打造数字化工程队伍——数字技术如何支撑工程全生命周期高效运行？

  [中国石油新闻中心2024-05-09]
  加快前沿数字技术与能源产业深度融合，是贯彻落实国家决策部署和集团公司推进“数智中国石油”建设的重要举措。工程建设业务围绕“业务发展、管理变革、技术赋能”三条主线，积极开展数字化转型、智能化发展建设工作，持续推进新一代信息技术与工程建设业务深度融合，为集团公司加快建设“数智中国石油”贡献力量。
  本期介绍管道局设计院、寰球北京公司、工程建设公司西南分公司在数字化转型、智能化发展中的有益实践。他们在工程设计、项目管理、施工作业、数字化交付等领域建成业务信息系统，提升了数字化服务保障能力。各企业如何加快推动数字化转型场景落地？这些数字化平台的应用给油气工程全产业链带来哪些变化？敬请关注。
  工程建设以“数”谋进赋能高质量发展
  5月6日，在西气东输三线闽粤支干线二期工程的施工现场，管道局设计院工程师高瑞帅正熟练地操控无人机进行管沟数据采集。现场的三维模型实时上传至管道局实景管道平台，后方人员在“云上”即可进行空间测量等分析工作，大幅提高了施工安全与质量。这是中国石油管道业务加快实景技术融合、挖掘空间信息数据的新实践。
  面对能源转型加快推进的新趋势，中油工程及所属成员企业积极开展数字化转型、智能化发展建设工作，为“数智中国石油”建设贡献工程力量。
  顶层设计赋能转型升级。中油工程将全面推进数字化转型、智能化发展视为“一把手工程”“全员工程”，并结合企业发展要求和生产管理需要，制定“三条主线、三大任务、六大建设”的数字化转型、智能化发展规划。通过打造数字化智能化生态圈，建设数据和标准支撑体系及基础设施和技术支撑体系，助力集团公司工程建设业务加快向产业链中高端迈进、向自立自强的战略支持转变，为奋进高质量发展提供重要支撑。
  融合发展驱动业务模式重构。工程建设公司持续推进新一代信息技术与工程建设业务深度融合，在数字化协同设计、数字化协同建设、数字化交付、一体化集成管控和智能油气田5个方面布局数字化，对内实现提质增效，对外形成创新服务新能力。同时，这个公司还通过数据同源和全球“云上”办公，实现工程设计和工程建设从单兵独立作业向团队协同工作模式转型，形成生产运营一体化集成管控模式，生产运行效率显著提高。
  搭建平台加快管理模式变革。昆仑工程公司充分依托工程项目管理系统配套数字化信息平台建设，着力推进信息化补强，对总部和分公司的业务流程进行规范整合，实现了工程建设项目全过程数字化协同管理。目前，这个公司900余个工程项目均在数字化信息平台上运行管理，大幅提升了项目全生命周期的数字化管理水平。寰球北京公司通过开发完成具有自主知识产权的全业务数字化平台，打通业务数据流转通道，构建公司生产经营数字化集成管控系统，充分支撑公司数据湖和数据治理工作，提升了精细化管理水平。
  加速AI技术应用提升核心竞争力。中油工程成员企业结合自身业务发展需要，积极探索“AI+工程建设”应用场景。2月，管道局发布国内首个油气储运领域人工智能大模型WisGPT，将油气储运行业知识、数据作为专业语料，利用文字、语音、图像、视频等多种形式实现人机交互。近年来，管道局运用数字信息技术自主研发了Wis系列数字孪生体平台，领跑油气储运行业数字化智能化发展。北京项目管理公司天津设计院基于油气田地面领域语言模型OGSLM，自主研发了“知世”智能系统，目前已进入上线测试阶段。该系统具备通用对话、制度问答、规范问答、设计报告生成、智能问答等功能，可大幅提高工作效率，优化办事流程。
  下一步，集团公司工程建设业务将切实肩负起加快“智能工程建设”的重大责任，大力挖掘数据价值，推动人工智能应用场景落地，努力开创工程建设数字化转型、智能化发展新局面。（记者?余果林?通讯员?朱鲁燕）（徐义泽、周凤珊、赵璐、孔德宇、崔振珺、李楠、谢祥志、李浩鑫、李默宇参与采写）
  管道局设计院中油易度数字智能研发团队
  AI护航管道全生命周期
  管道局设计院中油易度数字智能研发团队（简称中油易度）研发的Wis系列产品，解决了油气管道行业数据采集与传输、多源数据融合与可视化、大数据分析等难题，优化了数字化交付管理过程，固化了各类工艺、业务模型。
  通过构建和应用油气管道数字孪生体，管道局实现了高质量数据资产积累，工艺过程和管理业务流程高度集成，生产运行集中监控，安全应急可控，智能助手全面辅助决策。
  设计：智能问答精准高效
  油气管道工程建设涉及法律法规、标准规范、项目成果等海量数据文件，文件检索耗费大量人力和时间。
  2月6日，中油易度发布油气储运领域首个预训练生成式人工智能产品WisGPT。该产品是中油易度以百度文心大模型为底座，针对油气储运行业知识、数据及应用特点，运用专业知识结合“预训练+微调+私有化部署”的方式，构建并训练出的首个“内容可信、数据可靠、成本可控”的油气储运领域大语言模型。
  WisGPT被率先应用于管道局设计院，仅2个月访问量已达数万次，可以实现管道设计工程标准规范智能问答。现在，工程师只需在WisGPT上输入关键词提问，即可生成“AI分析论文”。这份论文不仅会分析整合相应的资料，而且会在对应位置插入参考文献，并实现一键直达。
  对比传统搜索方式只会寻找已经存在的信息，WisGPT的应用实现了从信息搜索到信息创造的转变，提升了工作效率。WisGPT快速理解和处理大量的自然语言文本，自动完成各种任务，逐渐成为工程师的AI助手。
  建设：孪生管道同生共长
  参与管道建设的既有业主管理部门，又有不同阶段的施工承包商及其分包商，各专业之间、各工程阶段都会产生海量数据，并且内容相互独立。管道建设完成后，以分散文件为交付内容，没有统一的标准预算与数据管理，成果质量参差不齐。
  因此，在建设阶段构建数字孪生体，实现以站场为中心的数字化交付，能够大幅提高后期运维效率。数字孪生体采用无人机倾斜摄影与三维建模技术，采集油气管道现场的关键数据，并进行建模展示。工程师通过进入WisEPC综合管理平台，并点击孪生体的可视化模型，就能调取挂接管道实体的设计、采办、施工、项目管理等数据，建设期进度控制、HSE管理等情况一目了然。
  数字管道孪生体不仅可以与实体管道同生共长，甚至可以根据线路工程的设计成果进行预渲染，模拟管道在真实地理环境中的走向，指导施工进程。在尼贝管道项目的数字化交付中，中油易度通过数字孪生模块设计线路定位，应用工程建设管理模块采集数据，将线路施工进度可视化，实现设计成果与施工成果的对比分析，大幅节省工程建造成本，提高建设效率。
  运维：智能监测保驾护航
  由于油气管道输送距离较长，管道经过的环境具有复杂性，各方面因素都可能影响管道运输，威胁管道安全。当前，管道维护仍以人工巡检为主，维护任务重，在“无人区”、高后果区人工巡检难度大。
  针对未建立数字资产的管道，中油易度通过数字化恢复技术，运用三维激光扫描、地质雷达等数据采集手段，让老旧管道在WisPipeline中重获新生，实现管道、设备、焊口等信息浏览、检索和测量，以及站场和管线自由巡航、异常数据提醒等功能，全面把控站场数据资产情况及运行状态。
  建立管道数字资产后，通过在役管道巡航，WisGIS地理引擎结合百度大数据信息，在运维平台前端可以呈现更为精准的要素采集分析，显著提升高后果区识别效率。识别技术不仅应用于高后果区进行采集与分析，而且能实现管网系统更精准的监控报警，判别区域入侵、未佩戴安全帽、人员摔倒、管道泄漏等异常情况，并能够100%准确识别原油。通过主动预警，提示操作人员确认并及时处理，以Al赋能油气站场视频监控系统，助力企业提升风险管理水平。（王悦?周凤珊?张晗钰?整理）
  数说
  模型轻量化率达20%
  数据资产利用率提升30%
  对外数据服务能力提升80%
  设计交付效率提升60%
  交付实施成本降低30%
  数话故事
  “折返跑”变成“一站达”
  5月5日，广东大鹏液化天然气有限公司美视末站数据主管孙爱峰来到站场，应用最近交付的站场完整性管理系统，监测站场运行状态。
  他打开系统的操作界面后，与现实站场一比一复刻的三维模型细节清晰呈现出来。流量计正在不停地闪烁，提示设备状态异常。在腐蚀控制界面，18根阴极保护桩的断电电位指标输出为表单，系统根据设置的阈值范围，自动分析站内阴极保护达标率为100%。
  随后，孙爱峰又查看了缺陷管理模块，“加热炉内漏更换”“调压A路阀门内漏需处理”等问题急需处理。他随即通知检修技术人员，对异常情况及时处置，保障站场安全。
  时间回拨至2022年，中油易度与美视末站达成合作。由此，中油易度技术人员奔赴现场，为这座运行18年的场站恢复了设计、采办、焊缝缺陷等2万余条数据信息，并基于WisIntegrity建设成站场完整性管理系统，为管道运行植入“智慧芯片”。
  “系统投用以来，通过设置阈值范围管控报警设备，报警管控水平提升约30%。设备管理也不需要登录Maximo查看工单状态。现在上班从‘折返跑’变成‘一站达’。”孙爱峰有感而发。站场完整性管理系统接入管道空间数据管理系统、SCADA系统、Maximo系统、管道智能化管理系统的数据，将站场管理所需的多系统工作一站式展示。“一张图”承载站场数字资产、全面掌控站场情况，数据传输效率提升90%，管理效率大幅提升。
  这样的“一张图”，正在中缅、尼贝、中俄等多条跨国管道中发挥作用。中油易度建成“易度智能体”，基于管道工程的不同阶段，以数字化赋能传统行业，正在加速影响行业巨大变革的进程。
  寰球北京公司项目采购一体化平台
  实现供应链全流程数智化
  寰球北京公司按照“技术赋能、业务驱动、深度融合”的工作要求，以“生产经营数字化集成管控、数字化集成设计及数字化交付、数据库与大数据分析、智能化工厂建设、工程云提升”五大场景为依托，借助数智平台建设和应用为工程建设提质提速，咨询、采购、施工、财务等一批重点平台相继落地生根、开花结果。
  其中，寰球采购一体化平台实现了供应链全流程数智化管理，极大地提高了采购业务的工作效率和管理水平，提升了采购业务的吞吐能力和承接国外高端项目的能力。
  数据同源?推动流程规范化
  工程建设项目的采购工作流程漫长且繁杂。国际上工程项目采购使用的采买、催交、检验和材料管理系统都是单独开发、互不兼容，无法实现数据的统一采集、传输、集成与远程共享，导致采购管理难度大、效率提升困难。
  寰球采购一体化平台通过数据同源、统一系统等数字化手段对采购工作流程进行全方位覆盖，实现对采购各环节的标准化管理和控制，极大地提高了采购管理效率。
  采购工程师在执行项目过程中，从收到采购单到设备材料到达现场所需经历的询价、招标、采买、监造、催交、运输、检验、仓储等20余个流程环节，所需遵循的法律法规、工作程序、作业文件，所涉及的多个界面接口、审批流程，都在采购一体化平台整合和归口，要求清晰明确、流程一目了然，实现了“所见即所得”的标准化操作，作业层面上更加规范，从源头消除了因数据输入错误、记录传输不畅、流程规定不统一、制度法规重复确认等因素对工作质效的影响。
  “以前执行工程项目采购，即使最简单的采购方案审批，每个环节都需要人工流转催办，至少需要1个星期才能完成。应用一体化平台后，全部线上操作、自动提醒，最短1天就可以完成，提高了效率，也降低了采购人员的工作强度。”寰球北京公司采购部主任徐墅阳说。
  信息协同?实现过程可视化
  传统采购为线下采购，采购过程涉及的界面几乎涵盖了项目的所有关键环节和人员——业主、项目部、设计、施工、供应商、物流商、检验服务商、现场服务人员等。采购管理与材料控制均需要采购人员人工记录、统计和分析。
  当项目相关方想了解采购各环节进度和状态时，也只能通过邮件、电话、会议等方式与采购人员逐一核实，不但信息传递的及时性和准确性难以保证，而且繁重的沟通、报审工作还消耗了大量时间。
  寰球采购一体化平台以物资材料编码和物资属性作为底层数据支持，将采购过程的各个环节信息相互连通，实现每条采购物资信息全流程线上记录、工作过程可跟踪、数据统计分析一键导出等功能。采购工程师无论在何时何地，都可以随时登录平台进行查看、操作、调整优化，项目相关方也可以根据授权查看权限内的全部内容，对于比较敏感的信息还能展示所有查询人员的痕迹，实现信息高速协同。项目“粮草官”拥有了全程可视可控的“智慧厨房”。
  经测算，工程项目物资采购应用寰球采购一体化平台可节约人工时35%以上，在创造经济效益的同时大幅降低了人工成本。
  数智赋能?促进决策科学化
  对于每名采购工程师而言，执行一个项目，面临的是数千份报价文件、几千家供应商、数百个采购合同、几百份竣工文件……如何合理有效利用这些数量庞大的文件和数据，从进度、成本、质量等方面更好地服务项目，是工程采购的要务之一。
  在项目执行过程中，管理人员应用寰球采购一体化平台，可以快速检索供应商信息和采购物资历史价格，查询供应商短名单、历史比价信息、采购合同签订时间、采购状态表、催交状态表、供应商付款台账、供应商历史投标记录、招标评审专家评审记录等采购过程数据，导出采购过程文件，有力保障了信息的准确性和及时性。同时，采购一体化平台还可以基于已设置的模型，将采购过程中的各类物资按照不同选项自动分类、统计分析，沉淀积累后形成各种类型高附加值的数据库，为项目采购决策提供可靠的“数说”依据，提高解决问题的效率，真正成为采购管理人员信赖的数智AI大脑。（谢锦丽?汪璟?整理）
  数说
  采购执行过程线上操作100%
  节约人工时35%以上
  登录总时长超过44.7万小时
  签订合同总金额超过100亿元
  数话故事
  离不开的实时智能助手
  “乙烯装置现场增加的那批电缆现场急用。刚刚在平台上给您推送了开标申请，请您批复。”4月26日15时，寰球北京公司湛江一体化项目采购经理诸海碧，在赶往设备制造厂的高铁上接到项目采购工程师的紧急电话。
  挂了电话后，诸海碧迅速通过手机登录寰球采购一体化平台，在“我的待办”中找到电话中提及的“开标申请”，认真审阅并签署意见后点击“通过”。短短几分钟，他就完成了一项以前需要费时费力地预约各方时间、组织集中开会才能推进的工作。诸海碧感慨地说：“平台现在已成为我的实时智能助手，一天也离不开。”
  以前执行项目采购时，数十项流程需要手工操作并逐级完成签字审批。当出差在外时，诸海碧总是担心自己作为采购流程中的一环，影响项目采购进度。现在只要有手机，就能充分利用出差路上、会议间隙等碎片时间，随时随地查看文件、完成工作。平台还具有实时汇总采买状态、自动生成采购进度曲线等功能，信息收集效率和数据质量显著提高，让工作没有了后顾之忧。
  数智化给项目采购团队日常工作带来的便利不胜枚举。刚完成1240台压力变送器商务比价报告的仪表专业采购工程师陈雪娜介绍，以前，按照传统方式手工编制商务比价报告，需要近一周时间才能完成；现在，可以通过寰球采购一体化平台提取供应商报价文件中的有效信息，自动生成商务比价报告，节省了大量时间。“一体化平台对于采购效率的提升，体现在方案报审、询价、评审、审批、合同、付款、检验等各个环节。我再不会因为接打各种催办电话、回复工作邮件而手忙脚乱了！”陈雪娜说。
  工程建设公司西南分公司数字化作业平台
  打通总承包项目一体化数据链
  工程建设公司西南分公司推动信息数字技术与油气田地面工程深度融合，研发出包含三维协同设计模块、材料控制模块、焊缝施工数字化管理模块的一体化平台，打通了项目设计、采购、仓储、施工、运行、维护的全生命周期数据链，从根本上改变了传统项目建设模式，促进了项目全生命周期数据传递与完整性管理。
  协同设计高效化
  西南分公司基于国际通用设计软件，升级设计手段和设计管理模式，打造了囊括图例、元件、模板等内容的7个设计专业数据库。设计工程师可以通过数据库完成不同产能规模设计图的匹配选择，并从传统一条线一条线的绘制工作中脱身。同时，针对工艺系统+工厂布置两大主要协同设计场景，建立了两大主体专业与下游专业的全专业三维协同设计模块，实现了模拟设计、系统设计、布置设计的数据协同。设计过程从传统一个专业一个专业的数据传递演变成数据同步共享和及时更新，并且将传统工程模块建造和现场施工阶段易出现的错、漏、碰、缺等问题解决在三维设计阶段。
  以泰国第七天然气处理厂项目为例，项目实现75%数字化设计占比和69%工艺设计交付数据自动读取。七八名仪表专业设计工程师，在10天内可完成2000+仪表设计文件和200+文件交付。
  材料采购精准化
  西南分公司为总承包项目的物资赋予编码，开发出材料控制模块，通过物资线上自动组包、不同阶段的设计文件版次比对、物资运输信息可视化，实现设计量、请购量、合同量、入库量、库存量等关键数据的“一本账”平衡，实现对物资信息设计—采购—仓储—差额量的精准监控。设计专业仅需按批次上传请购材料单，并且在不同阶段及时完成物资材料更新，就可实现待请购物资线上自动组包、自动生成请购单，解决了传统模式人员投入多以及易出现组包错误、漏采、多采等问题。
  以西南分公司总承包的塔西南天然气综合利用工程为例，原本需要10余个专业各出1人的物资材料统计工作，现在仅需1名材料控制工程师就能轻松完成。在采购物资类别多、数量大且1个模块建造厂需同时给4个模块厂和2个施工现场提供工艺阀门及仪表的情况下，项目全程未出现材料到货信息不清晰、大批物资漏采或多采等问题，并且可以实时查看每一批发货物资的发货时间、在途状态、卸车时间等信息。
  施工管理数字化
  焊缝施工数字化管理模块实现总承包项目设计、采购、施工、试运投产、工程验收等各阶段数据的标准化采集，可对实时采集数据进行工效、资源匹配度、质量检测合格率等方面的综合分析，及时调整施工管理。此外，通过整合项目全过程的数据、文档，构建工程建设期数字3D可视孪生体，实现项目竣工资料的快速交付，助力地面工程业务数字化转型。
  以总承包的塔西南天然气综合利用工程试压为例，通过以模块试压包为主线的施工组织，以及焊缝施工数字化管理模块和3D可视运用，彻底解决了以往容易因疏忽出现“黑口”等重大生产安全隐患，将试压时间缩短了45%。
  同时，利用该模块的伴随式移动采集APP实时采集施工、质量检测数据，实现采集数据与施工模型三维可视，不仅建设单位可以通过一个平台全面了解获取项目物资材料、施工进度、质量检测等重要信息，而且保证了建设、监理、检测等单位的数据信息统一。
  以塔西南天然气综合利用工程焊接为例，焊缝施工数字化管理模块设置记忆功能，实现28秒完成1条焊缝数据录入，极大地减少了一线人员手动填报、重复填报工作。
  安全监控智慧化
  西南分公司把AI技术引入总承包项目智慧工地建设与管理，通过AI识别，实现项目现场全方位实时监控。尤其是特种作业资质、工装着装等识别，实现智慧工地平台短信报警和建设项目即查即改、问题分析、整改提升。
  以塔西南天然气综合利用工程为例，在建设高峰期间，平台可记录识别违规操作行为。（上官昌淮?整理）
  数说
  工艺设计交付数据自动读取69%
  工艺设计数据交付占用的人力资源减少30%
  材料控制模块物资数据实时更新，采购准确率达100%
  将焊缝施工数字化管理模块引入管道试压，试压时间减少45%
  数话故事
  让项目建设少走弯路
  “在项目建设过程中，我们运用三维扫线图设计、材料控制模块、焊缝施工数字化管理模块等工具平台，全面推动项目设计建设提速增效。”4月28日，福建LNG接收站配套外输管道工程项目经理曹奇林在一体化平台上查看项目进展时表示，数字化大大提高了管道项目设计、采购、施工效率。
  福建LNG接收站配套外输管道工程项目引入三维扫线图设计，利用航飞（LIDAR）采集原始数据、第一次扫描设计、现场数据复核、多专业协同优化设计，实现全线段129项工程量的快速勘察测量、113册施工图快速交付，100%勘察测量信息和设计参数的共享，管道线路削方量和水保量可控、现场材料和设计开料一一对应，让员工在项目设计建设过程中更高效，真正实现让项目建设少走弯路。
  数字化、智能化给福建LNG接收站配套外输管道工程设计建设带来的便利不胜枚举。走进勘察测量现场，测量工程师徐国杰正拿着无人机在复核管道沿线数据。他每复核一项数据，便在系统上对数据进行修正。只有在一项数据复核完成后，他才能进行下一个点的复核。“引入三维扫线图设计后，40处穿越的实际削方量和水保量偏差在1%以内。如果理论与实际数据差距很大，平台就会报警，极大地提高了数据的准确性。”徐国杰说。
  近10年来，西南分公司通过数字化转型智能化发展，建立了云平台等软硬件设施，初步建立了数字化业务理论体系、标准体系和核心工具体系，系列数字化和智能化成果在长宁216项目、陕京四线等项目进行了运用，逐步形成了集设计采购施工试运行于一体的项目建设模式。