■ 華陸工程科技有限責(zé)任公司 范沙浪

近年來，隨著信息科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程不斷加快，數(shù)字工廠、智能工廠的概念不斷涌現(xiàn)，越來越多的企業(yè)要求在工程項目建設(shè)期開始進(jìn)行數(shù)字化交付工作，以形成良好的企業(yè)數(shù)字基因，為未來智能工廠打下堅實基礎(chǔ)。華陸工程科技有限責(zé)任公司（以下簡稱“華陸公司”）作為一家由勘察設(shè)計公司轉(zhuǎn)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(xì)化工、材料能源、基礎(chǔ)設(shè)施等業(yè)務(wù)領(lǐng)域擁有眾多業(yè)績案例。為了契合國家數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，輔助客戶建立智能化工廠，華陸公司在多個項目實現(xiàn)了工程數(shù)字化交付，積累了豐富經(jīng)驗。本文在研究工程項目數(shù)字化交付目標(biāo)及要求的基礎(chǔ)上，總結(jié)工程數(shù)字化交付的實踐路徑，并對工程公司數(shù)字化交付提出深度思考。

流程行業(yè)工程項目數(shù)字化交付的目標(biāo)、要求與挑戰(zhàn)

流程行業(yè)項目數(shù)字化交付的目標(biāo)

近年來，以互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能為代表的新一代信息技術(shù)正在快速改變企業(yè)的運營模式，如何通過先進(jìn)信息技術(shù)降本、提質(zhì)、增效，已成為企業(yè)能否在激烈市場競爭中生存的關(guān)鍵因素。通過在工程建設(shè)期制定統(tǒng)一數(shù)字化交付規(guī)范，對設(shè)計、采購、施工各階段數(shù)據(jù)進(jìn)行完整數(shù)字化交付，可以幫助企業(yè)形成真實反映物理資產(chǎn)的“數(shù)字工廠”，為運營期智能化管理奠定良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，最終可實現(xiàn)在虛擬空間中掌握企業(yè)真實動態(tài)，消除“信息孤島”，形成對企業(yè)資產(chǎn)、安全、生產(chǎn)等方面的信息化控制和管理，降低管理失誤，提高生產(chǎn)效率，確保生產(chǎn)安全。

流程行業(yè)項目數(shù)字化交付的要求

截至目前，流程行業(yè)項目數(shù)字化交付基本以《石油化工工程數(shù)字化交付標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 51296-2018）為基準(zhǔn)，但由于企業(yè)交付目標(biāo)不同，其側(cè)重點也會不同。有的企業(yè)偏重于對智能化工廠的探索，強調(diào)數(shù)字化交付的完整性、創(chuàng)新性、先進(jìn)性；有的企業(yè)偏重于智能工廠的價值創(chuàng)造，強調(diào)數(shù)字化交付的合理性、實用性、靈活性；有的企業(yè)偏重于采用數(shù)字化交付提高工程質(zhì)量，強調(diào)數(shù)字化內(nèi)容的同步性和實時性。筆者認(rèn)為，未來化工工程項目數(shù)字化交付標(biāo)準(zhǔn)將會逐步分化，形成更加細(xì)分的交付標(biāo)準(zhǔn)。

流程行業(yè)項目數(shù)字化交付的挑戰(zhàn)

目前，化工工程項目數(shù)字化交付主要面臨以下三個方面的挑戰(zhàn)：一是工程項目參與專業(yè)眾多、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)多樣化，難以達(dá)到數(shù)字化交付標(biāo)準(zhǔn)要求；二是工程項目建設(shè)周期緊、任務(wù)重、壓力大，難以同步完成項目數(shù)字化交付工作；三是數(shù)字化交付后，軟件應(yīng)用效果不理想，難以達(dá)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(shù)字化交付項目，為用戶帶來價值創(chuàng)造的關(guān)鍵。

流程行業(yè)工程項目數(shù)字化交付的實踐經(jīng)驗

化工工程數(shù)字化交付內(nèi)容按專業(yè)分類，主要包括各專業(yè)設(shè)計數(shù)據(jù)、采購數(shù)據(jù)、施工數(shù)據(jù)以及各類數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)四個部分。按數(shù)據(jù)屬性分類，主要包括智能數(shù)據(jù)（可存儲在數(shù)據(jù)庫、具有一定遍歷規(guī)則的數(shù)據(jù)）、非智能數(shù)據(jù)（類似圖片、視頻、PDF、OFFICE之類難以智能化應(yīng)用的數(shù)據(jù)）。數(shù)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(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來，形成工程建設(shè)期知識庫，以工廠三維模型數(shù)據(jù)作為展示平臺，向客戶呈現(xiàn)數(shù)字孿生工廠。具體交付內(nèi)容如圖1所示。

圖1 數(shù)字化交付內(nèi)容

進(jìn)行數(shù)字化交付工作，就是將原本用卡車按噸計量的工程紙質(zhì)交付變?yōu)橐杂嬎銠C存儲的信息數(shù)據(jù)交付給客戶，交付后可大幅節(jié)省客戶后期查詢資料的時間，但要在工程項目建設(shè)期同步完成工程數(shù)字化交付，是一件具有挑戰(zhàn)性的事情。根據(jù)華陸公司數(shù)字化交付經(jīng)驗，30億元投資規(guī)模的工程數(shù)字化交付數(shù)據(jù)量在1TB~5TB左右（視交付深度而定），這里涉及組織的分工、專業(yè)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(jìn)行說明。

建立獨立的組織機構(gòu)，以應(yīng)對數(shù)字化交付項目

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

如何應(yīng)對此類問題？這就需要將數(shù)字化交付工作與工程項目分離，單獨立項，成立專門的數(shù)字化交付團隊去處理。數(shù)字化交付本質(zhì)是伴隨工程設(shè)計、采購、施工同步開展的數(shù)據(jù)整理工作，其在專業(yè)分工上更接近于信息管理而非各工程專業(yè)，所以應(yīng)以企業(yè)信息部門人員為基礎(chǔ)，組織專業(yè)交付團隊?wèi)?yīng)對數(shù)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(shè)計軟件管理團隊，此團隊肩負(fù)企業(yè)數(shù)字化設(shè)計后臺維護(hù)責(zé)任，對信息化與工程設(shè)計之間的關(guān)聯(lián)會有深刻理解，可由此團隊去承擔(dān)數(shù)字交付項目核心組織機構(gòu)。若企業(yè)信息中心不具備三維設(shè)計軟件管理團隊，則需要負(fù)責(zé)企業(yè)內(nèi)部信息化建設(shè)人員進(jìn)行轉(zhuǎn)型。數(shù)字化交付項目人員組織架構(gòu)如圖2所示。

圖2 數(shù)字化交付項目團隊組織架構(gòu)

建立統(tǒng)一的數(shù)字化交付規(guī)范及工作模式

若想順利完成數(shù)字化交付，前期制定數(shù)字化交付統(tǒng)一規(guī)范是一項極其重要的工作。此項工作應(yīng)與工程項目初步設(shè)計并行，與業(yè)主緊密配合。數(shù)字化交付的目的是為將來客戶建設(shè)智能工廠服務(wù)，其對接部門包括客戶技術(shù)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(shù)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(jié)合，在盡量不改變工程公司及分包商設(shè)計統(tǒng)一規(guī)定的基礎(chǔ)上，結(jié)合客戶智能工廠需求去建立數(shù)字化交付統(tǒng)一規(guī)范。化工工程數(shù)字化交付統(tǒng)一規(guī)范編制可參考《石油化工工程數(shù)字化交付標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T51296-2018），但需因地制宜，綜合考慮客戶需求、參建方設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、工程投資規(guī)模等。華陸公司的經(jīng)驗是數(shù)字化交付統(tǒng)一規(guī)定應(yīng)在盡量滿足客戶需求的基礎(chǔ)上，貼近參建方設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，降低投資成本，減少無效交付。

在編制完數(shù)字化交付統(tǒng)一規(guī)定后，需立刻制定出與之匹配的工作模式，在很多數(shù)字化交付項目中，數(shù)字化交付統(tǒng)一規(guī)定很完善，但因在執(zhí)行過程中缺少工作模式和監(jiān)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(shù)字化交付統(tǒng)一規(guī)定，界定各工程專業(yè)與數(shù)字化交付團隊的工作分工，原則上不應(yīng)過多增加工程專業(yè)人員工作量，應(yīng)將數(shù)據(jù)整理上傳的工作交由信息化人員、文控人員完成，各專業(yè)人員只完成數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)審核工作。數(shù)字化交付工作模式主要包括設(shè)計介入模式、條件傳遞模式、文控管理模式、供應(yīng)商文檔歸集模式、審查跟蹤模式等，數(shù)字化交付工作模式建立完成后，需要對工程各參與方進(jìn)行系統(tǒng)性宣貫，時間最好定在詳細(xì)設(shè)計啟動之前。

建立信息系統(tǒng)，輔助數(shù)字化交付

在數(shù)字化交付項目過程中，會面臨大量的數(shù)據(jù)傳遞、規(guī)則匹配、二三維關(guān)聯(lián)、文檔識別工作。因此，在數(shù)字化交付統(tǒng)一規(guī)定、工作模式建立宣貫完成后，應(yīng)建立相應(yīng)信息化系統(tǒng)，以支撐數(shù)字化交付順利進(jìn)行。相關(guān)信息系統(tǒng)主要包括工程文件收集系統(tǒng)、集成設(shè)計數(shù)據(jù)平臺、現(xiàn)場施工管理系統(tǒng)、數(shù)字化交付平臺。其中，工程文件收集系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)收集各個分包商的設(shè)計、采購、施工文檔資料，該系統(tǒng)可以和工程公司現(xiàn)有設(shè)計圖檔系統(tǒng)、采購系統(tǒng)、工程管理系統(tǒng)聯(lián)動，從中抽取用于數(shù)字化交付的有效數(shù)據(jù)并制定交付規(guī)則。例如，當(dāng)數(shù)字化交付工程文件收集系統(tǒng)未能接收到設(shè)備供應(yīng)商相關(guān)文件時，采購系統(tǒng)無法支付設(shè)備采購尾款。集成設(shè)計數(shù)據(jù)平臺作為數(shù)字化交付過程中智能數(shù)據(jù)的載體，主要用于將智能P&ID、智能儀表、三維管道建模等設(shè)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)集成，使得設(shè)計與交付同步進(jìn)行?，F(xiàn)場施工管理平臺主要是在現(xiàn)場進(jìn)行施工作業(yè)管理的同時收集施工驗收文件、工程聯(lián)系單、簽證、影像等資料。這些資料最終將全部移交至數(shù)字化交付平臺中，數(shù)字化交付平臺作為承載數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)軟件平臺最終移交客戶，應(yīng)在此平臺上配置相關(guān)文件校驗規(guī)則，輔助客戶完成驗收工作。

以終為始，在數(shù)字化交付過程中思考價值創(chuàng)造

在數(shù)字化交付過程中，需要不斷思考如何為用戶創(chuàng)造價值。在目前已知的國外成功案例中，節(jié)省客戶后期查詢資料時間、以工廠對象為核心實現(xiàn)文件之間的關(guān)聯(lián)，是數(shù)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(chǔ)平臺的要求。在數(shù)字化交付過程中，工程公司應(yīng)站在客戶運維角度去拓展應(yīng)用場景，將工程靜態(tài)數(shù)據(jù)的價值發(fā)揮到最大。

目前，除了文件管理查詢這項傳統(tǒng)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(chǎn)管理、三維OTS仿真、MES系統(tǒng)集成、安全應(yīng)急系統(tǒng)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(jié)合5G、北斗技術(shù)實現(xiàn)全廠人員精準(zhǔn)定位，輔助班組長及時了解員工巡檢位置等；可視化資產(chǎn)管理是指在交付的三維模型中，將設(shè)備實時數(shù)據(jù)、交付設(shè)計、采購、施工數(shù)據(jù)、檢維修數(shù)據(jù)整合在一起，實現(xiàn)設(shè)備三維可視化管理；三維OTS仿真主要是在二維OTS培訓(xùn)的基礎(chǔ)上結(jié)合三維外操培訓(xùn)，使整個培訓(xùn)過程更加真實有效，有利于提高員工對工廠的整體認(rèn)知；數(shù)字化交付系統(tǒng)與MES系統(tǒng)深度集成，是將工廠模型、文件與生產(chǎn)執(zhí)行實現(xiàn)緊密集成，形成更為直觀的展示頁面；數(shù)字化交付平臺與安全應(yīng)急管理平臺集成，是將可燃有毒氣體報警系統(tǒng)與風(fēng)向儀、模型相結(jié)合，形成擴散預(yù)警三維成像。

由上述應(yīng)用案例可知，數(shù)字化交付平臺是智能工廠的數(shù)據(jù)“底座”，類似于電子消費領(lǐng)域中的電子地圖，至于能在地圖上產(chǎn)生怎樣的應(yīng)用、創(chuàng)造怎樣的價值，還需要客戶與實施商集思廣益。

流程行業(yè)工程項目數(shù)字化交付的思考

在華陸公司參與的多個項目數(shù)字化交付項目中，我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代化信息科技的進(jìn)步對傳統(tǒng)工程建設(shè)交付帶來的深遠(yuǎn)影響，數(shù)字化交付給工程公司帶來的變革是多方面的。如何順應(yīng)時代發(fā)展、把握變革機遇是每個工程公司亟待思考的問題。

數(shù)字化交付引發(fā)企業(yè)組織變革

在信息化發(fā)展的大潮中，與下游的消費行業(yè)不同，處于上游的勘察設(shè)計服務(wù)行業(yè)，大多數(shù)公司信息部門的職責(zé)是維護(hù)好網(wǎng)絡(luò)硬件、設(shè)計軟件、建立公司內(nèi)部信息管理系統(tǒng)，隸屬于公司管理部門。但由于數(shù)字化交付的目標(biāo)與要求更貼近于客戶信息化建設(shè)，將原本處于幕后管理側(cè)的信息部門推向生產(chǎn)側(cè)，會給企業(yè)信息化人員帶來巨大的挑戰(zhàn)。如果勘察設(shè)計企業(yè)缺乏信息化人員，無法接受客戶的數(shù)字化交付委托，轉(zhuǎn)而由外界軟件公司承擔(dān)，將給公司帶來利潤方面的損失，且不利于知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)。如果接受數(shù)字化交付委托，則需要培養(yǎng)信息化人員和數(shù)字交付文控人員。然而，這些人員在數(shù)字化交付項目執(zhí)行過程中，也會反向促進(jìn)公司內(nèi)部管理體系的提升。由此可見，勘察設(shè)計企業(yè)會逐漸將信息化部門從成本中心轉(zhuǎn)化成為利潤中心，是一種必然趨勢。

數(shù)字化交付引發(fā)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型

在數(shù)字化交付過程中，存在大量集成設(shè)計系統(tǒng)與信息化管理系統(tǒng)的應(yīng)用，它要求工程專業(yè)人員在信息化人員的配合下使得生產(chǎn)過程更精細(xì)、工作方式更規(guī)范、數(shù)據(jù)利用率更高效。與以往購買單獨設(shè)計軟件提高單專業(yè)設(shè)計效率不同，數(shù)字化交付更加強調(diào)工程整體信息化進(jìn)程的加快。在具體項目中，數(shù)字交付更加注重設(shè)計數(shù)據(jù)的正向傳遞、采購文件數(shù)據(jù)化對后期運維的輔助、三維模型與施工進(jìn)度管理的協(xié)同。進(jìn)行數(shù)字化正向設(shè)計交付的項目，經(jīng)常會出現(xiàn)某個專業(yè)工作量增大，其余專業(yè)工作量顯著下降的情況，數(shù)字化交付速度快、準(zhǔn)確率高的企業(yè)經(jīng)常也是信息化系統(tǒng)程度高、工程作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化高、執(zhí)行力強的企業(yè)。由此可見，數(shù)字化交付項目從外界激發(fā)了企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型動力，相比內(nèi)部自驅(qū)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(yè)快速實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

數(shù)字化交付項目不僅有利于推動勘察設(shè)計行業(yè)領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，也會向下傳遞到整個工業(yè)制造產(chǎn)業(yè)。例如，當(dāng)工程公司接受數(shù)字化交付項目后，會將數(shù)字化交付的需求向設(shè)備供應(yīng)商傳遞、要求設(shè)備供應(yīng)商提供三維模型與備品備件數(shù)據(jù)信息，設(shè)備廠商也會思考在三維設(shè)備模型上增加工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，以提高產(chǎn)品競爭力。

數(shù)字化交付引發(fā)企業(yè)服務(wù)延伸

傳統(tǒng)工程公司的業(yè)務(wù)服務(wù)范圍多限于設(shè)計、采購、施工、試車等，但隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的加快，客戶越來越專業(yè)，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(guān)注客戶的工廠全生命周期管理，即可研、投資、設(shè)計、采購、施工、試車、運維、技改等。在原本的工程公司專業(yè)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(shù)字化交付、智能工廠業(yè)務(wù)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(yè)與信息化相結(jié)合的方向為業(yè)主提供運維方面的服務(wù)。

數(shù)字化交付后應(yīng)用案例思考

數(shù)字化交付是為客戶建立智能化工廠服務(wù)的，數(shù)字化交付是智能工廠的數(shù)字基因，每一個數(shù)字化項目交付團隊都應(yīng)站在工程公司的角度去思考如何為客戶創(chuàng)造價值，華陸公司在多個項目實踐中總結(jié)出工廠對象檢索、人員定位、資產(chǎn)管理、三維仿真、VR漫游、系統(tǒng)集成等數(shù)字化應(yīng)用場景，但此類應(yīng)用仍未涉及工廠核心價值創(chuàng)造。在流程行業(yè)中，真正能給工廠帶來實際效益的場景應(yīng)是“數(shù)字孿生”，即將工廠的設(shè)計數(shù)據(jù)、生產(chǎn)機理算法數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、運營數(shù)據(jù)結(jié)合在一起，通過大數(shù)據(jù)分析、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程診斷為客戶提供預(yù)測性維護(hù)和工藝優(yōu)化方案，只有這樣才能為客戶創(chuàng)造價值。

結(jié)語

綜上所述，在我國大力推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的背景下，從行業(yè)發(fā)展趨勢來看，數(shù)字化交付未來必然會成為勘察設(shè)計行業(yè)的設(shè)計、總承包項目的“標(biāo)配”。如何借助數(shù)字化交付項目對內(nèi)完成組織優(yōu)化、企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，對外為客戶創(chuàng)造更多價值，已成為企業(yè)數(shù)字化交付項目能否良性發(fā)展的必要條件。工程公司應(yīng)與軟件公司齊心協(xié)力為客戶打造更優(yōu)秀的數(shù)字化工廠軟件套裝，為我國智能建造與建筑工業(yè)化發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。