摘 要： 從海洋工程設(shè)施數(shù)字化的特點(diǎn)和全生命周期數(shù)字化管理思路入手，深入解析了實(shí)現(xiàn)油田數(shù)字化的各個(gè)環(huán)節(jié)，詳細(xì)闡述了實(shí)施海洋工程設(shè)施數(shù)字化的技術(shù)路線和應(yīng)用途徑，為此項(xiàng)技術(shù)深入開展和廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞： 海洋工程；油田數(shù)字化；工程信息；在役設(shè)施；三維建模；關(guān)聯(lián)查詢
數(shù)字化油田的概念起源于數(shù)字地球，其實(shí)質(zhì)就是通過信息技術(shù)構(gòu)建一個(gè)三維的虛擬模型，其中加載大量的油田信息，將兩者有機(jī)地統(tǒng)一在一個(gè)價(jià)值鏈中，建立起虛擬與現(xiàn)實(shí)之間的聯(lián)系[1]。數(shù)字化油田在開發(fā)、建設(shè)、生產(chǎn)過程中，利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流結(jié)合高速計(jì)算機(jī)，建立快速反饋的動態(tài)模型系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)資料的并行處理，以提高油田開發(fā)效率和科學(xué)管理水平[2]。海洋工程設(shè)施數(shù)字化是海上油田數(shù)字化的基礎(chǔ)，也是數(shù)字化系統(tǒng)的重要組成部分，在海上油田數(shù)字化過程中起著關(guān)鍵性的作用。
1 海洋工程設(shè)施數(shù)字化的特點(diǎn)
在海洋工程領(lǐng)域中，工程設(shè)施數(shù)字化是將海上油氣田全部的工程項(xiàng)目信息、工程設(shè)計(jì)文件和工程設(shè)施設(shè)備資料等按照統(tǒng)一的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施電子化，再將電子化資料與虛擬的三維模型進(jìn)行有機(jī)的關(guān)聯(lián)，形成一個(gè)利用虛擬現(xiàn)實(shí)來表征的可視化系統(tǒng)。
海洋工程設(shè)施數(shù)字化的目的是實(shí)現(xiàn)在海洋工程設(shè)施全生命周期管理，通過利用數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)油田設(shè)計(jì)建造、生產(chǎn)運(yùn)營和維修改造等工作高效率的運(yùn)行。在油氣田工程信息資產(chǎn)完整性管理上，真正意義地實(shí)現(xiàn)了把工程信息這一無形財(cái)富轉(zhuǎn)化為有形資產(chǎn)的重大轉(zhuǎn)變，并且通過科學(xué)管理和合理利用實(shí)現(xiàn)了其長效的價(jià)值，最終形成油田數(shù)字化資產(chǎn)。
2 海洋工程設(shè)施全生命周期數(shù)字化管理思路
海洋工程設(shè)施全生命周期數(shù)字化管理是一個(gè)系統(tǒng)的、完善的動態(tài)管理過程，利用整體優(yōu)化的統(tǒng)籌管理方式貫穿于工程設(shè)施設(shè)備的整個(gè)生命周期，以滿足設(shè)備設(shè)施的可靠性（包括性能、安全、環(huán)保）、可操作性、可維護(hù)性，使其更好地履行生產(chǎn)任務(wù)并規(guī)避因其引起的健康安全環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)其與經(jīng)濟(jì)性的平衡、可持續(xù)發(fā)展。
海洋工程設(shè)施的全生命周期管理貫穿前期研究、工程建設(shè)、運(yùn)營維護(hù)、棄置處理，整個(gè)過程如圖1所示。
在前期研究階段，制定并實(shí)施數(shù)字化管理的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，分析在ODP報(bào)告編制過程中與將來設(shè)備設(shè)施完整性密切相關(guān)的因素和環(huán)節(jié)，對關(guān)鍵設(shè)備設(shè)施選型、選材和采購提出關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)要求，提高設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和代表性，完善開發(fā)方案，實(shí)現(xiàn)可靠性和經(jīng)濟(jì)性的平衡，為后期設(shè)備設(shè)施數(shù)字化管理打下基礎(chǔ)。
在工程建設(shè)階段，全過程采集工程數(shù)據(jù)信息，將與工程設(shè)施實(shí)體相關(guān)的數(shù)據(jù)信息都作為與實(shí)體資產(chǎn)同等重要的無形“信息資產(chǎn)”納入管理，通過工程信息的采集、校驗(yàn)、審查、處理和轉(zhuǎn)換，將工程各設(shè)計(jì)階段的文字資料和圖紙、合同采辦、建造完工等資料進(jìn)行數(shù)字化整理，再與創(chuàng)建的工程模型進(jìn)行有機(jī)關(guān)聯(lián)，完成工程數(shù)據(jù)信息的集成，并形成后期日常更新與維護(hù)管理體系，最終實(shí)現(xiàn)海洋工程設(shè)施數(shù)字化。
在運(yùn)營維護(hù)、棄置處理階段，集中管理和維護(hù)數(shù)據(jù)信息，對工程設(shè)施設(shè)備進(jìn)行適應(yīng)性評估，對比投產(chǎn)后的實(shí)際情況與設(shè)計(jì)條件的偏差并采取有針對性的預(yù)防措施控制由此帶來的風(fēng)險(xiǎn)，維持工程設(shè)施設(shè)備的完整性，保證安全生產(chǎn)。對于改、擴(kuò)建項(xiàng)目及設(shè)備設(shè)施操作條件的變更，充分利用工程設(shè)施數(shù)字化信息系統(tǒng)進(jìn)行工程信息查詢和模擬計(jì)算，嚴(yán)格執(zhí)行變更管理程序，制定改造方案、科學(xué)評估風(fēng)險(xiǎn)、落實(shí)保障措施。此外，對油田進(jìn)行棄置處理時(shí)，若是工程設(shè)施設(shè)備本身原因?qū)е聫U棄，應(yīng)對失效原因予以分析或研究，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，避免同類問題重復(fù)出現(xiàn)。
3 海洋工程設(shè)施數(shù)字化技術(shù)實(shí)施內(nèi)容
海洋工程設(shè)施數(shù)字化技術(shù)主要分為新建工程項(xiàng)目數(shù)字化和在役工程設(shè)施數(shù)字化兩大類。
3.1 新建工程項(xiàng)目數(shù)字化技術(shù)
新建工程項(xiàng)目數(shù)字化是基于對工程設(shè)施全生命期的完整性管理，在新建工程項(xiàng)目啟動、計(jì)劃、實(shí)施、收尾過程中，將全部工程數(shù)據(jù)信息作為無形“信息資產(chǎn)”納入全方位管理，項(xiàng)目完工時(shí)形成完整的數(shù)字化資產(chǎn)并按照數(shù)字化資產(chǎn)的移交方式進(jìn)行交付。同時(shí)對于新建工程項(xiàng)目的管理類文檔也作為組織過程資產(chǎn)，納入數(shù)字化資產(chǎn)管理范圍。新建工程項(xiàng)目數(shù)字化技術(shù)的實(shí)施伴隨著工程項(xiàng)目總體進(jìn)度同步開展進(jìn)行，具體實(shí)施內(nèi)容可分為以下3個(gè)步驟。
（1）前期準(zhǔn)備
?、僭诠こ添?xiàng)目啟動初期編制新建工程項(xiàng)目數(shù)字化實(shí)施管理程序，規(guī)范并指導(dǎo)整個(gè)工程項(xiàng)目建設(shè)期間的數(shù)字化工作。
?、诮⒐こ虜?shù)據(jù)信息集成系統(tǒng)平臺，作為工程信息儲存、查詢和應(yīng)用的載體，用于整個(gè)工程項(xiàng)目的數(shù)字化管理。系統(tǒng)服務(wù)器性能要與實(shí)際用戶數(shù)量相匹配，CPU主頻至少為4 GHz、內(nèi)存要求4 GB以上，操作系統(tǒng)建議使用：Windows Server 2003，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)建議使用ORACLE10g，服務(wù)器需要有備份。
?、劢M織項(xiàng)目組內(nèi)的從業(yè)人員進(jìn)行崗位職責(zé)和技能的專業(yè)培訓(xùn)，特別是針對IT工程師和文控工程師兩個(gè)崗位，需要掌握系統(tǒng)安裝、維護(hù)、管理、操作等技能，并且能夠?qū)こ涛募?、模型、?shù)據(jù)進(jìn)行完成性和規(guī)范性的審查。
?、芫幹乒こ添?xiàng)目EPCI總包部分、設(shè)計(jì)承包商部分、平臺建造和安裝部分、設(shè)備供應(yīng)商部分的數(shù)字化技術(shù)要求，明確規(guī)定承包商、供應(yīng)商在項(xiàng)目各個(gè)工程階段所應(yīng)提交的工程圖紙文件、數(shù)據(jù)和模型等資料的范圍和格式，并且要求嚴(yán)格遵守移交流程完成工程信息的提交工作。
（2）工程實(shí)施
?、僭诠こ添?xiàng)目計(jì)劃、實(shí)施過程中，同步進(jìn)行工程信息的采集工作，對于過程文件、成果文件和完工文件進(jìn)行線上采集（通過信息集成系統(tǒng)直接采集），對于提交的階段性成果模型和完工模型（包括三維模型、智能P&ID 模型、結(jié)構(gòu)計(jì)算模型）進(jìn)行線下采集（在信息集成系統(tǒng)外進(jìn)行采集）。
②為確保采集到的工程信息能夠在數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)高效、快速、準(zhǔn)確、完整的查詢和應(yīng)用，需要在工程信息采集完成后，信息上載前對工程信息進(jìn)行校驗(yàn)。按照規(guī)范性、完整性、唯一性、一致性、正確性的原則對工程文件、工程模型和工程數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格審查。針對大批量的工程文件，可利用專門的校驗(yàn)工具進(jìn)行文件清單、設(shè)備清單校驗(yàn)以及文件存在性校驗(yàn)。
?、蹖τ谕ㄟ^校驗(yàn)和審查的工程信息，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)裝載，將采集的工程信息上載到工程數(shù)據(jù)信息集成系統(tǒng)平臺，執(zhí)行信息裝載流程，如圖2所示。
?、苄畔⒀b載成功后，對于信息集成系統(tǒng)還需要進(jìn)行日常運(yùn)維和管理，實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)信息。以工作流的形式實(shí)現(xiàn)新建工程項(xiàng)目文件線上提交、線上審查、最終成果入庫的運(yùn)行機(jī)制，確保在工程項(xiàng)目實(shí)施階段，執(zhí)行過程的可追溯和執(zhí)行狀態(tài)的可把控。
（3）完工移交
通過日常的規(guī)范化管理、標(biāo)準(zhǔn)化采集、處理和存儲在信息集成系統(tǒng)平臺中形成了大量的工程數(shù)據(jù)信息。在項(xiàng)目移交階段，還需要對工程信息的規(guī)范性、完整性和關(guān)聯(lián)關(guān)系提取進(jìn)行最終審查，交付審查通過后，按照相關(guān)管理流程進(jìn)行數(shù)字化資產(chǎn)的整體移交工作，不僅縮短了工程項(xiàng)目移交、生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，而且提高了油田運(yùn)營的效能。
3.2 在役工程設(shè)施數(shù)字化技術(shù)
在役工程設(shè)施數(shù)字化與新建工程項(xiàng)目數(shù)字化在技術(shù)實(shí)施上有很大的不同。在役油田的工程建設(shè)初期，由于受到經(jīng)濟(jì)技術(shù)、管理理念等多方面因素的限制，缺乏完善的基于全生命周期的工程數(shù)據(jù)信息集成系統(tǒng)平臺，工程建設(shè)完工移交時(shí)也沒有形成完整的油田數(shù)字化資產(chǎn)，因此在役工程設(shè)施數(shù)字化技術(shù)涉及到對工程文件、工程模型兩個(gè)方面的追溯和補(bǔ)充，并且數(shù)字化技術(shù)實(shí)施期間不能影響在役油田正常的開發(fā)、生產(chǎn)工作。
通過在役工程設(shè)施數(shù)字化技術(shù)可以提供與油田現(xiàn)狀高度一致的設(shè)計(jì)文件（包括詳細(xì)設(shè)計(jì)、完工設(shè)計(jì)、改造設(shè)計(jì)、合同采辦、設(shè)備資料）、三維模型、結(jié)構(gòu)SACS模型，實(shí)現(xiàn)設(shè)備所在系統(tǒng)位置的快速定位、實(shí)現(xiàn)工程設(shè)施設(shè)備和設(shè)計(jì)文件及工程模型之間的關(guān)聯(lián)查詢。在油氣田生產(chǎn)運(yùn)維期間，為油田擴(kuò)建、工程設(shè)施改造、故障維修提供準(zhǔn)確工程信息，提高工程效率、降低實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)并減少經(jīng)濟(jì)損失。同時(shí)，對于海上油氣田發(fā)生的安全應(yīng)急事件，也可以利用三維可視化和共享信息平臺，對突發(fā)事件進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的分析，提高應(yīng)急指揮能力。
在役工程設(shè)施數(shù)字化技術(shù)包含工程文件收集與整理、工程模型建立、工程文件與模型的關(guān)聯(lián)、工程信息校驗(yàn)及上載、數(shù)字化成果移交幾部分內(nèi)容，技術(shù)實(shí)施路線如圖3所示。
3.2.1工程文件收集與整理
在役油氣田在起初工程建設(shè)完工移交生產(chǎn)時(shí)，會將詳細(xì)設(shè)計(jì)和完工設(shè)計(jì)等文件一并交付，原始文件基本上都存放在檔案館中。對于此類文件收集過程較為容易，只需嚴(yán)格按照檔案館借閱流程即可完成工程文件收集工作。除此之外，在油田運(yùn)營期間，為了增加油氣產(chǎn)量、更新設(shè)施設(shè)備，大多數(shù)在役油田都經(jīng)歷過多次的改造，而油田改造過程中的歸檔工作還不夠完善，以至于部分資料甚至散落在承包商手中，文件收集工作比較被動。對于投產(chǎn)年限較短的油田，通過多方咨詢和記錄追溯還可以找到基本的工程文件，但對于部分接近服役年限的油田，因?yàn)檫\(yùn)營時(shí)間太長，工程文件缺失嚴(yán)重，導(dǎo)致文件收集工作無法正常進(jìn)行，只能通過下文介紹的逆向工程建模技術(shù)直接恢復(fù)工程信息。
對于工程文件的整理工作主要分為資料電子化、整卷拆分、規(guī)范命名和歸類整理幾個(gè)步驟。
?。?）資料電子化
資料電子化就是嚴(yán)格按照既定流程和規(guī)范對收集到的資料進(jìn)行電子掃描、圖像處理、OCR識別和文字校對等工作，最大限度地利用其使用價(jià)值。資料電子化工作流程如圖4所示。
?。?）文件拆分及命名
在資料電子化過程中，為了提高掃描效率、保證工作質(zhì)量，一般將整卷文件集中掃描成一個(gè)PDF文件，之后再利用切分工具參照簽署頁的內(nèi)容進(jìn)行劃分，將整卷文件中的每一份單獨(dú)文件提取出來，按照【文件編碼】【空格】【版本號】的格式進(jìn)行獨(dú)立命名，并且確保每一個(gè)文件只對應(yīng)一個(gè)文件編碼。例如文件編碼中的地理信息編碼可參照【國別編碼】－【行業(yè)編碼】－【區(qū)域編碼】－【油田編碼】的格式進(jìn)行編制；圖紙文件編碼可參照【設(shè)計(jì)階段】－【設(shè)計(jì)圖紙類型】－【單體區(qū)域編碼】－【模塊區(qū)域編碼】－【專業(yè)編碼】－【圖號】－【次級序列號】的格式進(jìn)行編制；設(shè)備編碼可參照【單體或模塊編碼】－【機(jī)械設(shè)備編碼】－【系統(tǒng)編碼】－【序列號】的格式進(jìn)行編制；管線編碼可參照【公稱直徑】－【管線內(nèi)介質(zhì)縮寫】－【系統(tǒng)編碼】－【序列號】－【壓力等級及材料等級編碼】－【絕緣防護(hù)編碼】的格式進(jìn)行編制。
?。?）歸類整理
對于已完成拆分、命名工作的文件，需要對其進(jìn)行歸類整理，將單獨(dú)文件存放到指定的層級結(jié)構(gòu)中。例如對于設(shè)計(jì)文件將分6個(gè)層級進(jìn)行存放，層級結(jié)構(gòu)如圖5所示。
文件存放完畢后，按照【專業(yè)】－【文件編碼】－【文件名稱】－【模塊】－【最終版本】的格式匯總編制整個(gè)文件目錄清單，以便于后期的查詢和檢索。
3.2.2 工程模型建立
在役工程設(shè)施三維模型的建立與新建工程項(xiàng)目三維模型的創(chuàng)建在技術(shù)實(shí)施路線上存在一些差異。前文所述新建工程項(xiàng)目數(shù)字化技術(shù)的實(shí)施伴隨著工程項(xiàng)目總體進(jìn)度同步開展進(jìn)行，三維模型也是依據(jù)設(shè)計(jì)文件、設(shè)計(jì)圖紙、P&ID圖等設(shè)計(jì)資料逐步創(chuàng)建和完善起來的。對于這種主要依靠圖紙文件等設(shè)計(jì)資料進(jìn)行三維工程模型創(chuàng)建的過程稱其為正向建模。
由于在役油田服役時(shí)間較長，期間因?yàn)楣芾砘蚣夹g(shù)上的種種原因，海洋石油平臺原始資料的保留不盡人意，很難在短時(shí)間內(nèi)將油田設(shè)計(jì)、建造文件全部收集起來。此外，因?yàn)橛吞锝?jīng)歷了多次改造，平臺結(jié)構(gòu)、工程設(shè)施布局和管線位置都與最初的設(shè)計(jì)條件產(chǎn)生了一些變化，原始資料已不能完全準(zhǔn)確地反映當(dāng)下油田的狀況。因此，只能利用三維激光掃描儀對在役工程設(shè)施進(jìn)行實(shí)景掃描復(fù)制，以掃描所得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立三維工程模型，進(jìn)而恢復(fù)在役油田的歷史工程信息和現(xiàn)在運(yùn)行狀況。三維激光掃描儀的工作原理是通過定義坐標(biāo)原點(diǎn)并向外發(fā)射激光束，采集和處理反射數(shù)據(jù)形成具有一定分辨率的空間點(diǎn)，利用組成的點(diǎn)云圖來表達(dá)目標(biāo)物體表面的特征，如圖6所示。對于這種無需工程圖紙、依靠掃描所獲得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)建立三維工程模型的建模過程稱其為逆向建模。
雖然逆向建模技術(shù)可以解決因原始資料不足帶來的問題，也可以準(zhǔn)確地反映平臺工程設(shè)施的完整性。但是受到三維激光掃描儀自身以及海上場地的限制，對于平臺導(dǎo)管架水下部分、上部組塊受遮擋的位置和管線密集區(qū)域都無法獲得準(zhǔn)確的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并且逆向建模的周期太長，因此對于在役工程設(shè)施三維工程模型的建立通常采用正向建模與逆向建模相結(jié)合的技術(shù)方式[3]。
在正向建模過程中，為保證三維工程模型中元件選型和材料代碼的一致性，必須先建立統(tǒng)一使用的三維圖元庫，其中定義儲存在圖元文件中圖像的尺寸、圖元文件的大小、調(diào)色板的數(shù)目、圖元文件中記錄數(shù)等內(nèi)容。三維模型可運(yùn)用AVEVA PDMS、PDS、AutoPLANT Piping等軟件進(jìn)行繪制，模型總體要求體現(xiàn)平臺設(shè)施的完整性，與設(shè)計(jì)成果文件保持統(tǒng)一。模型的外觀盡量和廠家資料保持相似性、尺寸要與廠家提供尺寸保持一致，如果需要?jiǎng)t根據(jù)廠家圖紙深度細(xì)化撬內(nèi)設(shè)備。模型的顏色設(shè)置需按照規(guī)范要求對板材、結(jié)構(gòu)梁柱、設(shè)備和管材介質(zhì)等單元統(tǒng)一進(jìn)行配色，如圖7所示。
正向建模和三維激光掃描工作完成后，一個(gè)重要的環(huán)節(jié)就是將激光掃描獲得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)與正向模型進(jìn)行比對，如圖8所示。比對前需要統(tǒng)一空間坐標(biāo)系，建立基準(zhǔn)點(diǎn)和基準(zhǔn)面。
圖8所示正逆向模型比對結(jié)果是點(diǎn)云數(shù)據(jù)與正向模型空間位置、尺寸相符合，對于此情況可以直接保留正向模型作為三維工程模型。如果在正逆向模型比對時(shí)出現(xiàn)偏移的情況，如圖9所示（正向模型相對于點(diǎn)云數(shù)據(jù)空間位置向左偏移），則需要根據(jù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的空間位置調(diào)整正向模型的位置，匹配成功后形成三維工程模型。如果正向模型與點(diǎn)云數(shù)據(jù)比對時(shí)發(fā)生較大差異，比如正向模型中有此設(shè)備但無點(diǎn)云數(shù)據(jù)，或者存在點(diǎn)云數(shù)據(jù)但正向模型中無此設(shè)備。對此則需要完全清除正向模型，根據(jù)獲得點(diǎn)云數(shù)據(jù)和現(xiàn)場差異處照片進(jìn)行逆向建模，并將逆向模型作為最終的三維工程模型。
3.2.3 工程信息校驗(yàn)及上載
為了確保工程信息滿足工程設(shè)施數(shù)字化的要求，需要對其進(jìn)行校驗(yàn)和審查。重點(diǎn)檢查工程文件和工程位號的命名、編碼和儲存是否符合規(guī)則要求，確保工程文件和工程位號在同一工程項(xiàng)目中不重復(fù)、不沖突，具有唯一性。檢查各個(gè)專業(yè)工程位號的基本信息（位號、名稱、類別、模塊代號、專業(yè)代號、系統(tǒng)代號等）是否正確，確保各專業(yè)工程位號與詳設(shè)成果文件、完工文件等工程文件之間關(guān)聯(lián)關(guān)系的準(zhǔn)確性和完整性。檢查通過工程位號能否關(guān)聯(lián)到三維模型、智能P&ID圖以及相對應(yīng)的設(shè)計(jì)圖紙，并驗(yàn)證圖紙中是否存在設(shè)備位號的相關(guān)信息。檢查三維工程模型中的設(shè)備位號命名、管線命名是否相關(guān)圖紙保持一致，確證每個(gè)設(shè)備對應(yīng)的工程位號與設(shè)計(jì)文件中的工程位號相一致。工程信息審查通過后，全部上載至工程數(shù)據(jù)信息集成系統(tǒng)，完成工程信息的集成工作。
3.2.4 數(shù)字化成果移交
工程信息數(shù)據(jù)成功裝載后，需要對信息集成系統(tǒng)進(jìn)行試運(yùn)行測試，例如通過圖紙編號或工程位號，測試是否能在系統(tǒng)中查詢到對應(yīng)的工程文件，并能夠正常瀏覽；測試三維工程模型能否在系統(tǒng)中正常展示，能否查詢到設(shè)施設(shè)備相應(yīng)的關(guān)聯(lián)屬性。測試完成后形成完善的在役工程設(shè)施數(shù)字化資產(chǎn)，并交付生產(chǎn)作業(yè)方使用，實(shí)現(xiàn)海洋工程設(shè)施全生命周期的數(shù)字化管理。
4 海洋工程設(shè)施數(shù)字化技術(shù)實(shí)施應(yīng)用
4.1 新建工程項(xiàng)目數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用
2010年4月，番禺4-2/5-1調(diào)整開發(fā)項(xiàng)目正式啟動，項(xiàng)目周期為兩年半。為了提升項(xiàng)目執(zhí)行效率、保證工程建設(shè)質(zhì)量，在項(xiàng)目啟動初期制定了明確的數(shù)字化管理措施，將工程信息采集和移交規(guī)范列入合同條款，要求各承包單位必須嚴(yán)格執(zhí)行。與此同時(shí)，項(xiàng)目全過程使用工程數(shù)據(jù)信息集成系統(tǒng)平臺，工程文件實(shí)現(xiàn)在線管理。
數(shù)字化技術(shù)的成功應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的管理模式，使工程項(xiàng)目管理高效有序。信息集成系統(tǒng)的線上辦公流程全面替代了原有的線下辦公方式，項(xiàng)目群信息的傳遞使得日常工作更加合理和規(guī)范、工程文件快速流轉(zhuǎn)使得線上審批快捷方便，例如設(shè)計(jì)類文件的審批周期由原來平均7天縮短為2天。
三維工程模型的智能化設(shè)計(jì)大幅度提升了平臺建造效率。據(jù)統(tǒng)計(jì)兩個(gè)平臺的模型零部件達(dá)5萬多個(gè)，對于建造過程中各專業(yè)之間互相碰撞的問題，在設(shè)計(jì)階段即可利用工程模型予以解決。在實(shí)際建造中也可以利用工程模型調(diào)整各專業(yè)間的施工順序，有效避免返工現(xiàn)象，僅僅用了兩個(gè)多月的時(shí)間即完成了平臺上部組塊的結(jié)構(gòu)建造。
載入工程信息，形成數(shù)字化資產(chǎn)。將所有設(shè)施設(shè)備（其中組塊642臺套、空調(diào)64臺、風(fēng)機(jī)70臺）的設(shè)計(jì)資料信息、工程模型信息、廠家資料信息、設(shè)備技術(shù)參數(shù)信息、招投標(biāo)/合同資料信息、建造安裝信息、調(diào)試記錄信息全部導(dǎo)入信息集成系統(tǒng)，并與MAXIMO等系統(tǒng)建立接口，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化資產(chǎn)的移交。該項(xiàng)目最終提前試生產(chǎn)約兩個(gè)月，成為第一個(gè)實(shí)現(xiàn)全過程數(shù)字化管理的工程項(xiàng)目。
4.2 在役工程設(shè)施數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用
綏中36-1-J平臺是一座老舊平臺，分為新區(qū)和老區(qū)兩部分，新區(qū)是2009年實(shí)施的增加外掛井槽裝置，工程設(shè)計(jì)資料較為齊全，老區(qū)為J平臺的主體部分，建成于20世紀(jì)90年代中期，一直沿用至今，期間經(jīng)歷過多次改造。因服役期間較長且對于歷史資料沒有統(tǒng)一的歸檔要求和標(biāo)準(zhǔn)，平臺資料缺失較多，現(xiàn)有資料已不能全面反映平臺現(xiàn)狀。為此，使用在役工程設(shè)施數(shù)字化技術(shù)對油田的歷史工程信息和現(xiàn)階段運(yùn)行狀況進(jìn)行恢復(fù)。
在工程模型建立階段，采用正向建模與逆向建模相結(jié)合的方法，先根據(jù)現(xiàn)有工程文件進(jìn)行正向建模，再將三維激光掃描儀掃描獲取的平臺點(diǎn)云數(shù)據(jù)與正向模型進(jìn)行比對，最后利用點(diǎn)云數(shù)據(jù)將變更改造后的情況在工程軟件中逐一恢復(fù)出來。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，通過正逆向模型比對，現(xiàn)有綏中36-1-J平臺老區(qū)實(shí)際增加了13個(gè)設(shè)備，增加了915 m管線和281個(gè)管件，涉及領(lǐng)域涵蓋了工藝、安全/消防、機(jī)械、儀表、配管、結(jié)構(gòu)、電氣、通信、海管等專業(yè)，逆向模型的修正數(shù)量幾乎占到三維工程模型總量的三分之一。對于新增的工程設(shè)施設(shè)備追溯并補(bǔ)充其屬性信息，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)平臺工程設(shè)施的數(shù)字化。
本文的主要內(nèi)容來自于中國海油多年來數(shù)字化領(lǐng)域的探索。實(shí)踐證明在海洋工程建設(shè)領(lǐng)域合理運(yùn)用工程設(shè)施數(shù)字化技術(shù)能夠明顯減少海洋石油平臺建造時(shí)間，降低后期運(yùn)營維護(hù)成本，同時(shí)很好地解決了工程資料保管和有效利用問題，使其形成油田數(shù)字化資產(chǎn)、促進(jìn)海上油氣田開發(fā)建設(shè)的智能化和信息化。雖然目前海洋工程設(shè)施數(shù)字化程度還不夠高，新建工程項(xiàng)目全過程的數(shù)字化管理還處于起步階段，在役工程設(shè)施數(shù)字化實(shí)施路徑還需要進(jìn)一步的探索和補(bǔ)充，但隨著數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大、應(yīng)用程度的不斷深入、應(yīng)用體系的不斷完善，將來必將發(fā)揮其更為顯著的成效。
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