”工程公司的业务拓展方向.信息技术与信息化():.:.:():.:(.):.:():.:(.):.:():.:彩页索引封面 苏州安特威工业智能科技股份有限公司封拉折 江苏圣泰阀门有限公司封 天华化工机械及自动化研究设计院有限公司封 常州市范群干燥设备有限公司封 湖北长江石化设备有限公司前彩插彩插 中文目录彩插 英文目录彩插 江苏东方成套设备制造集团有限公司彩插 杭州杭氧膨胀机有限公司彩插 博雷(中国)控制系统有限公司彩插 德和科技集团股份有限公司彩插 浙江振申绝热科技股份有限公司彩插 开山集团股份有限公司彩插 上海东方压缩机制造有限公司彩插 上海苏尔寿工程机械制造有限公司彩插 浙江派沃自控仪表有限公司彩插 山东鲁阳节能材料股份有限公司彩插 烟台龙港泵业股份有限公司彩插 青山钢管有限公司彩插 江苏武进不锈股份有限公司彩插 北京航天长征机械设备制造有限公司彩插 北京斯克维思仪表有限公司彩插 一念传感科技(深圳)有限公司彩插 湖南安淳高新技术有限公司彩插 洛阳瑞昌环境工程有限公司彩插 欧菲尔(北京)环境设备科技有限公司彩插 上海板换机械设备有限公司彩插 江苏亚太工业泵科技发展有限公司彩插 东辰智能科技有限公司彩插 罗伯阀门(天津)有限公司彩插 富兰科(宁波)电力辅助设备系统有限公司彩插 湖北闲庭科技有限公司彩插 江苏伟屹电子有限公司彩插 中国石化工程建设有限公司优秀项目巡展彩插 重庆川仪调节阀有限公司 .