流程行业工程项目数字化交付实践与思考

■ 华陆工程科技有限责任公司 范沙浪

近年来，随着信息科学技术的蓬勃发展，企业数字化转型进程不断加快，数字工厂、智能工厂的概念不断涌现，越来越多的企业要求在工程项目建设期开始进行数字化交付工作，以形成良好的企业数字基因，为未来智能工厂打下坚实基础。华陆工程科技有限责任公司（以下简称“华陆公司”）作为一家由勘察设计公司转型而来的国际型工程公司，在石油和天然气化工、煤化工、精细化工、材料能源、基础设施等业务领域拥有众多业绩案例。为了契合国家数字化转型战略，辅助客户建立智能化工厂，华陆公司在多个项目实现了工程数字化交付，积累了丰富经验。本文在研究工程项目数字化交付目标及要求的基础上，总结工程数字化交付的实践路径，并对工程公司数字化交付提出深度思考。

流程行业工程项目数字化交付的目标、要求与挑战

流程行业项目数字化交付的目标

近年来，以互联网、大数据、人工智能为代表的新一代信息技术正在快速改变企业的运营模式，如何通过先进信息技术降本、提质、增效，已成为企业能否在激烈市场竞争中生存的关键因素。通过在工程建设期制定统一数字化交付规范，对设计、采购、施工各阶段数据进行完整数字化交付，可以帮助企业形成真实反映物理资产的“数字工厂”，为运营期智能化管理奠定良好的数据基础，最终可实现在虚拟空间中掌握企业真实动态，消除“信息孤岛”，形成对企业资产、安全、生产等方面的信息化控制和管理，降低管理失误，提高生产效率，确保生产安全。

流程行业项目数字化交付的要求

截至目前，流程行业项目数字化交付基本以《石油化工工程数字化交付标准》（GB/T 51296-2018）为基准，但由于企业交付目标不同，其侧重点也会不同。有的企业偏重于对智能化工厂的探索，强调数字化交付的完整性、创新性、先进性；有的企业偏重于智能工厂的价值创造，强调数字化交付的合理性、实用性、灵活性；有的企业偏重于采用数字化交付提高工程质量，强调数字化内容的同步性和实时性。笔者认为，未来化工工程项目数字化交付标准将会逐步分化，形成更加细分的交付标准。

流程行业项目数字化交付的挑战

目前，化工工程项目数字化交付主要面临以下三个方面的挑战：一是工程项目参与专业众多、设计标准多样化，难以达到数字化交付标准要求；二是工程项目建设周期紧、任务重、压力大，难以同步完成项目数字化交付工作；三是数字化交付后，软件应用效果不理想，难以达到客户期望值。工程公司如何突破上述三个方面的困扰，是能否顺利完成数字化交付项目，为用户带来价值创造的关键。

流程行业工程项目数字化交付的实践经验

化工工程数字化交付内容按专业分类，主要包括各专业设计数据、采购数据、施工数据以及各类数据间的关联四个部分。按数据属性分类，主要包括智能数据（可存储在数据库、具有一定遍历规则的数据）、非智能数据（类似图片、视频、PDF、OFFICE之类难以智能化应用的数据）。数字化交付的核心是以工厂对象位号为索引，将各类智能、非智能数据关联起来，形成工程建设期知识库，以工厂三维模型数据作为展示平台，向客户呈现数字孪生工厂。具体交付内容如图1所示。

图1 数字化交付内容

进行数字化交付工作，就是将原本用卡车按吨计量的工程纸质交付变为以计算机存储的信息数据交付给客户，交付后可大幅节省客户后期查询资料的时间，但要在工程项目建设期同步完成工程数字化交付，是一件具有挑战性的事情。根据华陆公司数字化交付经验，30亿元投资规模的工程数字化交付数据量在1TB~5TB左右（视交付深度而定），这里涉及组织的分工、专业间的配合、信息化人员与文控人员的参与以及对客户真实需求的理解等，下文将重点进行说明。

建立独立的组织机构，以应对数字化交付项目

由于数字化交付项目经常伴随设计或总包工程项目，因此，初次接触数字化交付的工程公司往往把数字化交付作为设计、总包项目的一部分，按照传统工程模式进行。但采用这种模式进行数字化交付会给项目带来极大的困扰，首先是职责定义不清晰，工程设计人员的主要工作是高效、准确地完成设计而非数据整理工作。其次是在工程进度紧张时，各专业人员本身工作压力巨大，无法顾及数字化交付，等到设计负荷降低、专业人员有空时，却发现需交付的数据已混乱不堪、难以整理，即便在项目中成立专门专业以应对数字化交付，都会面临设计专业人员工作压力太大、数字化交付不及时的困局。

如何应对此类问题？这就需要将数字化交付工作与工程项目分离，单独立项，成立专门的数字化交付团队去处理。数字化交付本质是伴随工程设计、采购、施工同步开展的数据整理工作，其在专业分工上更接近于信息管理而非各工程专业，所以应以企业信息部门人员为基础，组织专业交付团队应对数字化交付项目。在大中型工程公司中，信息部门一般会配备专门三维设计软件管理团队，此团队肩负企业数字化设计后台维护责任，对信息化与工程设计之间的关联会有深刻理解，可由此团队去承担数字交付项目核心组织机构。若企业信息中心不具备三维设计软件管理团队，则需要负责企业内部信息化建设人员进行转型。数字化交付项目人员组织架构如图2所示。

图2 数字化交付项目团队组织架构

建立统一的数字化交付规范及工作模式

若想顺利完成数字化交付，前期制定数字化交付统一规范是一项极其重要的工作。此项工作应与工程项目初步设计并行，与业主紧密配合。数字化交付的目的是为将来客户建设智能工厂服务，其对接部门包括客户技术部、信息部、智能制造部等，而客户此类部门和工程部接洽并不紧密，因此，需要在数字化交付团队成立之初就要将客户信息部、工程部以及工程公司各部门紧密结合，在尽量不改变工程公司及分包商设计统一规定的基础上，结合客户智能工厂需求去建立数字化交付统一规范。化工工程数字化交付统一规范编制可参考《石油化工工程数字化交付标准》（GB/T51296-2018），但需因地制宜，综合考虑客户需求、参建方设计标准、工程投资规模等。华陆公司的经验是数字化交付统一规定应在尽量满足客户需求的基础上，贴近参建方设计标准，降低投资成本，减少无效交付。

在编制完数字化交付统一规定后，需立刻制定出与之匹配的工作模式，在很多数字化交付项目中，数字化交付统一规定很完善，但因在执行过程中缺少工作模式和监督机制，最后交付成果一团糟。工作模式的制定主要是按照数字化交付统一规定，界定各工程专业与数字化交付团队的工作分工，原则上不应过多增加工程专业人员工作量，应将数据整理上传的工作交由信息化人员、文控人员完成，各专业人员只完成数据传输和数据审核工作。数字化交付工作模式主要包括设计介入模式、条件传递模式、文控管理模式、供应商文档归集模式、审查跟踪模式等，数字化交付工作模式建立完成后，需要对工程各参与方进行系统性宣贯，时间最好定在详细设计启动之前。

建立信息系统，辅助数字化交付

在数字化交付项目过程中，会面临大量的数据传递、规则匹配、二三维关联、文档识别工作。因此，在数字化交付统一规定、工作模式建立宣贯完成后，应建立相应信息化系统，以支撑数字化交付顺利进行。相关信息系统主要包括工程文件收集系统、集成设计数据平台、现场施工管理系统、数字化交付平台。其中，工程文件收集系统主要负责收集各个分包商的设计、采购、施工文档资料，该系统可以和工程公司现有设计图档系统、采购系统、工程管理系统联动，从中抽取用于数字化交付的有效数据并制定交付规则。例如，当数字化交付工程文件收集系统未能接收到设备供应商相关文件时，采购系统无法支付设备采购尾款。集成设计数据平台作为数字化交付过程中智能数据的载体，主要用于将智能P&ID、智能仪表、三维管道建模等设计软件进行数据集成，使得设计与交付同步进行。现场施工管理平台主要是在现场进行施工作业管理的同时收集施工验收文件、工程联系单、签证、影像等资料。这些资料最终将全部移交至数字化交付平台中，数字化交付平台作为承载数字化工厂的基础软件平台最终移交客户，应在此平台上配置相关文件校验规则，辅助客户完成验收工作。

以终为始，在数字化交付过程中思考价值创造

在数字化交付过程中，需要不断思考如何为用户创造价值。在目前已知的国外成功案例中，节省客户后期查询资料时间、以工厂对象为核心实现文件之间的关联，是数字化交付主要价值，但单凭此项价值不足以满足客户智能工厂基础平台的要求。在数字化交付过程中，工程公司应站在客户运维角度去拓展应用场景，将工程静态数据的价值发挥到最大。

目前，除了文件管理查询这项传统功能外，其他比较成功的拓展场景包括三维人员定位、可视化资产管理、三维OTS仿真、MES系统集成、安全应急系统集成等。三维人员定位场景是指利用工程公司交付的全场景三维地图结合5G、北斗技术实现全厂人员精准定位，辅助班组长及时了解员工巡检位置等；可视化资产管理是指在交付的三维模型中，将设备实时数据、交付设计、采购、施工数据、检维修数据整合在一起，实现设备三维可视化管理；三维OTS仿真主要是在二维OTS培训的基础上结合三维外操培训，使整个培训过程更加真实有效，有利于提高员工对工厂的整体认知；数字化交付系统与MES系统深度集成，是将工厂模型、文件与生产执行实现紧密集成，形成更为直观的展示页面；数字化交付平台与安全应急管理平台集成，是将可燃有毒气体报警系统与风向仪、模型相结合，形成扩散预警三维成像。

由上述应用案例可知，数字化交付平台是智能工厂的数据“底座”，类似于电子消费领域中的电子地图，至于能在地图上产生怎样的应用、创造怎样的价值，还需要客户与实施商集思广益。

流程行业工程项目数字化交付的思考

在华陆公司参与的多个项目数字化交付项目中，我们发现现代化信息科技的进步对传统工程建设交付带来的深远影响，数字化交付给工程公司带来的变革是多方面的。如何顺应时代发展、把握变革机遇是每个工程公司亟待思考的问题。

数字化交付引发企业组织变革

在信息化发展的大潮中，与下游的消费行业不同，处于上游的勘察设计服务行业，大多数公司信息部门的职责是维护好网络硬件、设计软件、建立公司内部信息管理系统，隶属于公司管理部门。但由于数字化交付的目标与要求更贴近于客户信息化建设，将原本处于幕后管理侧的信息部门推向生产侧，会给企业信息化人员带来巨大的挑战。如果勘察设计企业缺乏信息化人员，无法接受客户的数字化交付委托，转而由外界软件公司承担，将给公司带来利润方面的损失，且不利于知识产权保护。如果接受数字化交付委托，则需要培养信息化人员和数字交付文控人员。然而，这些人员在数字化交付项目执行过程中，也会反向促进公司内部管理体系的提升。由此可见，勘察设计企业会逐渐将信息化部门从成本中心转化成为利润中心，是一种必然趋势。

数字化交付引发企业数字化转型

在数字化交付过程中，存在大量集成设计系统与信息化管理系统的应用，它要求工程专业人员在信息化人员的配合下使得生产过程更精细、工作方式更规范、数据利用率更高效。与以往购买单独设计软件提高单专业设计效率不同，数字化交付更加强调工程整体信息化进程的加快。在具体项目中，数字交付更加注重设计数据的正向传递、采购文件数据化对后期运维的辅助、三维模型与施工进度管理的协同。进行数字化正向设计交付的项目，经常会出现某个专业工作量增大，其余专业工作量显著下降的情况，数字化交付速度快、准确率高的企业经常也是信息化系统程度高、工程作业标准化高、执行力强的企业。由此可见，数字化交付项目从外界激发了企业数字化转型动力，相比内部自驱力，外部力量的强迫性更明显，带来的压力更大，有助于推动企业快速实现数字化转型。

数字化交付项目不仅有利于推动勘察设计行业领域的数字化转型，也会向下传递到整个工业制造产业。例如，当工程公司接受数字化交付项目后，会将数字化交付的需求向设备供应商传递、要求设备供应商提供三维模型与备品备件数据信息，设备厂商也会思考在三维设备模型上增加工业互联网的应用，以提高产品竞争力。

数字化交付引发企业服务延伸

传统工程公司的业务服务范围多限于设计、采购、施工、试车等，但随着我国工业化进程的加快，客户越来越专业，工程公司如果想要在激烈的市场竞争中占有一席之地，就必须关注客户的工厂全生命周期管理，即可研、投资、设计、采购、施工、试车、运维、技改等。在原本的工程公司专业体系中，由于和工厂运维体系不匹配，在试车投运完毕后就无法给客户提供帮助。但随着数字化交付、智能工厂业务的兴起，以及信息化人员的介入与探索，使得工程公司可以从专业与信息化相结合的方向为业主提供运维方面的服务。

数字化交付后应用案例思考

数字化交付是为客户建立智能化工厂服务的，数字化交付是智能工厂的数字基因，每一个数字化项目交付团队都应站在工程公司的角度去思考如何为客户创造价值，华陆公司在多个项目实践中总结出工厂对象检索、人员定位、资产管理、三维仿真、VR漫游、系统集成等数字化应用场景，但此类应用仍未涉及工厂核心价值创造。在流程行业中，真正能给工厂带来实际效益的场景应是“数字孪生”，即将工厂的设计数据、生产机理算法数据、设备状态数据、运营数据结合在一起，通过大数据分析、工业互联网远程诊断为客户提供预测性维护和工艺优化方案，只有这样才能为客户创造价值。

结语

综上所述，在我国大力推进数字化转型的背景下，从行业发展趋势来看，数字化交付未来必然会成为勘察设计行业的设计、总承包项目的“标配”。如何借助数字化交付项目对内完成组织优化、企业数字化转型，对外为客户创造更多价值，已成为企业数字化交付项目能否良性发展的必要条件。工程公司应与软件公司齐心协力为客户打造更优秀的数字化工厂软件套装，为我国智能建造与建筑工业化发展贡献一份力量。