油田工厂的数字化交付内容包括哪些

数字孪生工厂

为了实现油田工厂的数字化转型,为数字孪生打下数据基础,工程数字化交付显得尤为重要。数字化交付的交付内容主要包括三维模型、智能P&ID、文档、属性数据,以及它们与工厂对象间的关联关系。本文概述了这几个方面的定义和交付内容。

数字化工厂是在计算机虚拟环境中,以物理工厂对应的三维模型为基础,集成了相关的设计、采购、施工和运行等数据的虚拟环境,且同时具备了工厂属性和工程属性,本质上是实现信息的集成,人机交互。为了实现工厂数字化,作为数据基础的数字化交付工作就显得尤为重要,数字化交付为以后工厂数字孪生的实现打下了坚实基础。

工厂数字化交付为油田、核电等其他工厂企业带来的是一座物理工厂的数字孪生工厂、一座数字化的虚拟工厂,而构建这座虚拟工厂的“建筑材料”正是数字化交付的内容:三维模型、智能P&ID、文档、属性数据,以及它们与工厂对象间的关联关系。交付通过数字化交付平台实现,数字化交付平台是用于承载和管理数字化交付信息,可与多种工程软件集成并兼容多种文件格式的信息集成管理系统。通过数字化交付平台,将相关的设计、采购、施工及运行的数据,以标准的数据格式提交给业主。

图1  离心泵数字化交付内容举例
图1 离心泵数字化交付内容举例

三维模型(3D Model)交付

交付的三维模型是对物理工厂的虚拟可视化表达,涉及总图、配管、设备、电气、仪表、给排水、消防、土建结构及暖通空调等专业,涵盖设备模型、管道模型、建筑模型、结构模型、电气模型、仪表模型等。建模深度应符合行业规范和项目规定。为了构建这些种类繁杂的立体三维模型,设计院一般采用成熟的大型三维模型设计软件,如英国Aveva剑维公司的PDMS软件、美国Intergraph鹰图的SP3D (Smart Plant 3D)或者PDS软件、基于AutoCAD平台开发的CadWorx软件等,厂家设备模型一般采用solidworks、Inventor等软件绘制。

智能P&ID交付

智能P&ID是基于数据库和规则驱动的工艺管道仪表流程图,是智能化和集成化的结果,是借助于附带装置数据的数据库来绘制的智能P&ID。智能P&ID的“智能”主要体现在软件绘制的不仅仅是图纸,图纸上的管线、设备都附带工程属性,在满足绘图快捷的同时,可以统计后续其他专业需要的管道特性表、设备表、仪表报表等相关数据;同时,可以通过加载在图纸上的工程数据来检验三维设计阶段的模型。用来绘制智能P&ID的软件主要有剑维公司的AVEVA Diagrams、鹰图的SmartPlantPID(简称SPPID)等等。

文档交付

交付的文档属于非结构构型数据,包括一些图形图片,图纸资料,如仪表回路图、产品合格证、安装操作说明书、关键调试过程记录等,与交付的数据一样,涵盖设计、采购、施工、试车全过程,各单位提交前,应按照数字化交付平台的文档格式要求进行整理。

属性数据交付

交付的数据包含工厂对象的通用属性、工艺属性、机械属性、设计属性、可靠性维护属性、计量单位、采购订单号、备品备件等信息,数据范围涵盖了设计、采购、施工、试运行全过程。参与工厂建设全过程的单位很多,有建设方(企业)、设计院、施工方(总包、分包商),也有供货商、监理单位、专业检测机构等等,这些不同单位交付的数据形式多样,内容可能会有叠加,需要去除冗余数据,并按类库的要求进行组织,以确保能正确地加载到交付平台,且关联关系正确,才能有效的归类存储,供用户浏览查询。

关联关系交付

以上介绍的三维模型、P&ID、文档及数据是以“工厂对象”为中心的,他们直接存在关联关系,这些关联关系像人体的血液和筋脉,将分散的“肌肉、骨骼”(模型、P&ID、文档及数据)连接成一个充满活力的数字化虚拟工厂。

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