數(shù)字化及智能煉油廠工程設(shè)計和建設(shè)葉向東

1、廿多年前，我國的石油煉制和石油化工工業(yè)的工廿多年前，我國的石油煉制和石油化工工業(yè)的工程設(shè)計開始普遍采用計算機設(shè)計，工廠也開始實施先進控制、優(yōu)化控制、運行管理、資源管近幾年，又新提出并積極發(fā)展數(shù)字化工廠的概念，智能工廠也成為熱門數(shù)字化設(shè)工程建設(shè)數(shù)字工廠管理數(shù)字化、智能工工廠運行狀態(tài)數(shù)字管理數(shù)字化、智等基本內(nèi)不僅僅是圖紙數(shù)據(jù)化、工程建設(shè)管等方面的靜態(tài)形式，還應(yīng)包含設(shè)計過程建設(shè)（制造）過程、運行過程等全過程狀態(tài)和時間的控制、動態(tài)、MES的基礎(chǔ)上，開始探索數(shù)字化和智能工在33數(shù)字化設(shè)工程建設(shè)數(shù)字智能工廠數(shù)字化設(shè)工程建設(shè)數(shù)字智能工廠管工廠狀態(tài)數(shù)字智能工廠運智管44規(guī)則控制約束校正提示警計劃輸入時間狀態(tài)偏

2、結(jié)數(shù)字化工廠是新詞匯，但又不是新概念數(shù)字化工廠是新詞匯，但又不是新概念，是從無紙化設(shè)計和計算機輔助設(shè)計而來較早的例子和歐盟大型客機的設(shè)計，做到了圖紙數(shù)字化和設(shè)計模數(shù)字化工廠是廣義的概念，內(nèi)容包括圖紙數(shù)字化、設(shè)計模型化、工程建設(shè)數(shù)字化工廠管理數(shù)字化、工廠運行數(shù)字化、工廠狀態(tài)數(shù)字化管理數(shù)字化等數(shù)字化的含義是采用數(shù)據(jù)化技術(shù)、計算機輔助設(shè)計、智能工程建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)資信息化、系統(tǒng)工程、管理工程等等技術(shù)，充分利用數(shù)據(jù)資源，實現(xiàn)全新的、化的、智能的、智慧的工程建設(shè)和工廠整數(shù)字化是工具，不是目標！工廠數(shù)字化描述的目的是智能工廠工廠設(shè)備的標識、規(guī)格、履歷、屬性和狀態(tài)等的數(shù)字化是途徑，利用數(shù)字經(jīng)濟效益，實現(xiàn)多快好省、

3、安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)是目的。還包括防55圖紙數(shù)字化實現(xiàn)了不用手工描繪圖紙來圖紙數(shù)字化實現(xiàn)了不用手工描繪圖紙來完成設(shè)計，完全采用計算機來實現(xiàn)設(shè)紙及圖紙所不具備的其它設(shè)計功數(shù)字化圖紙的意義并不在于節(jié)約紙張，而在于圖紙的正確、檢索的容易、查便捷和工程施工建設(shè)效率的提設(shè)計模型化將設(shè)計圖做成3維數(shù)字模型，實現(xiàn)的全方位設(shè)計、材料檢查互相關(guān)聯(lián)配合檢查，在計算機上實現(xiàn)設(shè)備模型仿真組裝，而不僅僅為了用演工程數(shù)字化是施工管理和控制的程序化和流水作業(yè)化，減少和消除倉儲、物及施工的散亂、粗放和人為的不規(guī)。工廠管理數(shù)字化的基本形式是企業(yè)資源運營管理系統(tǒng)的應(yīng)工廠運行模型化和工廠狀態(tài)數(shù)字化反映工廠運行情況和設(shè)備情66基本概基

4、本概數(shù)字化設(shè)工程建設(shè)數(shù)字運行過程數(shù)字數(shù)字化工廠結(jié)束77數(shù)字化工廠不僅僅是為用戶數(shù)字化工廠不僅僅是為用戶提供一個最終“產(chǎn)品”，而主要有三個應(yīng)用領(lǐng)域設(shè)計制造或施工建設(shè)過工廠運行（產(chǎn)品使用）過數(shù)字化設(shè)計的三個層次、兩個工圖紙數(shù)規(guī)則數(shù)經(jīng)驗數(shù)88圖紙數(shù)字圖紙數(shù)字化不僅僅圖紙數(shù)字圖紙數(shù)字化不僅僅是實現(xiàn)圖紙數(shù)據(jù)化和計算機制圖，而是實現(xiàn)設(shè)計模型化、實3維圖形設(shè)計，在計算機上實現(xiàn)制造和裝配仿真，從根本上解決合問組裝和目前部分設(shè)計已經(jīng)采用了3維圖形設(shè)計，包括設(shè)備、管道、結(jié)構(gòu)、框架等裝備機械組裝配合和相應(yīng)的計設(shè)計模型化主要是實現(xiàn)機械配合和力學仿99規(guī)則約束檢查下游資圖紙數(shù)字設(shè)計條設(shè)計成規(guī)則約束檢查下游資圖紙數(shù)字設(shè)計

5、條設(shè)計成設(shè)計數(shù)字設(shè)計仿模方效進投標設(shè)計數(shù)字化智能設(shè)辛斯基在設(shè)計數(shù)字化智能設(shè)辛斯基在1993年曾經(jīng)來中國介紹過程自，在筆記電腦上就可以實現(xiàn)過程控的仿真，這就是很好的例工藝計算和流程模擬、管道應(yīng)力計算、水力學計算、控制方案模擬，計算結(jié)果直接進入基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，并輔在設(shè)計之前就可以驗證設(shè)計方案，預(yù)知過程控制的靜態(tài)和部分動態(tài)結(jié)可以實驗、設(shè)計、驗證和選定過程控制方數(shù)據(jù)基本操作：排序、檢索、分類、匯總、統(tǒng)計、查詢、分析、傳設(shè)計過程數(shù)字設(shè)計過程數(shù)字即使可以留設(shè)計過程數(shù)字化就是要實現(xiàn)設(shè)計全過程的數(shù)字實現(xiàn)設(shè)計信息流的其中應(yīng)用之一就是實現(xiàn)嚴格規(guī)范的版次設(shè)計和全過程追可以減少和避免設(shè)計過程中出現(xiàn)的錯誤，清楚地檢查任何一

6、個設(shè)計環(huán)節(jié)和據(jù)流實現(xiàn)設(shè)計全過程嚴格的質(zhì)量控制和進度控制，解決人形成的偏用通俗語言來說，就是可以準確追溯設(shè)計全過程中專業(yè)、崗位、時間、位程等信息，一旦出現(xiàn)問題都有“案”可設(shè)計圖紙和設(shè)計文件成品是兩維平面，集成各版次和數(shù)據(jù)流就成為三維過程設(shè)規(guī)則數(shù)字化和經(jīng)驗數(shù)字規(guī)則數(shù)字化是用計算機來設(shè)定和檢查設(shè)計過程中的邊界條件和優(yōu)選方案規(guī)則數(shù)字化和經(jīng)驗數(shù)字規(guī)則數(shù)字化是用計算機來設(shè)定和檢查設(shè)計過程中的邊界條件和優(yōu)選方案有這樣的限制條件和出錯檢中規(guī)則數(shù)字化要把這種初步的限制、約束、檢查和提示擴展到設(shè)計的每一個環(huán)同時還應(yīng)根據(jù)當前的設(shè)計條件給出可以采用的方案和優(yōu)選的方案，實現(xiàn)設(shè)計“路標化”和“傻瓜化經(jīng)驗數(shù)字化實際上是一個

7、設(shè)計工作系統(tǒng)，把設(shè)計和實踐的經(jīng)驗變成化的數(shù)據(jù)，把標準化的設(shè)計規(guī)定變成數(shù)據(jù)化的規(guī)范，通應(yīng)用到設(shè)計工作中基本概基本概數(shù)字化設(shè)工程建設(shè)數(shù)字運行過程數(shù)字數(shù)字化工廠結(jié)束制造過程和裝配數(shù)字制造過程和裝配數(shù)字看看制造過程的數(shù)字化對于流程工業(yè)會有所啟制造過程和裝配數(shù)字化首先是在計算機上實現(xiàn)加工過程仿真和裝配過程在實際制造過程和裝配過程中，計算機系統(tǒng)要實現(xiàn)全過程的自動化，同時要監(jiān)測、評價整個加工制造過程及裝配過程，實現(xiàn)全過程無差錯、可追溯、全過程的自動化實際上就是實現(xiàn)裝配的程序化和機械化。這是數(shù)字化設(shè)計仿真的進一管理學的鼻的貢獻是發(fā)明了流水作業(yè)，繼承機械流水線的里程碑是法的人的社會屬性管理，隨著自動化和計算機化

8、的發(fā)展成為現(xiàn)在的智能流水人人工流水半自機器自動人人工流水半自機器自動柔性生機器智能生基本概基本概數(shù)字化設(shè)工程建設(shè)數(shù)字運行過程數(shù)字數(shù)字化工廠結(jié)束工程建設(shè)數(shù)字工程建設(shè)數(shù)字化與制造和裝配數(shù)字化有所不同，所“制造和裝配”的對象是工廠對于石油化工行業(yè)，就是煉油廠或石油化工廠，可以看成是固定位置裝配，有點像飛機和船舶的裝工程建設(shè)數(shù)字工程建設(shè)數(shù)字化與制造和裝配數(shù)字化有所不同，所“制造和裝配”的對象是工廠對于石油化工行業(yè)，就是煉油廠或石油化工廠，可以看成是固定位置裝配，有點像飛機和船舶的裝工程建設(shè)數(shù)字化也有單臺和建設(shè)材料的采購、制造、倉儲和配及施工安裝兩大部目前，單臺和建設(shè)材料的采購、制造、倉儲和配送已經(jīng)開始

9、部數(shù)字化管理，完全實現(xiàn)數(shù)字化還有很多開發(fā)和研究工對于施工管理同樣應(yīng)當采用數(shù)字化管理?，F(xiàn)在已經(jīng)有了單獨的施工管用時要先把設(shè)計圖紙轉(zhuǎn)化成施工數(shù)據(jù)或把數(shù)字化設(shè)計成品直接轉(zhuǎn)化成施工進行施工管理的一進行施工管理的一施工管采將施工部分按流程由工藝分成一個個工將各個專業(yè)需要施工的部分都匯總到每個例如：每個段上有哪些儀表，品種、型號、規(guī)格都是什么每臺儀表的施工安裝條施工安工作施工時按這些工段進行施工、安裝、檢所有工段干完，檢查完，就能按流程完成所有的施數(shù)字化施工管就會把材料分解成詳細數(shù)字化施工管就會把材料分解成詳細的材和配送時間、地點出施工工序，并適時向倉儲、物流部門下達配送指令，適時向施工部門下指實現(xiàn)在整個

10、施工過程中，準確地指揮、實施和了解施工進度和過例如：某根工藝管線的安裝、焊接情況，管道上連接的設(shè)備、閥門等和器材的安裝情況等初級、粗略的施工分解和定性的管只有個別的國外項目在勉強嘗試這基本概基本概數(shù)字化設(shè)工程建設(shè)數(shù)字運行過程數(shù)字數(shù)字化工廠結(jié)束工廠建成投運以后，就要過渡到工廠建成投運以后，就要過渡到工廠運行過二是工廠運行狀態(tài)的數(shù)字近些年來流行的企業(yè)資源運營管理系統(tǒng)）就是生產(chǎn)、經(jīng)營、管理的數(shù)字基人們已經(jīng)不陌生了。企業(yè)資源運營管根據(jù)原料和產(chǎn)品的市場信生產(chǎn)模型進行并且計算出經(jīng)濟效，按照市場情況和產(chǎn)品需要下達生產(chǎn)指令、產(chǎn)品訂工廠生產(chǎn)、經(jīng)營、管理的數(shù)字化是數(shù)字化工廠運行與經(jīng)濟效益密切相關(guān)的應(yīng)，也是用戶的最

11、主市場信息是輸入，生產(chǎn)模型是工廠的加工處市場信息是輸入，生產(chǎn)模型是工廠的加工處理模型，包括處理能力、生產(chǎn)條工廠運行狀態(tài)數(shù)字化反映工廠生產(chǎn)過程和設(shè)備資源的狀態(tài)，計算機通過處理過程和裝備資源的數(shù)據(jù)，得到工藝流程以及靜設(shè)備、動設(shè)備、閥門、儀表等運行狀態(tài)，建立工廠運行狀態(tài)模型，評價損耗、老化和實際使用效率況，適時提和更換的需要、時間和工作工廠狀態(tài)模型所有的運行變化過程，呈現(xiàn)出工廠各時間點和當所有設(shè)備的狀態(tài)2018年42018年4基本概基本概數(shù)字化設(shè)工程建設(shè)數(shù)字運行過程數(shù)字數(shù)字化工廠結(jié)束設(shè)計文件數(shù)據(jù)可以說數(shù)據(jù)化設(shè)計文件數(shù)據(jù)可以說數(shù)據(jù)化是數(shù)字化簡化形式的初級階數(shù)字化工廠并不是簡單的設(shè)計圖紙數(shù)據(jù)化，而是工廠

12、設(shè)計、工程建設(shè)、工廠的動態(tài)狀態(tài)和活動的模型，數(shù)字化設(shè)計是從設(shè)計文件數(shù)據(jù)化加上設(shè)計數(shù)據(jù)模發(fā)展完成的，僅僅是數(shù)字化工廠初級的、靜態(tài)的一部目前石油煉制和石油化工工廠的設(shè)計工作已經(jīng)全面計算機輔助化，實現(xiàn)了件數(shù)設(shè)計數(shù)據(jù)化化和目的是：提高效率、減少差錯、提高質(zhì)量、荷、提高速接著就要發(fā)展設(shè)計過程數(shù)據(jù)化，除了設(shè)計文件的數(shù)據(jù)外，還有設(shè)計中間數(shù)據(jù)和成品數(shù)據(jù)要實現(xiàn)設(shè)計數(shù)據(jù)流的控制：設(shè)計輸入、要實現(xiàn)設(shè)計數(shù)據(jù)流的控制：設(shè)計輸入、上游資料、中間數(shù)據(jù)、計算及支持數(shù)下游資料、設(shè)計結(jié)果、成品數(shù)據(jù)等控制，最后由成品數(shù)據(jù)產(chǎn)生設(shè)計成品（）和料對料有分包資料、設(shè)備制造資料、采購資料和安裝資料等設(shè)計數(shù)據(jù)流的計算機管理實現(xiàn)了設(shè)計工作流水線

13、化，只有規(guī)則化的數(shù)據(jù)流才到設(shè)計工作的明確分工、任務(wù)分解、確定工時，才能盡量排除和不，定量做到準確的進實現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計的初級階段，就要先實施在數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上的各專業(yè)設(shè)計機結(jié)合及數(shù)據(jù)集成化。采用以數(shù)據(jù)庫途徑之的集，與各應(yīng)有機連接采用以數(shù)據(jù)庫途徑之的集，與各應(yīng)有機連接的方案是簡捷、有這種集成化不是、也不可能由一包來實現(xiàn)，而是采用數(shù)據(jù)接口的方式充分利用和發(fā)揮各的功能和優(yōu)勢，把數(shù)據(jù)充分利在綜合數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，采用設(shè)計數(shù)據(jù)管控制和管理數(shù)據(jù)的版次和確定數(shù)據(jù)的按照設(shè)計流程通過各專業(yè)的設(shè)計接口，調(diào)用、組合形成并控制設(shè)計數(shù)據(jù)流，集控制、分散運行也有效利用計算機及網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)選方用設(shè)計數(shù)據(jù)流控制的方式進行初用設(shè)計數(shù)據(jù)流控制的方式進行初步的進度控制、質(zhì)量控制、工時控制和成本控用戶不僅需要看到圖紙成品，也希望看到和利用設(shè)計成品數(shù)產(chǎn)生的設(shè)計成品支撐數(shù)據(jù)以轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用戶可以采用瀏覽器類的查