LNG接收站數(shù)字化建設(shè)中的工程建設(shè)期數(shù)據(jù)采集探索

摘? 要：數(shù)據(jù)采集是LNG接收站數(shù)字化建設(shè)過程中的基礎(chǔ)工作，工程建設(shè)期數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量將制約后續(xù)數(shù)字化交付以及數(shù)字化站場的建設(shè)和使用。隨著大數(shù)據(jù)時代的到來和云計算技術(shù)的發(fā)展，使用數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)無論是對保障采集數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性、及時性與便攜性，還是對統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)都有著重要意義，如何利用數(shù)字化技術(shù)對LNG接收站工程建設(shè)期的數(shù)據(jù)進行采集值得深入研究。

關(guān)鍵詞：LNG接收站;工程建設(shè)期;數(shù)據(jù)采集;數(shù)字化

中圖分類號：TP399-C ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）24-0156-05

Exploration on Data Collection in Digitization Construction of LNG Terminal during the Project Construction Period

ZHUANG Tiantian

（CNOOC Gas & Power Group Co.，Ltd.，Beijing? 100028，China）

Abstract：Data collection is the basic work in the process of digitization construction of LNG terminal. The quality of data collection during the project construction period will restrict the subsequent digitization delivery and the construction and usage of digitization station. With the advent of big data era and the development of cloud computing technology，using of data collection management system is of great significance to ensure the integrity，accuracy，timeliness and portability of collected data，or to unify data standards. How to use digitization technology to collect data in LNG terminal project construction period is worth deeply researching.

Keywords：LNG terminal;project construction period;data collection;digitization

0? 引? 言

現(xiàn)階段，中國LNG接收站的建設(shè)已進入成熟期，眾多業(yè)主在LNG接收站的規(guī)劃設(shè)計階段即對數(shù)字化、智能化、完整性等建設(shè)內(nèi)容提出了較高要求，要求EPC總包方在竣工后交付一個實體LNG接收站之余，還要同時交付一個與實體完全一致的虛擬LNG接收站。而實現(xiàn)LNG接收站數(shù)字孿生的基礎(chǔ)就是工程建設(shè)期的數(shù)據(jù)采集，它既是信息系統(tǒng)的重要組成部分，也是工程建設(shè)成果的重要體現(xiàn)。所采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性將直接關(guān)系到接收站生產(chǎn)運營期數(shù)據(jù)分析與決策的效果，大大節(jié)約在生產(chǎn)運營期重復(fù)收集和查詢建設(shè)期數(shù)據(jù)的成本[1]。

我們就如何在LNG接收站的工程建設(shè)期內(nèi)完成數(shù)據(jù)采集進行了探索，總結(jié)出了一套切實可行的方法，希望能對LNG接收站工程建設(shè)期的數(shù)據(jù)采集工作發(fā)揮一定的示范作用。

1? 數(shù)據(jù)采集內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn)

1.1? 數(shù)據(jù)采集內(nèi)容

數(shù)據(jù)采集內(nèi)容涵蓋LNG接收站工程建設(shè)內(nèi)容主要包括施工數(shù)據(jù)采集、設(shè)備信息數(shù)據(jù)采集。

施工數(shù)據(jù)采集是指收集LNG接收站工程的施工數(shù)據(jù)，其中包括施工測量數(shù)據(jù)、材料數(shù)據(jù)、施工影像資料、施工過程數(shù)據(jù)、質(zhì)量檢驗信息、設(shè)備制造過程數(shù)據(jù)等。施工測量數(shù)據(jù)主要包括：設(shè)備設(shè)施結(jié)構(gòu)測量數(shù)據(jù)、焊口測量數(shù)據(jù)、管道組成件測量數(shù)據(jù)、管道附屬件測量數(shù)據(jù)、站址測量數(shù)據(jù)、重大影響物測量數(shù)據(jù)以及施工缺陷測量數(shù)據(jù)等。材料數(shù)據(jù)包含接收站工程的所有材料進場和復(fù)檢文件，材料主要包括：混凝土原材料、鋼筋、鋼板、管道、焊材、預(yù)應(yīng)力鋼絞線等。施工影像資料包含所有重要施工過程的圖片數(shù)據(jù)信息拍攝收集、大型設(shè)備（如儲罐、壓縮機、地下管線、各類成套成撬裝置等設(shè)備設(shè)施）內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖片拍攝收集、隱蔽工程施工過程圖片拍攝收集等。施工過程數(shù)據(jù)包含施工日志數(shù)據(jù)、施工工程量數(shù)據(jù)等。質(zhì)量檢驗信息是指所有設(shè)備設(shè)施施工過程中的質(zhì)量檢驗信息，主要包括材料檢驗、焊口質(zhì)量、涂層和保冷層施工、沉降監(jiān)測、防腐保護、無損檢測等。設(shè)備制造過程數(shù)據(jù)主要包括設(shè)備監(jiān)造方案、監(jiān)造過程的影像資料和監(jiān)造臺賬等資料。關(guān)鍵設(shè)備監(jiān)造資料作為后續(xù)運行和安全管理的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

設(shè)備信息數(shù)據(jù)采集是指收集LNG接收站工程中所有的設(shè)備信息數(shù)據(jù)，設(shè)備信息數(shù)據(jù)采集內(nèi)容如表1所示。

1.2? 數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)

我們通過對LNG接收站工程建設(shè)的范圍分析，并且結(jié)合業(yè)主對生產(chǎn)運營期精細(xì)化管理的需要，在通用化數(shù)據(jù)采集模板的基礎(chǔ)上進行定制，形成適合某個項目的數(shù)據(jù)采集實施方案及模板，具體過程如圖1所示。

1.3? 數(shù)據(jù)采集流程

數(shù)據(jù)采集流程包括計劃、實施、檢查、抽查、校核和入庫等環(huán)節(jié)，參與方包括施工單位、EPC、監(jiān)理部、數(shù)字化建設(shè)單位、完整性管理小組、第三方檢測單位等，具體內(nèi)容如圖2所示。

數(shù)字化建設(shè)單位編制數(shù)據(jù)采集模板并反饋給施工單位，施工單位按照數(shù)據(jù)采集實施方案的要求及模板進行數(shù)據(jù)采集，將采集到的數(shù)據(jù)提交給EPC總包及監(jiān)理部進行數(shù)據(jù)檢查與確認(rèn)，再交由數(shù)字化建設(shè)單位進行數(shù)據(jù)檢查與校驗，并按照計劃的抽檢數(shù)量進行復(fù)測，準(zhǔn)確無誤后再將數(shù)據(jù)整理入庫。

2? 數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日益發(fā)展以及“互聯(lián)網(wǎng)+”應(yīng)用的不斷深入，傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的效率得到了極大的提升[2]，我們在項目上引入互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將其應(yīng)用于接收站工程建設(shè)期數(shù)據(jù)的采集與管理，其中數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖3所示。

基礎(chǔ)設(shè)施層：系統(tǒng)部署在云平臺，與計算機終端、移動終端、硬件服務(wù)器、自控儀表、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)施共同構(gòu)成數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)的物理基礎(chǔ)設(shè)施層。

數(shù)據(jù)層：建立LNG接收站工程建設(shè)期數(shù)據(jù)庫，統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式及類型，用于存儲基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、設(shè)計數(shù)據(jù)、采辦數(shù)據(jù)、施工數(shù)據(jù)并集成生產(chǎn)運營期所產(chǎn)生的生產(chǎn)運營數(shù)據(jù)。

平臺服務(wù)層：將二維GIS平臺、三維GIS平臺以及用戶、權(quán)限、工作流、日志等系統(tǒng)管理功能通過微服務(wù)的方式實現(xiàn)，作為基礎(chǔ)平臺為上層業(yè)務(wù)應(yīng)用提供底層技術(shù)支撐。

應(yīng)用層：實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理功能，主要包括計劃編制、數(shù)據(jù)填報、數(shù)據(jù)審核、數(shù)據(jù)檢驗、數(shù)據(jù)瀏覽、數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計分析等，同時與三維GIS平臺聯(lián)動，將數(shù)據(jù)通過位號掛接到三維模型上，既能通過數(shù)據(jù)定位到三維場景或設(shè)備，也能通過三維場景或設(shè)備查詢到數(shù)據(jù)，支持與施工進度同步的可視化進度管理。

用戶層：主要包括操作人員、管理技術(shù)人員、領(lǐng)導(dǎo)決策人員三種角色。其中操作人員指數(shù)據(jù)采集人員等，管理技術(shù)人員指崗位經(jīng)理、專業(yè)工程師等數(shù)據(jù)審核人員，領(lǐng)導(dǎo)決策人員指部門領(lǐng)導(dǎo)、公司領(lǐng)導(dǎo)等關(guān)注數(shù)據(jù)整體采集情況的人員。

LNG接收站建設(shè)各方通過一個數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)上傳、管理和共享數(shù)據(jù)，改變以往使用紙質(zhì)單據(jù)與Excel記錄的方式，提高數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性、及時性與便攜性，助力施工數(shù)據(jù)采集工作高質(zhì)量地完成[3]。

2.1? 數(shù)據(jù)采集線上化確保數(shù)據(jù)完整性

系統(tǒng)將所有Excel數(shù)據(jù)采集模板進行數(shù)據(jù)庫化，使施工數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化，并與單項工程、工廠分解結(jié)構(gòu)等建立數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性。利用線上平臺采集數(shù)據(jù)，使采集到的數(shù)據(jù)一目了然，設(shè)置數(shù)據(jù)必填項以保證數(shù)據(jù)的完整性。

2.2? 數(shù)據(jù)采集校驗確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性

如圖4所示，數(shù)據(jù)上傳到平臺后，平臺提供工具實現(xiàn)基于位號的自動關(guān)聯(lián)，同時對數(shù)據(jù)進行準(zhǔn)確性與一致性校驗，以此來控制數(shù)據(jù)的質(zhì)量。校驗內(nèi)容包括：

（1）校驗工廠對象與文檔編號等，對不符合編碼規(guī)則的數(shù)據(jù)進行提醒;

（2）校驗工廠對象屬性，對不滿足標(biāo)準(zhǔn)定義的工廠對象屬性進行提醒;

（3）校驗值或計量單位，對同一工廠對象同一屬性不一致的值或計量單位進行提醒;

（4）校驗文檔關(guān)聯(lián)關(guān)系，對缺少關(guān)聯(lián)關(guān)系的文檔進行提醒;

（5）校驗工廠對象，對與交付清單所定標(biāo)準(zhǔn)工廠對象不一致的對象的進行提醒;

（6）校驗數(shù)據(jù)條件，對導(dǎo)入出錯的數(shù)據(jù)進行提醒。

2.3? 與計劃進度匹配確保數(shù)據(jù)及時性

根據(jù)項目施工WBS計劃，提前在系統(tǒng)中生成與之匹配的數(shù)據(jù)采集計劃，如圖5所示。使數(shù)據(jù)采集進度與項目進度一致，確保施工后產(chǎn)生的數(shù)據(jù)能及時錄入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，保證數(shù)據(jù)的及時性。

2.4? 云平臺部署確保數(shù)據(jù)便攜性

LNG接收站工程建設(shè)周期長，參建單位與工作人員多，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用云平臺部署，使總包、監(jiān)理、分包、業(yè)主等各參與方都能通過網(wǎng)絡(luò)隨時隨地訪問數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，提高了數(shù)據(jù)的采集與整理效率，確保了數(shù)據(jù)的便攜性。

3? 數(shù)字化交付

工程竣工后向業(yè)主交付與實體一致的數(shù)字化LNG接收站是LNG接收站數(shù)字化建設(shè)的重要節(jié)點，數(shù)字化移交主要是指將整個工程建設(shè)過程中產(chǎn)生的設(shè)計圖紙、設(shè)計模型、文檔、工程工藝屬性、工程采購數(shù)據(jù)、建造施工數(shù)據(jù)、質(zhì)量檢驗數(shù)據(jù)等，通過格式轉(zhuǎn)換及輕量化等方式轉(zhuǎn)化為數(shù)字化工廠所需的集智能化、信息化、結(jié)構(gòu)化于一體的三維模型，最終移交給物理LNG接收站對應(yīng)的數(shù)字化LNG接收站。在此三維模型的基礎(chǔ)上，業(yè)主可集成生產(chǎn)運營管理、應(yīng)急管理、可視化培訓(xùn)、檢維修與巡檢、風(fēng)險評價、效能評價、知識庫等功能，輔助業(yè)主生產(chǎn)運營[4]。

4? 建議

4.1? 提前規(guī)劃數(shù)據(jù)采集與交付

應(yīng)提前規(guī)劃數(shù)據(jù)采集與交付。由于工程建設(shè)和運營維護的管理主體不同，管理模式和工作理念存在較大的差別，因此業(yè)主應(yīng)該在設(shè)計建造期就參與到數(shù)據(jù)收集和交付標(biāo)準(zhǔn)與程序的制定工作中，確保工程建設(shè)期數(shù)據(jù)能夠向運行維護期過渡，避免數(shù)據(jù)脫節(jié)或可利用程度不高的情況發(fā)生[5]。

4.2? 做好與各參建單位的工作協(xié)調(diào)

應(yīng)做好與各參建單位的工作協(xié)調(diào)。開展數(shù)據(jù)采集工作需要與設(shè)計、采辦、施工、質(zhì)量、HSE、承包商、監(jiān)理等各部門打交道，定期從以上部門收集數(shù)據(jù)并整理，且要注意數(shù)據(jù)的完整性、正確性、唯一性和一致性，因此要求與各部門的工作協(xié)調(diào)有計劃性（形成數(shù)據(jù)收集的目錄與時間點），有指導(dǎo)性（提出數(shù)據(jù)收集的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)），有管理性（提供數(shù)據(jù)收集的工具，數(shù)據(jù)審核與存儲需要統(tǒng)一的界面），有一致性（對施工變更的地方應(yīng)及時對設(shè)計文件及數(shù)據(jù)進行修改記錄）。

4.3? 保證數(shù)據(jù)采集的及時性

應(yīng)保證數(shù)據(jù)采集的及時性，數(shù)據(jù)采集過程中涉及很多隱蔽工程與關(guān)鍵環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)采集，下一環(huán)節(jié)的施工會覆蓋上一環(huán)節(jié)的施工，施工一旦完成，數(shù)據(jù)將無法追溯，因此要求在每一個環(huán)節(jié)施工前就做好數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)備并按時采集數(shù)據(jù)。

5? 結(jié)? 論

目前，行業(yè)內(nèi)LNG接收站數(shù)字化交付實施案例比較少。LNG接收站的數(shù)字化建設(shè)對于實現(xiàn)LNG接收站精細(xì)化管理、智能化運維具有十分重要的意義，其中工程建設(shè)期數(shù)據(jù)采集工作更是LNG接收站完整性管理的基礎(chǔ)。希望通過以上內(nèi)容的探索，可以為后續(xù)LNG接收站數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量提供支撐，為LNG接收站數(shù)字化建設(shè)出臺統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)與系統(tǒng)建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

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作者簡介：莊天天（1987.02—），男，湖南長沙人，工程師，碩士，研究方向：數(shù)字化工廠、完整性管理、項目管理平臺。