浅析SPI在海外项目数字化交付中的应用

郭松

(中石化宁波工程有限公司，浙江 宁波 315103)

SPI(smart plant instrumentation)作为美国HEXAGON PPM公司旗下的一款自控工程设计软件，目前已被国内外工程公司大量使用，连同SPP&ID(smart plant P&ID)，SPEL(smart plant electrical)和S3D(smart plant 3D)作为工程项目数字化交付的必备软件之一，在一定程度上使用该软件可以提高仪表专业的工作效率，保证图纸的统一性，避免一些设计人员的主观错误。

随着全世界化工工程愈演愈烈的竞争，加上“一带一路”倡议的推进，中国工程公司走出国门也处于重要的时机。面对大量海外工程项目都提出数字化交付的要求，目的是为业主数字化运营和维护做准备[1]。很多工程公司在项目初期对此部分工作内容都没有引起重视，且SPI需要前期大量的数据库搭建工作，导致项目后期数字化交付阶段额外付出大量人力甚至面临巨额罚款。因此，如何应对海外项目数字化交付中SPI使用出现的问题尤为关键。

1 现行标准规范及现状

由于国内数字化交付起步较晚，数字化交付发展也不是很均衡，关于数字化交付的现行标准多为通用标准，没有标准具体到各个软件的使用层面。GB/T 51296—2018《石油化工工程数字化交付标准》[2]中对数字化交付内容只提出包括数据、文档、三维模型，但对数据、文档和三维模型交付的深度并没有具体说明。而海外项目一般执行的是工厂标准，如PETRONAS，SABIC，BASF，Gazprom等海外公司都有自己数字化交付的全套软件使用及交付深度标准，在SPI的数字化交付中详细地介绍了软件的使用方法及交付具体内容。所以本文将针对海外项目SPI数字化交付要求，从不同项目模式SPI不同的使用方法、SPI种子文件的审查及海外项目数字化交付遇到的难点三个方面，探讨海外项目SPI在数字化交付中如何满足业主要求。

2 不同项目模式SPI的不同使用方式

随着海外工程项目日益趋向大型化，复杂化，多专业、多链条产业化发展，海外项目的总承包模式也显现出多种形式。不同的总承包模式决定了每个项目使用SPI的方式。以下总结了常见的几种项目管理模式及需要注意的问题[3]。

2.1 总包和分包模式

设计采购施工EPC(engineering procurement construction)总承包商通过自营切块分包、全部切块分包或总分包模式整合资源。该模式下，将由总承包商与业主协商后提供基础设计阶段种子文件及使用说明。

2.2 联营体和联合体模式

由两家或两家以上承包商共同参标或各自承担工作内容。使用业主提供的前端工程设计(FEED)阶段种子文件及使用说明，但由于这两种模式是由多个公司共同完成项目，因此软件服务器的位置决定了软件的主导方，而非主导方如果与主导方距离较远甚至跨国，如主导方为非主导方开设远程服务接点将大幅降低SPI的使用效率，且很多海外工程公司经常以Database是商业机密为由拒绝给国内工程公司开设远程服务接点。为解决该问题有以下两种方案： 一是外派设计人员到主导方进行在线数字化设计；二是离线操作的模式，主导方提供SPI全套导入模板，供其他工程公司在模板上填写导入信息。

3 SPI种子文件的审查内容

SPI的应用最基本的前提是需要有一整套适合业主管理体系和理念的种子文件，以便工程公司根据种子文件完成工程设计、实施数字化移交后，业主管理团队能够快速、完整地实施仪表设备的管理。

SPI软件自带一套种子文件，但无法适合于不同性质不同规模的项目，且种子文件内容比较单一。特别是针对海外项目，当业主在EPC招标并提供种子文件时，工程公司应该配备专业的团队审查业主提供的种子文件，防止签订合同后发现种子文件不全浪费大量人力与业主沟通协调甚至二次开发。笔者将经历的海外项目经验对种子文件的审查内容列出，见表1所列。

4 海外项目SPI软件应用过程注意事项

某海外项目业主对SPI使用的交付要求包括： 仪表索引表、仪表规格书、仪表I/O表、工艺数据表、DDP模板、电缆表、接线箱接线表、节流原件计算、差压液位计计算、温度计套管振动频率计算、阀门计算、仪表安装图、回路图。根据不同业主交付要求可能有所不同，以上13条内容包括了SPI的大部分常用模块。这些交付内容大致可以分成四类： 表格类、计算书类、图纸类及软件内部文件。笔者通过海外项目实施过程的经验，尤其是梳理SPI各模块的使用要求，总结了完成各图纸的前提条件以及如何避免项目实施过程中软件带来的问题。

表1 种子文件审查

4.1 表格类文件

表格类文件包括： 仪表索引表、I/O表、规格书、工艺数据表，也是国内数字化设计非常熟悉的交付文件，且同样需要工艺专业完成SPP&ID的绘制并填写工艺数据后发布，SPI接收P&ID图纸生成对应仪表、回路及工艺数据。海外项目与国内项目最大的区别就是每个交付文件的深度和内容与国内不尽相同，那就需要工程公司明确各个交付文件的填写要求和交付文件模板。填写要求可以由业主直接提供也可以由工程公司编写后提交业主审查；交付文件模板，可以由业主提供也可以由工程公司通过Infomaker软件定制业主要求的PSR模板。

4.2 计算书类文件

计算书类文件包括： 节流装置计算、调节阀计算、安全阀计算、温度计套管频率计算以及液位差压变送器量程计算。其中，液位差压变送器量程计算是SPI不包含的计算模块，如果业主在ITB中明确提出该部分工作内容，承包商需提前向业主澄清无法完成该项工作作为后续交付的免责项。其余几个计算模块虽然SPI中包含，但问题是： 如果使用SPI自带计算模块，当计算结果与供应商计算的结果不一致，最终由于计算结果直接映射到规格书导致与供应商供货文件不一致，因而仪表到货无法进场。虽然可以通过其他手段修改规格书中的计算数据，但如温度计套管频率计算模块过时、规范过期、新规范数据填写量过大的问题在SPI中仍然存在。最好的解决办法是在项目的初期直接与业主或项目管理团队PMT(project management team)进行澄清，建议通过供应商文件上传的方式提供这些计算书而取消对SPI的计算要求，这样可以保证数据的唯一性和准确性。

4.3 图纸类文件

图纸类文件主要包括： 安装图、回路图。接线表、电缆表、接线箱表等可以统一放在回路图中考虑，因为回路图是按照仪表的信号流向由仪表到系统柜的卡件上的顺序，包括了中间所有电缆、端子、卡件等信息，因此接线表、电缆表、接线箱表等该类表格作为回路图的部分信息按照业主的模板要求在SPI中抽出该类信息，定制相应PSR最终以报表的形式输出。大部分业主都会强烈要求工程公司使用SPI自带的安装图Enhanced模块和回路图Enhanced模块出图而不是CAD模式出图，其主要原因是使用SPI Enhanced模块出图会将图纸统一转化为.sma格式，对于海外业主来说他们只需要购买SPI软件就可以查看所有图纸，不需要额外再购买CAD软件或其他正版软件。所以使用Enhanced模块完成这两类图纸，就需要业主提供项目使用的大宗材料库、功能模块参考库、典型安装图、典型回路图库等，否则工程公司需要自己建立材料库、典型安装图库、典型回路图库以及定制大量的导入模板。由于国内项目数字化程度较低，缺乏统一标准的数据库系统[4]，因此其工作量非常巨大且不同国家项目之间的复用率非常低。

4.4 软件内部文件

软件内部文件主要指的是DDP模板，其主要目的是实现在SPI中输入外形尺寸映射到S3D中形成三维模型，实现了仪表专业设计软件与配管专业设计软件之间的数据共享及复用[5]。SPI中有大量的DDP模板图库，但其模板图库大多填写的细节尺寸较多，如图1所示SPI图库蝶阀DDP模板，仪表供应商提供的外形尺寸图无法满足细节尺寸的填写，尤其一些海外制造厂对细节尺寸回复比较慢甚至以技术保密为由拒绝提供，因此国内很多工程公司对DDP模板都做了简化修改，如图2所示精简后蝶阀DDP模板，只要满足S3D模型的基本占位即可。因此工程公司需要开发1套DDP模板交给业主或PMT团队进行审查，避免后期因为DDP模板数据填写或导入等问题影响项目进度。

图1 SPI图库蝶阀DDP模板示意

图2 精简后蝶阀DDP模板示意

5 结束语

国内工程公司走向海外市场承接工程数字化交付已经成为EPC投标的资质考核标准。因此海外项目数字化交付中更应该在项目前期充分考虑到项目模式、种子文件以及交付标准对SPI后续的使用可能带来的影响。深入解读合同，增加种子文件审查的环节，强化项目前期与业主谈判，可以有效地避免后期索赔发生。相信海外项目的高标准要求也会推动国内工程数字化交付的快速发展和进步。