蘆丁豪(青寧天然氣管道分公司，江蘇 揚(yáng)州 225000)

1 引言

2000年以來，各行業(yè)不斷深入應(yīng)用的信息化系統(tǒng)工程已經(jīng)成為行業(yè)生存與發(fā)展的重要因素[1]。自2015 年以來，更多的國(guó)內(nèi)外企業(yè)以智能化優(yōu)化技術(shù)為核心，以提高企業(yè)效益和綜合競(jìng)爭(zhēng)力為目標(biāo)[2]。隨著國(guó)內(nèi)沿海地區(qū)越來越多的LNG接收站項(xiàng)目建成投產(chǎn)，在各個(gè)LNG接收站中陸續(xù)開展LNG數(shù)字化信息系統(tǒng)的建設(shè)，將有助于提高LNG接收站日常生產(chǎn)管理水平及精細(xì)化程度。

2 建設(shè)內(nèi)容

2.1 總體建設(shè)框架

本系統(tǒng)目標(biāo)是建立 LNG 接收站智能化集成應(yīng)用平臺(tái)。該平臺(tái)囊括 LNG 接收站所有業(yè)務(wù)過程，充分利用目前先進(jìn)的信息化技術(shù)與工具，保證系統(tǒng)先進(jìn)性與未來可維護(hù)性，總體從如下6個(gè)層面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)：(1)生產(chǎn)過程：主要確定 LNG 接收站的生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)(采購(gòu)、卸裝、加工處理、存儲(chǔ)與外輸)，并基于生產(chǎn)過程管理需要，確定上層功能設(shè)計(jì)。(2)感知控制：主要集成各專業(yè)系統(tǒng)，作為本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源。(3)平臺(tái)層：主要包括生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)庫(kù)與共享服務(wù)平臺(tái)。生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)整個(gè)系統(tǒng)的全部數(shù)據(jù)，共享服務(wù)平臺(tái)主要為上層的應(yīng)用提供數(shù)據(jù)服務(wù)、核心算法。(4)應(yīng)用層：主要承載該系統(tǒng)的應(yīng)用，包含物流與供應(yīng)鏈管理、生產(chǎn)管控管理、資產(chǎn)全生命周期管理、站場(chǎng)可視化、綜合管理等核心應(yīng)用。此外，系統(tǒng)的開發(fā)是開放的，未來也可以增加其他業(yè)務(wù)應(yīng)用。(5)展現(xiàn)層：系統(tǒng)根據(jù)具體需求，提供 PC端、移動(dòng)端、手持端、大屏幕等多種顯示模式。(6)用戶層：針對(duì)LNG 接收站組織機(jī)構(gòu)中不同崗位職責(zé)與需求，開發(fā)實(shí)用便捷的功能、界面及操作方式。

2.2 數(shù)據(jù)框架

通過對(duì)LNG接收站生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)期業(yè)務(wù)的調(diào)研與需求分析，匯總所需數(shù)據(jù)及流程，本著數(shù)據(jù)“源頭唯一，一次采集，全局共享”的設(shè)計(jì)理念進(jìn)行數(shù)據(jù)架構(gòu)開發(fā)。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)架構(gòu)按照“數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)服務(wù)”三個(gè)方面進(jìn)行開發(fā)：(1)數(shù)據(jù)采集層：主要有兩個(gè)來源，一個(gè)數(shù)據(jù)源頭為已有專業(yè)系統(tǒng)(如：DCS、視頻監(jiān)控等生產(chǎn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù))；另一個(gè)為本系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)(如：生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)，能耗數(shù)據(jù)、設(shè)備管理數(shù)據(jù)等)。通過數(shù)據(jù)采集層將本系統(tǒng)需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集管理。(2)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層：數(shù)據(jù)采集后，通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行持久化存儲(chǔ)，為應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層既包含結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。(3)數(shù)據(jù)服務(wù)層：通過數(shù)據(jù)檢索服務(wù)，數(shù)據(jù)共享服務(wù)，專業(yè)統(tǒng)計(jì)分析服務(wù)以及ETL 服務(wù)對(duì)上層應(yīng)用提供數(shù)據(jù)服務(wù)支持。

2.3 應(yīng)用系統(tǒng)框架

應(yīng)用系統(tǒng)共包括7 大部分功能模塊，分別為站庫(kù)可視化模塊、物流與供應(yīng)鏈管理模塊、生產(chǎn)管控模塊、資產(chǎn)全生命周期管理模塊、綜合管理模塊與系統(tǒng)管理模塊。

3 應(yīng)用效果展望

3.1 實(shí)現(xiàn)站場(chǎng)可視化

站庫(kù)可視化模塊是基于虛擬現(xiàn)實(shí)信息展示技術(shù)，構(gòu)建三維 LNG 接收站可視化應(yīng)用平臺(tái)，建立詳細(xì)完整的 LNG 接收站三維模型，并掛接各實(shí)體的詳細(xì)信息，以及管線、設(shè)備之間的拓?fù)潢P(guān)系。(1)強(qiáng)化運(yùn)行監(jiān)視與報(bào)警：對(duì)生產(chǎn)過程中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行集成、統(tǒng)一管理，將 SCADA、DCS 等工控?cái)?shù)據(jù)鏈接到三維站場(chǎng)可視化系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)在可視化場(chǎng)景中實(shí)時(shí)監(jiān)控主要參數(shù)，如：溫度、壓力、流量等。(2)落實(shí)風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)監(jiān)控與管理：根據(jù)施工作業(yè)計(jì)劃、維檢修計(jì)劃等，在可視化三維站場(chǎng)場(chǎng)景中定位需要現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控的設(shè)備和地點(diǎn)，調(diào)用周邊視頻監(jiān)控點(diǎn)，并在三維站場(chǎng)可視化平臺(tái)上對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)等過程進(jìn)行監(jiān)控。

3.2 實(shí)現(xiàn)物流供應(yīng)鏈管理

物流與供應(yīng)鏈管理模塊支持 LNG 接收站各類物流計(jì)劃在線填報(bào)，并實(shí)現(xiàn)計(jì)劃線上審批、執(zhí)行跟蹤；通過船期跟蹤、計(jì)量管理、罐存管理、外輸管理等方式，還可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)LNG供應(yīng)鏈的監(jiān)控(如圖1所示)。

圖1 LNG物流供應(yīng)鏈管控圖

3.3 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)行管理

生產(chǎn)管控模塊可結(jié)合各LNG接收站運(yùn)行模式，從調(diào)度指揮、智能巡檢、隱患治理等方面構(gòu)建信息應(yīng)用功能，完成對(duì)應(yīng)管理，主要如下：

(1)調(diào)度令管理。LNG 接收站生產(chǎn)運(yùn)行調(diào)度以調(diào)度令為載體，將作業(yè)命令下達(dá)給各個(gè)生產(chǎn)部門，各業(yè)務(wù)部門通過編輯、變更、終止功能來更新調(diào)度令的執(zhí)行情況，系統(tǒng)隨時(shí)顯示當(dāng)前執(zhí)行狀態(tài)。

(2)智能巡檢應(yīng)用。在三維場(chǎng)景中對(duì)需要巡檢的路線進(jìn)行規(guī)劃，對(duì)巡檢項(xiàng)進(jìn)行定義，通過巡檢項(xiàng)與自動(dòng)化儀器儀表、視頻監(jiān)控的數(shù)據(jù)進(jìn)行綁定，實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)巡檢；對(duì)于在線巡檢中發(fā)現(xiàn)的問題，進(jìn)行線下確認(rèn)與處置。

(3)隱患管理?？啥ㄆ诨虿欢ㄆ诎踩珯z查，建立異?，F(xiàn)象管理功能，并結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)管理、任務(wù)管理、檢查考核等方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)LNG接收站內(nèi)所有隱患點(diǎn)的識(shí)別、評(píng)估、應(yīng)對(duì)與治理跟蹤，避免因隱患引起事故。

(4)應(yīng)急演練。針對(duì)不同事故開展應(yīng)急模擬演練。通過三維應(yīng)急模擬演練系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)線上應(yīng)急流程全模擬，所有參演人員登錄系統(tǒng)，進(jìn)行角色扮演與操作演練；并建立應(yīng)急預(yù)案庫(kù)，組織學(xué)習(xí)與分析。此外，系統(tǒng)還提供預(yù)案制作模板，支持符合實(shí)際需要的可視化預(yù)案制作。

(5)能耗管理。建立能耗數(shù)據(jù)與生產(chǎn)數(shù)據(jù)大量數(shù)據(jù)的管理功能，運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，分析出新技術(shù)使用對(duì)能耗的影響、新技術(shù)投入與能耗成本以及環(huán)境成本的關(guān)系。

(6)計(jì)量結(jié)算。通過集成接收站內(nèi) DCS系統(tǒng)，定時(shí)提取 BOG 外輸、NG 外輸、槽車外運(yùn)等數(shù)據(jù)參數(shù)，自動(dòng)生成計(jì)量交接單，提交給相關(guān)業(yè)務(wù)部門與用戶，由業(yè)務(wù)部門與客戶線上簽署，實(shí)現(xiàn)高效貿(mào)易交接。

(7)模擬仿真應(yīng)用。對(duì)LNG接收站的“進(jìn)”“銷”“存”生產(chǎn)過程和工藝進(jìn)行模擬仿真，模擬某個(gè)過程參數(shù)變化對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程的影響，如：采購(gòu)量對(duì)卸船、加工處理、庫(kù)存以及外輸各環(huán)節(jié)的影響。通過模擬仿真來驗(yàn)證“進(jìn)”“銷”“存”計(jì)劃的合理性。

3.4 實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)全生命周期管理

資產(chǎn)全生命周期管理模塊實(shí)現(xiàn)對(duì) LNG 接收站所有動(dòng)、靜設(shè)備從采購(gòu)、安裝、調(diào)試、運(yùn)行、維保到最終報(bào)廢的全生命周期管理。主要包括以下兩方面：

(1)設(shè)備資產(chǎn)管理。設(shè)備檔案管理：實(shí)現(xiàn)設(shè)備主數(shù)據(jù)(基本信息、管理組織、廠家信息、資產(chǎn)信息等)、設(shè)備類別、設(shè)備特性、設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)、圖紙資料等信息的維護(hù)與查詢，并將設(shè)備與相關(guān)資料、維修工具進(jìn)行集成，可隨時(shí)瀏覽說明書、安裝手冊(cè)等資料，實(shí)時(shí)查詢工具庫(kù)存情況。庫(kù)存管理：所有物品通過二維碼掃描入庫(kù)、出庫(kù)、退庫(kù)、借用、暫存，自動(dòng)形成盤點(diǎn)信息及各類統(tǒng)計(jì)表；系統(tǒng)根據(jù)上述各類統(tǒng)計(jì)表，還可自動(dòng)更新庫(kù)存情況，對(duì)每種物品設(shè)置庫(kù)存量紅線，當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定下限時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)提示補(bǔ)庫(kù)存。

(2)設(shè)備運(yùn)行管理。設(shè)備運(yùn)行參數(shù)監(jiān)控：與DCS系統(tǒng)集成，對(duì)核心設(shè)備關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行在線查詢，如：BOG 壓縮機(jī)、高壓泵等?？稍诰€監(jiān)測(cè)運(yùn)行時(shí)間、設(shè)置備機(jī)切換預(yù)警。檢維修計(jì)劃制定：各業(yè)務(wù)部門需要機(jī)修或維修電氣、儀表設(shè)備時(shí)，在本功能中發(fā)出申請(qǐng)，由調(diào)度部門發(fā)送給檢維修部門，檢維修部門可根據(jù)工作的緊急性、重要性等因素制定計(jì)劃。在線派工與方案審批：根據(jù)維檢修計(jì)劃表自動(dòng)生成檢維修工單，并掛接方案、庫(kù)存等信息，通過移動(dòng)終端的照相和視頻進(jìn)行確認(rèn)，保證作業(yè)過程的安全。維檢修后上報(bào)完成情況、現(xiàn)場(chǎng)圖片等信息。此外，對(duì)每項(xiàng)維檢修，由設(shè)備工程師、技術(shù)員設(shè)計(jì)方案，包括小修、項(xiàng)修、大修、加注潤(rùn)滑油(脂)、技術(shù)改造等，可附上相應(yīng)的材料、工具及當(dāng)前庫(kù)存信息；方案編制后實(shí)現(xiàn)在線審批方可發(fā)布公示。

3.5 實(shí)現(xiàn)綜合管理

通過對(duì)LNG接收站全產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行抽象整合，綜合管理模塊能夠可視化表達(dá)LNG接收站全產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，直觀展現(xiàn)供應(yīng)鏈物流。針對(duì)LNG接收站管理層與上級(jí)公司管理層分別建立領(lǐng)導(dǎo)駕駛艙，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)關(guān)鍵指標(biāo)的集中分類展示，使管理層可以清晰直觀的關(guān)注到整個(gè)LNG接收站的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)。

3.6 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理

為了保證整個(gè)平臺(tái)安全運(yùn)行，系統(tǒng)管理模塊可建立統(tǒng)一的組織機(jī)構(gòu)管理，實(shí)現(xiàn)組織機(jī)構(gòu)及人員的新增、注銷、修改、調(diào)整等功能；并可根據(jù)用戶所在的崗位自動(dòng)分配相應(yīng)角色，從而自動(dòng)獲得相應(yīng)的權(quán)限，包括：指定界面、指定功能、指定流程、指定數(shù)據(jù)范圍、指定時(shí)間段、指定角色等。系統(tǒng)管理模塊與其他功能模塊協(xié)同完成本系統(tǒng)平臺(tái)的統(tǒng)一管理與運(yùn)行監(jiān)控。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著國(guó)務(wù)院國(guó)資委正式下發(fā)《關(guān)于加快推進(jìn)國(guó)有企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作的通知》，數(shù)字信息系統(tǒng)在今后生產(chǎn)制造業(yè)中將應(yīng)用更加廣泛。其中，LNG 接收站數(shù)字信息化平臺(tái)的建成，將實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)部門間無紙化辦公、統(tǒng)一平臺(tái)上信息共享和功能調(diào)用，為L(zhǎng)NG接收站高效運(yùn)營(yíng)打下基礎(chǔ)。