□杨 森 尹 倩

当前，新一轮科技革命和产业革命蓬勃兴起，数字化转型对于企业已不是“选择题”，而是关乎生存和长远发展的“必修课”。对地面工程建设来说，通过数字化建设打造工程数字底座，就是要建立覆盖设计、采购、施工、建造、运维等工程建设全业务链条的数据采集、传输和汇聚体系，创新数据融合分析与共享交换机制，为提高工程项目建设效率和运营收益提供支撑。

多年来，石油工程建设公司利用数字技术将传统业务转向数字业务，以数据为核心，打通融合并形成数字资产，全力打造工程数字底座，赋能业务、运营、决策，推动企业实现高质高效转型升级。

从0到1，搭“台”建“库”，为传统设计插上“数字化翅膀”

2012年，随着集团公司推进专业化改革重组，石油工程建设公司应运而生。为适应国际大型油气田工程设计项目日渐增多的实际需要，该公司将目光投向了可实现远程、跨国协同设计，以及工程信息全生命周期管理和数字化移交的统一平台——油气田地面工程数字化设计集成系统（SIES）的研发应用，从此开启了数字化发展的新历程。

通俗来讲，工程设计的数字化工作就是从交付图纸变为交付平台和数据，是利用计算机信息技术将工程各系统的工艺流程、设备、材料等各类事物的特征和特性信息，转变为可度量的数字、数据，形成容纳和管理这些基础数字化信息的“容器”——“数据湖”，并以此在计算机中建立数字化模型的过程。

在这一过程中，通过建立并运用丰富的设计数据库，数字化工程设计集成系统把二维平面图纸转变成三维立体视图，让每一台设备、每一件材料都拥有专属“身份证”，实现了专业软件之间数据的发布、传递、接收，避免了数据重复录入，保证了工程设计过程中的数据一致性。

设计图纸由计算机自动生成，将设计人员的构想通过可视化、立体化、形象化的方式呈现出来。在集成环境下，多专业设计人员可在同一平台上开展设计工作。这种流水线式、远程协同的工作模式，代替了传统设计过程中费力又耗时的“对图”作业，有效避免了设计过程中的“错、漏、碰、缺”，既能高精度地展现“所见即所得”的工程图纸，又能准确统计设备材料，显著提高了设计质量和建造效率，更有利于降低工程成本。

2015年，国内首个达到数字化移交要求的海洋平台——平北一期、二期油气田开发工程顺利投产，这也是石油工程建设公司完成的首个数字化交付工程。同年，经中国石化科技部鉴定，“油气田地面工程设计集成化技术与应用”达到了国际领先水平，并具有自主知识产权。至此，石油工程建设公司的数字化之路又向前迈出了一大步。

制定标准，直击“痛点”，打造完备的工程数字底座

有了数字化设计集成系统的开发经验和基础，石油工程建设公司更加认识到数据背后的庞大资产价值。将眼光放远，他们从全面提升工程建设能力入手，把“油气田地面工程数字底座”研究当作智能化发展的关键，以此深化完善各业务链条的工程数据治理工作，逐步实现业务数据化、数据资产化，让数字化在工程建设各个阶段逐渐展现出蓬勃活力。

“油气田地面工程数字底座”既是一站式的解决方案，又是为客户提供数字化能力的平台。它融汇云计算、物联网、大数据等技术，内置自主统一的油气田地面工程数据标准及数字模型，在数据治理、数据共享及数据服务中“身手不凡”，具有极强的数字化协同设计能力。

在实际工作中，工程建设领域的数字化建设仍存在诸多问题，如数字化交付标准不统一，数据存储与共享的安全性和唯一性难以保障，自动化、信息化水平偏低等。“基于这些行业痛点，我们持续优化数字化交付系列技术，以数据库为核心，采用数据建模及二、三维虚拟化技术，实现多专业统一、协同，提升设计和建造一体化能力，为工程建设提供完备的数字底座。”该公司所属石油工程设计公司智能化研究中心副主任傅敏介绍。

在数字底座建设过程中，设计团队首次编制了油气田地面工程交付标准，实现了工程的多专业集成。设计、施工、采购全流程数据的集中管理与关联查询，保证了设计与数字化交付一体化、数字化交付与数字化接收一体化、数字化接收与智能运营一体化，实现了物理实体与孪生体的互动互智。

2021年5月，“油气田地面工程数字底座”中的关键技术通过了国家管网集团公司鉴定，技术与应用达到行业领先水平，并具有自主知识产权。目前，数字底座已服务于多个国家大型建设项目，累计完成了3000余公里管道、120余座站场阀室的数字化交付。在鄂安沧管道工程建设中，借助数字底座，数据交付有效性和完整性提高了20%，工程设备、材料统计准确率达到了95%，有效缩短了施工周期、节约了投资成本。

今年2月16日，石油工程建设公司数字化设计团队顺利完成国务院国资委科技创新局国企数字场景创新专业赛的汇报工作，“油气田地面工程数字底座”成功晋级决赛圈。

加快国产，多元熔炼，让数字底座有底气更接地气

当前，IT技术快速更迭，市场环境持续变化，让数字化深入行业场景的难度激增。如何将技术成果化，将成果能力化，再将这种能力融入、运用到实际生产场景中，实现生产力质的提升，是石油工程建设公司一直在探索研究的问题。

为此，他们大力推动“油气田地面工程数字底座”与工程建设的融合应用，在工程数字化方面不断加速国产化，从信创产品、国产GIS（地理信息系统）平台、工业互联网二级节点、物联网平台等入手，提高专业设计软件的协同设计和数据共享能力，进一步提升设计效率、降低人工与采购成本。其中，该公司自主研发的长输管道线路智能化集成设计平台，聚焦勘察设计数据全过程管理，实现了核心数据一键解算、设计成果一键出图、数字化一键交付，大幅提高了设计效率。基于国产GIS平台，他们还开发了覆盖规划、设计、建设、监督的工程建设过程管控系统，通过二、三维可视化、施工进度对比预警及BI（商业智能）图表、焊缝精细化管理等方式强化项目管理五大控制，以数字化高效管控提升工效，助力长输管道与站场工程高质量建设。

同时，石油工程建设公司积极建设智能工地、数字化协同设计平台和工程一体化管控平台，实现了工程建设数据的“多元熔炼”，不断营造工程建设新业态。

在智能工地建设中，通过对影响施工过程的“人机料法环”五大要素的关键参数进行采集、管理，该公司基于数字底座实现了对质量、安全、环保信息的及时准确预警，确保进度风险可控、资源合理配置；开发的智能工地管理系统和智能焊接数据采集系统，能实现视频信号接入、焊接数据采集及参数分析，还可通过边缘服务器进行人员、机具行为分析。

在数字化协同设计平台的建设中，基于数字底座，设计团队充分应用自主开发的多个系统，完成了从初步设计、可行性研究到详细设计、施工图设计，再到竣工图设计的“全生命周期设计数据”的管理和计算，有效提高了线路专业设计效率和设计质量。该平台开发完成后，设计内业工效可提升80%、设计外业工效可提升30%。

在工程一体化管控平台建设中，该公司借助数字底座，实现了工程设计、施工、采购等不同阶段数据和文档的全面采集、集中管理，实现了质量责任追溯所需过程资料的快速有效查询，有效提升了施工质量控制水平。同时，他们打通了工程建设各环节的信息传递渠道，实现了设计成果、施工技术、业务管理等数据的统一管理、综合利用，为业主、项目部、监理、EPC承包商、采办、施工及其他参建单位提供一个数据共享、实时沟通、协同办公、统一管控的高效信息平台。

如今，经过5年的开发与应用，“油气田地面工程数字底座”已在长输管道工程、地面油田工程、储气库工程项目中广泛应用，有效提高了数字化交付质量和数据交付完整性，既有助于提升总承包管理水平，又能缩短工期、降低成本，为油气田及长输管道智能化建设提供了标准化、全站式的技术解决方案。

典型案例

东营原油库迁建工程

东营原油库迁建工程全景。周继明 摄

东营原油库迁建工程是集团公司重点工程，建设库容68万平方米，配套建设各类管线210公里。该工程的建成对保障国家能源安全、推进黄河流域生态保护和高质量发展意义重大。

在设计阶段，石油工程建设公司技术团队采用多专业数字化集成设计，依托数据流转和三维模型建立，实现了工艺数据与安装数据自动核对。他们将三维设计模型数据直接输入管道预制设计系统，对管线模型进行预制加工设计，生成预制管段图、安装图及管段、焊缝等施工信息，大幅提高了设计数据利用率。

在建设阶段，该公司实施全专业全过程数字化交付，以站内工程对象为核心，以站场三维模型为基础，通过数据、模型、文档的关联管理，实现了工程设计、采办、施工数据的集成化管理和全面交付，确保了工程建设信息向运维系统的无缝传递，为站场智能化运营奠定了坚实的数据基础。针对施工人员机具众多、工序复杂的特点，技术人员搭建智能工地平台，对影响施工过程“人机料法环”五大要素的关键参数进行数据采集，一旦发现质量、安全、环保隐患及时预警，实现了进度风险可控、资源合理配置。

借助数字化、智能化综合管理手段，东营原油库迁建工程实现了施工进度的高效管控，工期缩短了4个月，减少现场施工人员30%、人机综合效率提高40%。

   鄂安沧管道一期工程

鄂安沧输气管道工程环保型机械补口施工现场。  杨 森 摄

鄂安沧管道一期工程是国家发展改革委、国家能源局督办的重点工程，是中国石化响应国家大气污染防治工作要求和缓解京津冀地区供气紧张局面的重要举措工程，全长700公里。该项目开启了数字底座在长输管道建设中的应用大门，标志着国内新一代智能化管道建设的研究与应用迈上新台阶。

石油工程建设公司创新使用多种信息化、自动化和智能化技术，从设计入手，向采办、施工、验收、运维等环节延伸，借助智能移动终端、智能感知设备、电子标签等工具，搭建了管道全生命周期管理系统，实现了管道的可视化、网络化、智能化管理。该系统涵盖设计、施工、采购、试运行及运营阶段，确保数字化管道与物理管道同步开工、同步投产，实现了人机材的合理配置和智能管理。

在鄂安沧管道一期工程建设中，智能工地的概念首次引入中国石化长输管道建设，能实时精准地对项目现场进行管控，实现数据当天产生、当天录入、当天审核，提高了施工建设期现场数据记录的及时性、准确性和完整性，保证了生产数据源头唯一。在项目建设过程中，石油工程建设公司还发布了56项数据标准并成为企业标准，采集建设期和试运行期数据78万条、各类管道底片12万余张，为工程建设提供了宝贵的源头数据和先进的管理理念。

   顺北五号联合站

顺北五号联合站脱甲烷塔吊装现场。    杨 森 摄

顺北油气田一区奥陶系油气藏产能建设项目五号联合站（简称“顺北五号联合站”）是2020年中国石化上游板块重点工程之一，是建设理念最新、设计最先进、工艺最完善的联合站，也是中国石化首座全数字化联合站。

在建设过程中，石油工程建设公司采用数字化集成系统，实现了全专业数字化设计，并借助BIM（建筑信息模型）技术实现了建构筑物全专业三维设计，首次实现了机械设备全三维数字化设计和机械设备“零件级”数字化交付。技术团队编制了首套沙漠油气田工程数字化交付标准体系，共计31项1544个文档，同时开发了数字化交付平台，实现了三维基础支撑软件的国产化，创新应用了三维模型云端渲染技术和多源三维模型解析与转换技术。他们还建成了适应沙漠油气田特点的各业务、各层级横向协同、纵向贯通的统一项目管理平台，实现了地面工程项目的流程管控、过程追溯，并借助传感器等终端设备做到了场站全面感知，可有效保障联合站平稳、高效、安全运行。

新闻会客厅

增强工程智能化建设能力在优势领域打造拳头产品

全国勘察设计大师，石油工程建设公司所属石油工程设计公司执行董事、总经理  荆少东

问：当前，石油工程建设企业开展工程数字化建设的意义是什么？可通过哪些途径去实现？

答：当今社会，信息化和人工智能技术飞速发展，数字化建设能力将成为企业的核心竞争力。对勘察设计企业来说，开展数字化建设一方面要苦练内功，通过数字化转型实现内部的技术进步和管理创新；另一方面要善用外力，整合产业链资源，以数字化手段实现工程高质量建设，积极探索建设期数字化成果服务于运维期的方式方法，形成“设计—建造—运维”的新模式，将业务要素转化成数据要素，把流程驱动业务转变成数据驱动业务。

结合对党的二十大精神的深入学习贯彻，石油工程建设公司以所属石油工程设计公司为主体，聚焦打造研究型设计院，加快推动企业数字化转型，大力推进“工程数字化”和“企业运营数字化”双核心的数字化体系建设，逐步打造中国石化数字化建设标杆企业，为企业长远发展打基础、增后劲。

问：未来，石油工程数字化建设的主要方向在哪里？

答：我们要加快自身业务的数字化转型，提升效率和质量，着力提高数字化协同设计水平，增强工程智能化建设、智能化运维服务能力。

首先，建设、完善各专业典型工程种子文件库、数据编码库、三维图元库，优化细化各专业协同设计流程，提升数字化集成设计整体水平。建设基于知识图谱的专业知识库，逐步构建完备的油气田地面工程建设数字化管理标准体系。其次，加大以线路施工图数字化集成设计软件等为代表的自主专业设计软件开发与应用的推广力度，并逐步实现产品化。最后，做好数智产品关键技术研发，增强多种工程智能化产品对不同类型工程的灵活定制与快速实施能力，在优势领域打造拳头产品。

此外，还要积极探索数字孪生技术的应用，拓展工艺流程仿真模拟、综合能耗分析优化、设备管理与预测性维护、防腐数据管理等运维业务，实现增量市场勘察设计业务与存量市场的数据服务业务齐头并进。

问：在今后的实践中，石油工程建设公司如何深入推进数字化建设？

答：近期，国家发布的《数字中国建设整体布局规划 》提出了“2522”的整体框架，我们也确定了“123”的数字化转型战略。“1”是一项转型目标，即从传统企业向数字化智慧企业转型。“2”是两项核心能力，即数字化客户服务能力和数字化企业运营能力。“3”是三个发展阶段——第一阶段，在现有信息化、数字化成果基础上实现生产运营数字化管理与决策效率大幅提高，数字化基础设施基本健全；第二阶段，形成生产运营智能化科学快速决策能力，完善数字化基础设施，实现企业进入数据驱动时代；第三阶段，以打造数字化产业生态圈为重点，以数字化管理体系为特色，构筑自立自强的数字技术创新体系，建设成为业界认可的一流数字化智慧企业。目前，我们已形成了数字化企业建设的总体设计方案，明确了任务目标和措施路径，下一步将成立数字化企业建设领导小组和工作组，推进企业数字化转型工作的全面开展。