基于GIS石化企業(yè)生產(chǎn)資源數(shù)字化管理

1、<<基于GIS的石化企業(yè)生產(chǎn)資源數(shù)字化管理>><<中國石化上海石油化工股份有限公司，200540>>基于GIS的石化企業(yè)生產(chǎn)資源數(shù)字化管理吳 沛 林（中國石化上海石油化工股份有限公司，200540）   編者按 “數(shù)字地球”是20世紀90年代以來迅速發(fā)展的一種新技術的代號，也是我國正在推廣的應用性高新技術，以GIS為核心的這項信息技術用于改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，是我國“十五”計劃經(jīng)濟結構調(diào)整的重要目的之一。    本文介紹的內(nèi)容盡管并不是用來改造石化企業(yè)的主體技術，卻是“管理創(chuàng)新”的重要內(nèi)涵和先進手段

2、，目前雖然處在起步階段，但可以預期在石化企業(yè)將有良好的應用前景。    向讀者推介先進的管理理念、管理方法和管理技術，是步入新世紀后本刊擬加重份量的報道內(nèi)容，本文雖然似與技術經(jīng)濟沒有直接的聯(lián)系，相信仍能起到擴大視野、開闊思路的作用 ，同時也是一次“投石問路”之舉。本刊真誠地希望得到讀者對如此選題是否妥當?shù)姆答佉庖姟?#160;   研究和分析了GIS技術的主要特點及其在國內(nèi)外石化企業(yè)應用的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，提出石化企業(yè)生產(chǎn)資源數(shù)字化管理的總體架構，結合綜合管線的數(shù)字化管理實例，闡述了生產(chǎn)資源數(shù)字化管理系統(tǒng)的主要功能，并對實施過程中可能出現(xiàn)的問題提

3、出了幾點建議。    關鍵詞：地理信息系統(tǒng) 生產(chǎn)資源 數(shù)字化管理    一般來說，石化企業(yè)是一種大型企業(yè)，占地面積大，各種管線、裝置、設備、消防設施和基礎設施等生產(chǎn)資源種類繁多，分布復雜。石化企業(yè)又是一種安全環(huán)保要求高的企業(yè)，生產(chǎn)過程中有多種易燃、易爆和有毒的物質(zhì)。加強對石化企業(yè)生產(chǎn)資源的有效管理，對保證企業(yè)的安全生產(chǎn)和持續(xù)、穩(wěn)定地發(fā)展有重要的意義。1 GIS技術及其主要特點    地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System, GIS）是產(chǎn)生于20世紀60年代初期并在最近20

4、年得到迅速發(fā)展的圖形和數(shù)據(jù)處理技術，是在計算機軟硬件和網(wǎng)絡的支持下，為了獲取、存儲、檢索、分析和顯示空間數(shù)據(jù)及其相關的屬性數(shù)據(jù)而建立起來的信息管理系統(tǒng)，已被廣泛用于資源管理、城市規(guī)劃等各個領域。GIS的主要特點有：   （1）強大的圖形處理功能    從圖形學的角度，GIS實質(zhì)上是一種便于計算機處理和網(wǎng)絡傳輸?shù)臄?shù)字化地圖或圖紙，可以方便地對空間數(shù)據(jù)進行輸入、編輯、顯示、查詢、空間分析和輸出打印，也可以利用三維動態(tài)仿真技術，對各種要素實現(xiàn)仿真模擬，構造一個符合實際的模擬空間，展現(xiàn)各種地物之間復雜的時空關系。   （2）空間數(shù)據(jù)

5、和屬性數(shù)據(jù)的完美結合    GIS不但包括各種要素分布的空間數(shù)據(jù)，也包括這些要素的屬性數(shù)據(jù)，如管線的管徑、材質(zhì)、維修記錄、事故的應急預案等，而且空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)之間是一種密切的對應關系，空間信息和屬性信息形成一個有機的整體。通過檢索空間數(shù)據(jù)可查詢相應屬性信息，通過檢索屬性數(shù)據(jù)也可以查詢相應的空間信息，避免了圖形與相應的圖表數(shù)據(jù)完全分離的現(xiàn)象，給生產(chǎn)資源的全面管理帶來了極大的方便。   （3）統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)    空間數(shù)據(jù)具有特殊的數(shù)據(jù)結構。一些數(shù)據(jù)庫和應用系統(tǒng)公司，如Oracle、SQL Server和SA

6、S等，已擴展他們的產(chǎn)品以容納空間數(shù)據(jù)管理功能。另一方面，許多GIS軟件也包含空間數(shù)據(jù)庫引擎（Spatial Database Engine，SDE）數(shù)據(jù)模型，借助這一模型將空間數(shù)據(jù)加入到關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中。這樣使得大規(guī)模的MIS系統(tǒng)與空間數(shù)據(jù)技術一體化成為可能，便于各種系統(tǒng)的集成和信息共享。   （4）獨特的空間分析功能    空間分析是GIS最主要的特色。GIS系統(tǒng)可以利用其空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫，結合高效的算法進行空間分析。如對距離某一事故地點一定范圍內(nèi)各種空間要素的搜索，并對相關的信息進行統(tǒng)計分析，為事故處理提供所需要的信息；電網(wǎng)某處短

7、路后可以迅速提供其影響范圍，并提供應急預案。這種空間分析的功能是其他信息管理系統(tǒng)無法實現(xiàn)的。2  GIS在國內(nèi)外石化企業(yè)的應用分析2.1 國外石化企業(yè)的應用    進入20世紀90年代以來，國外的許多石化企業(yè)意識到企業(yè)的空間信息管理與企業(yè)生產(chǎn)和決策有著密切的關系，開始利用GIS技術對企業(yè)信息資源進行管理。1995年世界上最強的50家石化公司中就有35家使用美國ESRI（Environmental Systems Research Institute）的產(chǎn)品對企業(yè)管網(wǎng)、設備和用地等生產(chǎn)資源進行管理，并與企業(yè)其他數(shù)據(jù)庫集成，使企業(yè)生產(chǎn)資源等方面的管理水平得到

8、了明顯的提高。2.2 國內(nèi)石化企業(yè)的應用    我國目前利用GIS對企業(yè)進行空間信息管理的企業(yè)主要是石油化工企業(yè)。如蘭州煉油廠用Mapinfo建立地下管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)，北京燕山石化用 ARCVIEW建立了燕山石化規(guī)劃管理信息系統(tǒng)，兩者都實現(xiàn)了圖形編輯、信息查詢、統(tǒng)計圖表、剖面圖制作，圖形輸出與打印等基本功能。中國石化集團公司利用MapXtream，正在各直屬企業(yè)建立以主要裝置為對象的安全監(jiān)控系統(tǒng)。上海石化利用MapGIS建立了生產(chǎn)公用界區(qū)綜合管線（站）信息管理系統(tǒng)，開始利用信息技術對管線進行數(shù)字化管理。2.3 石化企業(yè)應用的發(fā)展趨勢  

9、0; 我國利用GIS技術對企業(yè)生產(chǎn)資源的數(shù)字化管理工作只是剛剛起步，無論是在技術上還是在應用上，都比較單一。從國外的情況來看，石化企業(yè)的生產(chǎn)資源數(shù)字化管理已開始向高度綜合化的方向發(fā)展，即通過數(shù)字化技術、網(wǎng)絡技術、人工智能和可視化技術建立生產(chǎn)資源的大型分布式數(shù)據(jù)庫，并與企業(yè)內(nèi)部的各種數(shù)據(jù)庫集成，全方位地對企業(yè)生產(chǎn)資源進行管理和優(yōu)化，形成一個集數(shù)據(jù)的采集、傳播、分析、表達于一體的企業(yè)信息化網(wǎng)絡，為企業(yè)的科學管理、決策和持續(xù)發(fā)展提供服務和支持。3 石化企業(yè)生產(chǎn)資源數(shù)字化管理的體系結構    數(shù)字化管理（Digital Management，DM）是指利用計算機、通信、網(wǎng)

10、絡、人工智能等技術，量化管理對象與管理行為，實現(xiàn)計劃、組織、協(xié)調(diào)、服務、創(chuàng)新等職能的管理活動和管理方法的總稱。數(shù)字化管理有兩層基本涵義：一是企業(yè)管理活動的實現(xiàn)是基于網(wǎng)絡的，即企業(yè)的知識資源、信息資源和財富可數(shù)字化；二是運用量化管理技術來解決企業(yè)的管理問題，即管理的可計算性。    石化企業(yè)生產(chǎn)資源種類繁多，主要可以分為土地、管線、裝置、主要設備、儲罐、安全設施、基礎設施、倉庫和房屋建筑物等類。每一類資源有大量的信息資料。這些資源分別由不同的部門和單位管理和使用，但不同部門和單位之間在生產(chǎn)資源的使用和管理上又存在著各種聯(lián)系，對這些資源進行數(shù)字化管理就要求系統(tǒng)有一個合

11、理的體系結構。    石化企業(yè)生產(chǎn)資源數(shù)字化管理的體系結構分為四大部分，即生產(chǎn)資源實體、生產(chǎn)資源數(shù)據(jù)中心、GIS應用系統(tǒng)和辦公自動化。各部分之間緊密聯(lián)系，構成一個有機整體（見圖1）。圖1 石化企業(yè)生產(chǎn)資源數(shù)字化管理體系結構    在石化企業(yè)生產(chǎn)資源數(shù)字化管理體系結構中，以生產(chǎn)資源實體為核心，以數(shù)據(jù)中心的建立為基礎，應用系統(tǒng)的建立是關鍵，實現(xiàn)辦公自動化是數(shù)字化管理的目標。4 典型實例棗綜合管網(wǎng)數(shù)字化管理4.1 系統(tǒng)概況    上海石化建于20世紀70年代初期，經(jīng)過不斷地改建和擴建，傳統(tǒng)以圖紙和圖表為主的人工

12、管理模式，已不能滿足這個綜合性大型石油化工企業(yè)對大量多層的綜合管網(wǎng)管理的需要，因此上海石化利用GIS技術，建立了“上海石化綜合管線（站）信息管理系統(tǒng)”， 對綜合管網(wǎng)進行數(shù)字化管理。該系統(tǒng)是以地形圖為基礎，以各類管線、管件和管架的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)為核心，利用地理信息系統(tǒng)技術、計算機圖形技術、數(shù)據(jù)庫技術、信息可視化技術、通信技術及應用電子技術，建立起來的綜合管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)（見圖2）。4.2 系統(tǒng)的主要功能   （1）系統(tǒng)集成公用界區(qū)所有地上綜合管網(wǎng)分布圖和各種管線、管件、管架的信息資料；   （2）系統(tǒng)可以通過信息查詢、平面圖、剖面圖和立體圖制作，為管線

13、的維護、施工和管理提供全面、準確、實時的數(shù)據(jù)和圖件等信息；   （3）通過自動布線和各種統(tǒng)計分析、空間分析等功能，為領導部門提供輔助決策；   （4）通過與實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的集成，實現(xiàn)對管道流動介質(zhì)的實時監(jiān)控和管理；   （5）通過管線安全分析方法，實現(xiàn)安全狀況等級評定，預報事故隱患，提供應急事故處理預案，保證企業(yè)的安全生產(chǎn)。圖2 系統(tǒng)主要功能模塊結構5 建議   （1）總體規(guī)劃，分步實施    石化企業(yè)生產(chǎn)資源的數(shù)字化管理是一個龐大的系統(tǒng)工程，它是對生產(chǎn)資源進行有效管理的重要手段，也

14、為企業(yè)中長期發(fā)展戰(zhàn)略的實施提供技術支持。因此，要很好研究和制定總體的發(fā)展規(guī)劃，分期啟動相關項目，減少重復投資，從根本上實現(xiàn)系統(tǒng)之間的信息交換與共享。   （2）堅持以效益驅(qū)動、安全生產(chǎn)為原則    生產(chǎn)資源的數(shù)字化管理是精細化管理的重要組成部分，其目的是為了提高企業(yè)的管理水平和管理效率，保證安全生產(chǎn)，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟效益，進而塑造企業(yè)的良好形象，獲得更好的社會效益。項目建設一切以企業(yè)效益、安全生產(chǎn)和持續(xù)發(fā)展為出發(fā)點。只有這樣，生產(chǎn)資源的數(shù)字化管理才能體現(xiàn)其應有的價值。   （3）系統(tǒng)建設與管理體制改革相結合 &#

15、160;  生產(chǎn)資源的數(shù)字化管理并不是購買一大堆硬件或軟件，再由計算機和網(wǎng)絡去代替人工進行管理。為了充分發(fā)揮數(shù)字管理的作用，應將數(shù)字化管理與企業(yè)管理機制的改革緊密結合起來，使兩者相互促進，互相支持。   （4）統(tǒng)一生產(chǎn)資源編碼    為使企業(yè)生產(chǎn)資源信息在有限的范圍內(nèi)充分共享，企業(yè)應根據(jù)上級部門的有關規(guī)定，對生產(chǎn)資源制定一個統(tǒng)一的編碼規(guī)則，使各種系統(tǒng)有機地集成在一起，避免數(shù)據(jù)的混亂和重復采集而造成投資上的浪費和管理上的無序，而后者是目前資源信息不能很好共享的主要障礙之一。GIS Based Digital Management of

16、Productive Resources in Petrochemical EnterprisesWu Peilin(SINOPEC Shanghai Petrochemical Co.,Ltd.,200540)ABSTRACT    This paper studies and analyzes the main characteristics, present application status and development trend of GIS (Geographic Information System) in World's petochemical industry, and puts forward a general framework for the digital management of productive resources in petrochemical enterprises. Combined with some examples of digital management of integrated pipeline, this paper also describes the main functions