以数字化设计服务智慧管道建设方案

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数字化设计服务智慧管网建设 1 数字化设计服务智慧管网建设 2 珠海分公司北京咨询分公司东北分公司上海分公司廊坊总部是管道局工程有限公司所属工程设计单位，诞生于“八三”工程建设时期，总部位于河北廊坊，下设北京咨询、东北、上海、珠海、西南、新疆以及阿布扎比、泰国分公司，以及国际项目中心、勘察事业部。国际项目中心阿布扎比分公司新疆分公司勘察事业部泰国分公司西南分公司 2 数字化设计服务智慧管网建设 4 迄今为止，已在国内外完成总长近 10 万公里的各类长输管道工程、总库容近 4000 万立方米的储罐工程的咨询、勘察、设计和项目总承包，进入 20 多个国家和地区，能够为世界油气储运行业提供优质的技术支持和服务。数字化设计服务智慧管网建设 5 自建院以来，先后荣获国际工程奖项 1 项，国家工程设计金奖 4 项，各类国家级工程类奖项 66 项，国家级科技创新类奖项 11 项，集团公司、省部级工程奖项 210 项、科技创新类奖项 93 项。中缅天然气管道工程西气东输一线 FIDIC 工程咨询奖中国建设工程鲁班奖尼日尔阿贾德姆原油管道工程中国优秀测绘工程银奖中俄原油管道工程黑龙江定向钻穿越国家优质工程奖中亚 - 中国天然气管道工程全国工程建设项目优秀设计成果一等奖 6 数字化设计服务智慧管网建设萌芽起步发展壮大油气管道信息化发展过程发展理念与思路信息技术发展与支撑数字管道初级阶段 • 2003 年，冀宁联络线首次提出数字化管道建设目标，实现数字化技术的局部应用数字管道推出阶段 • 2005 年，双兰管道首次实施 PCM ， 2008 年全面推广应用，实现施工数据采集与项目管理信息化数字管道成熟阶段 • 2012 年，启动管道全生命周期管道研究； 2016 年，数字化设计体系和全生命周期数据库完成智能管道阶段 • 以中俄东线北段为起点，开启智能管道建设 20 世纪 90 年代，美国首先提出数字化管道的概念 2008 年 11 月， IBM 提出智慧地球的理念 2015 年 7 月，国务院印发《关于积极推进“互联网 +” 行动的指导意见》在中国管道工业发展过程重，我院积极推进“标准化、模块化、信息化”工作，在工业化与信息化融合方面进行了有益的尝试和持续的探索。由 2003 年的冀宁联络线开展数字化技术局部应用开始，到 2017 年的中俄东线北段开展智能管道建设试点，我院一直践行智能管道、智慧管网建设全过程。数字化设计服务智慧管网建设为了提高管道设计水平，实现标准化、模块化、信息化的设计模式，进而提高设计质量与效率，满足数字化全球交付的要求， 2012 年起，管道设计院全面开展数字化设计体系构建，重点推进“三大平台”建设，着力提升数字化设计、全生命周期服务业务的信息化水平，开拓数据管理服务，配合管道产业链形成完整的管道建设、运营数字化业务体系，具备服务智能管道建设和数字化设计交付能力。基础建设编制数据标准基础数据库建设开展模块化配套建设数据中心云平台数字化设计桌面云软件应用云系统建设软件定制与平台开发数字化新技术应用管理优化项目流程优化数字化设计项目管理体系业务指南 7 A 数据开放 B 数据产生业务执行平台 数字化设计 设计项目管理 知识管理业务交付平台 建设期数据整合 数据发布 数字化移交 C IT 支撑基础设施平台 设计云 数据共享中心 IT 服务中心数字化设计服务智慧管网建设 8 以工程设计云和数据中心为核心的基础设施平台实现数字化设计平台、软件资源、知识云化，构建云设计模式，满足异地协同设计、审查及管理需要，达到设计资源统一、流程统一、数据统一、成果统一的目的。中国阿布扎比泰国数字化设计平台软件资源知识管道设计云异地协同远程审查移动应用管理办公桌面云系统软件发布平台设计资源统一、流程统一、数据统一、成果统一数字化设计服务智慧管网建设 9 设计知识管理系统提升数字化设计系统提升设计项目管理系统平台持续提升优化 Engineers (Discipline Leads) Plan DCC 添加文 Comments Submission 本 (email) Transmittal Workspace Work flow Originate & Review Smart Folder Electroni Signatur c e WBS Report Progress CPPE 知识管理系统 CPPE 项目管理系统 CPPE 数字化设计平台 以集成设计为核心的业务执行平台业务执行平台关注设计手段提升、设计管理以及知识有形化应用，其中设计手段提升立足现有数字化设计平台，实现全数字化设计，由四个专业数字化设计平台形成一个整体。项目管理和知识管理是设计业务执行保证，三个系统共同形成一个相互支撑、相互推进的铁三角，全面支持设计项目的质量、效率、效益的提升。数字化设计服务智慧管网建设 10 统一业务流程统一技术标准统一数据标准统一设计资源设计院 A-- 设计院 B-- 管理单位其他需求单位设计云平台数字化模块化标准化中油管道数据中心经济造价分析平台站场设计平台 SP3D/PDMS 管道设计院采用自主开发、引进定制的方式，建成具有行业特色的数字化设计平台，包括线路、站场、建筑、经济造价四个平台。通过数字化设计平台实现多专业协同设计，在三维模型中集成管道本体及周边环境信息，形成智慧管道的源头数据。目前，管道设计院的数字化平台已经成为中油管道所属项目的指定平台，今后将通过云模式向其他设计企业全面开放使用。线路设计平台 PIPSPACE 建筑设计平台 REVIT 数字化设计服务智慧管网建设线路设计平台自 2008 年至今，经历了近 10 年的持续发展完善，针对管道线路及附属设施的工程设计，由最初的一个 GIS 辅助设计工具，发展形成为一个综合设计系统，可以完成线路从勘察、测量到选线、施工图设计、竣工图设计的全阶段数字化设计工作，并成功实现数字化知识的积累和推送应用。平台在设计业务覆盖范围、应用深度、自动化、智能化等方面独具优势，成为管道设计院的特色手段。 11 测量数字化钻孔、三维数据地质模型线路纵断面可研、初设施工图设计施工、竣工路由报批线路选线评估数据工程量统计数字化设计服务智慧管网建设 12 01 线路数字化设计平台 OPTION 设计、数据整合、展示 0 2 OPTION 线路展示平台非涉密数据展示、与项目管理系统数据交换 0 3 OPTION 项目管理系统流程管理、数据交换管道 GIS 数据模型 0 4 OPTION 设计平台 PAD 端设计信息查询、现场变更管理由于线路设计图纸的特殊性，设计将在现场架设独立服务器满足涉密数据查看需求，并最大程度利用公共网络进行数据的交互传递，确保施工现场数据的快速回流和整合。同时，开发完成线路设计平台现场移动端，实现设计现场变更与设计平台的数据交互，确保线路数字化设计平台数据的准确性、完整性、一致性。涉密数字化设计服务智慧管网建设 13 P&ID, Instrument Data, Cable Schedule SmartPlant Foundation P&ID P&ID P&ID Cable Schedule Instrument Data SmartPlant EQD SmartPlant P&ID SmartPlant 3D SmartPlant Instrumentation SmartPlant Electrical P&ID 站场设计平台引进国际知名成套软件定制形成，着重加强系统设计的数字化，以及实现系统设计与施工图设计的有机结合，实现了智能 P&ID 、仪表自控逻辑等系统设计，与三维配管、布线、设备安装的一体化协同，满足了数据传递和多专业协同设计要求。数字化设计服务智慧管网建设 14 建筑设计平台以 REVIT 三维模型为主要载体，通过仪表、电力、通信、消防、给排水、热工、暖通、结构等各个专业在建筑设计平台的协同设计，形成相应的模型、图纸、数据、文字等设计成果文件。钢结构设计结构计算建模设备综合设计建筑协同设计数字化设计服务智慧管网建设 15 可研阶段招投标施工阶段定额库 PBS 编码物料编码初步设计阶段结算阶段造价分析平台是基于中油管道指定管道设计院开发的概算编制软件，并实现了概算向估算和结算两端的延伸。在设计层面，实现了经济估算、概算的程序化编制与提交。在业主层面形成估算、概算、清单、结算数据的 PDCA 闭环结构，最终达到全过程造价管理的目的。数字化设计服务智慧管网建设数字化设计智能采办智能施工线路数字化设计平台站场数字化设计平台建筑数字化设计平台工程造价设计平台模型数据文档数据文档数据文档数字化成果载体平台  自定义数据模型，实现以管道实体为中心的数据整合  具备数据调用、可视化展示等数据服 16 以数字化交付为核心的业主交付平台 ( 载体平台 ) 由于设计数据涉密或者设计数据库封闭问题，设计平台不能直接与外界系统直接对接，需在非涉密区建立一个载体平台作为全数字化交付平台，该载体平台与数字化设计平台类似于数字双胞胎，采用同样数据库架构，但承载数据不同。主要工作内容如下： 1. 数据整合，模型、数据、非结构化文档一体化 2. 数据结构重建，实现开放或脱密 3. 标准数据接口共享数字化设计服务智慧管网建设 17 结构化数据三维设计数据图纸数据非结构化数据施工数据各类管理数据运维数据目录结构 PID 图 BIM 建筑数字地形三维管道三维站场包含所有设计要素细致到部件级精度载体平台从业务执行平台中，抽取站场、建筑、线路的二三维数字化设计成果，通过标准的数据编码，形成开放且符合油气管道行业标准的数据层资产，配合强大的一体化展示引擎，向业主做静态期数据资产的有形化移交，通过基础设施平台实现全球交付。容纳所有管网数据数字化设计服务智慧管网建设 18 载体平台依靠强大的三维引擎、数据整合优势，秉承开放的思想，其数据和三维显示均可应用到业主已有运维系统中，提供三维服务；也可以本平台为载体，挂载多个运维系统，构建运维期数字孪生体，进行一体化数据管理和展示，为智能运维、预警决策助力。静态数据库轻量化模型开放的数据层各类手持三维应用集成其他系统智能施工、采购流程管理自动化生产运维、应急指挥系统动态数据缓冲库 SCADA 、视频监控、应力监测、阴极监测、线路巡检、设备管理一体化展示应用系统对接 API 应用层数据移交 API 流程化工厂数据线路、航拍数据二维表单图纸建筑平台 BIM 数据云设计平台数字化设计服务智慧管网建设 19 4. 智能知识管理 2. 技术服务 1. 设计管理专家资源服务众包服务知识型设计文化项目绩效管理 AI 智能助手业务流程与协同数字化设计体系智能知识图谱 3. 协同工作知识工作者下一代智能设计体系业务执行平台 数字化设计 设计项目管理 知识管理业务交付平台 建设期数据整合 数据发布 数字化移交 A 业务交付平台 B 业务执行平台 C 基础设施平台基础设施平台 设计云 数据共享中心 IT 服务中心管道院的未来——从数字化工作到智能工作 2018 年管道院启动一体化战略，以愿景、使命、战略为牵引，围绕市场项目主营业务链，落实“以客户为中心、以市场为导向、以项目为核心、以技术为支撑、以文化为驱动”五大经营理念，建设一套覆盖全部业务活动、国际化的一体化管理体系和与之相配套的全信息化系统，实现主营业务链（价值创造链）的最佳运营。数字化设计服务智慧管网建设 20  油气长输管道设备设施数据规范  全生命周期数字化移交规定  管道完整性管理规范 • 2014 年开始， 2016 年下发试行 • 2013 年开始， 2016 年全部发布 • 2009 年发布， 2015 年升版包括编码规定、数据规定和文件清单，包括编码规则、分类与代码、属包括高后果区、风险评价、完整性管理性规范、设备拆分、故障分类五共 40 个文件数据结构等部分 ERP 应用集成数字化设计平台、 PCM 系统 PIS 系统  数据标准体系的建立管道设计院在完成编制的 CDP 数据文件的基础上，结合中石油其它数据规范，以设计为源头，向设备制造环节延伸，充分结合管道建设期和运维期的数据需求，规范数据移交的格式、编码、结构，融合形成覆盖全生命周期的数据标准，实现数据的全面统一、递延传承和集成共享。数字化设计服务智慧管网建设 21 供货商数据提供设备部件级数字化设计数据交付数据中心中油管道变频器电机联轴器离心式压缩机矿物油系统压缩机工艺气系统干气密封系统仪表风供气系统 MCC 低压配电系统机组监视控制系统单元解构子单元解构离心电驱压缩机组（ 10 个子单元）离心燃驱压缩机组（ 20 个子单元）往复压缩机组（ 9 个子单元）单元划分  设备全数字化交付管道院依托设备部件级解构为结构基础，通过三维模型为载体，集成设备非结构化文件资料，挂载设备及部件生产阶段静态数据，预留建设、运行阶段动态数据接口，实现智能管道全数字化移交、全生命周期管理、全智能化运行需求的设备资料交付。目前设计院在河池压气站、中俄东项目上开展了实践应用，为业主提供相关服务。采购数据要求设备资产数字化的过程数字化设计服务智慧管网建设 22  全面梳理感知系统、建立管道物联网提供管道物联网解决方案。应用物联网技术，通过现场视频、周界防护、工作人员定位、可燃气体监测、消防预警、管道巡检、泄漏监测、破坏预警、地质灾害预警等现场数据的采集和分析处理，实现管道数据的全面采集，为管道孪生体建设提供“血、肉”。目前正在开展中油管道物联网研究工作。数字化设计服务智慧管网建设 23  新建管道的数字孪生体构建根据“智能管道、智慧管网”总体设计的技术路线及应用架构规划，开发三维引擎，依托云计算、大数据、管道实体模型轻量化等技术构建管道数字孪生体。中俄东线的北段将初步建成实体管道和数字孪生体管道。中油管道数据中心数字化设计服务智慧管网建设 24 可视化数据模型非结构化文档资料需要扫描的文档文件图纸、文档、资料电子版线路地理信息模型、站场三维数据模型在役管道干线管线测量管线实际位置地下管线探测激光三维扫描非结构化的数据站场三维模型 GIS 数据敏感信息 / 内检测数据三维点云模型  在役管道的数字化恢复依据我院编制的《在役管道数字化恢复指南》按照智慧管网的应用需求，以线路、站场、建筑三维平台为主体，利用人工确认、三维激光扫描、无人机航飞、地质雷达探测等手段完成数据的采集、整理、校验、入库，恢复管道建设期和运行期数据，构建与本体一致的虚拟管道，为实现智能化管道、智慧管网运营奠定基础。实体类设备及对应的设备属性结构化数据数字化设计服务智慧管网建设 25 昆明保山禄丰弥渡安宁潞西瑞丽天然气管道（瑞丽—禄丰）配合西南管道公司完成中缅油气管道的数字化恢复项目，并提供三维载体平台。选取中缅原油管道（瑞丽 -- 安宁），中缅天然气管道（瑞丽—禄丰）开展数字化恢复工作：中缅原油管道（瑞丽 -- 安宁）丽江大理数字化设计服务智慧管网建设 26  管道运营智能化支撑  管网运行决策智能化 P P S 系统场站  生产经营管理智能化数据集中管理业务批量处理管道能耗实时评价分析计量数字化管理 ( 远程计量交接 ) 基于智能管道建设积累的经验，以及平台的整合，数据的集成、清洗，模型、算法的建立等研究工作，设计院开展一系列的管道运营智能化的技术实现的服务工作。正在为中油管道公司、调控中心、各区域公司开展相关业务信息系统的建设。预测预警决策支持管网规划适应性分析数据采集风险分级设备分级策略制定状态监测作业执行分析评估智能设备管理系统（ PEM ）巡检检验检测 SCADA 物联网远程诊断健康评估维检修变更关键指标统计维修后评价根原因分析保护能力评估专业管理附件采集风险分析  基于风险和可靠性的智能设备管理系统设备动静态数据采集主数据、台账维护 1 2 3 4 5 数据集成管理具备整合产业链数据，形成统一数据模型能力数据发布服务实现管道产业链数据共享与发布服务应用服务体系提供完整管道建管应用系统服务数据创新应用提供大数据自服务平台，支撑大数据 + 技术融合融合、创新数据应用服务实现管道产业链关键业务系统建设管道设计院专注于油气储运行业的设计、咨询、项目建设，拥有近 50 多年的工程经验，具备为各方提供全生命周期内各类业务的综合技术服务能力，特别是在智能化管道建设和应用方面有所积累，希望能与各方共建、共享、共赢！ 27 数字化设计服务智慧管网建设谢谢！！