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“新城建”优秀案例:数字化交付技术助力LNG气源站智能化管理
来源: 本网广州市住房城乡建设行业监测与研究中心 发布时间:2023-02-28 15:59 浏览次数:- [字体:]

  案例单位:广州发展集团股份有限公司

  根据《住房和城乡建设部 中央网信办 科技部 工业和信息化部 人力资源社会保障部 商务部 银保监会关于加快推进新型城市基础设施建设的指导意见》(建改发〔2020〕73号)文件精神,广州贯彻落实加强新基建和新型城镇化建设的决策部署。成为第一批新城建试点城市后,市政府印发《关于加快推进广州市新型城市基础设施建设的实施方案通知》(穗府办函〔2020〕99号),要求推动市政基础设施智慧化,突出项目建设成效。

  广州发展集团股份有限公司积极响应,结合《广州市城市信息模型(CIM)平台建设试点工作方案》和《“穗智管”城市运行管理中枢建设工作方案》等文件要求,建设智慧化应用场景,本案例以广州LNG应急调峰气源站项目中,数字化交付技术在LNG智能化气源站建设中的应用为探索点,总结探讨该项技术在LNG智能化气源站建设中所取得的成果和经验,取得了一些工作进展。

  一、基本情况

  广州LNG应急调峰气源站项目是广州燃气集团为落实国家天然气保障要求的重大民生项目,也是落实《粤港澳大湾区发展规划纲要》中能源规划的重要组成部分,被列为国家、省、市三级“十三五”能源发展专项规划以及省、市两级供给侧结构性改革“补短板”重点项目,是广州市重点建设项目。

  项目由广州燃气集团下属粤海(番禺)石油化工储运开发有限公司承担建设,由储气库区和配套码头组成,为保障广州市燃气的安全供应及满足用气调峰需求而新建,计划2023年建成投产。

  LNG智能化气源站的交付成果,除了实体LNG储罐及配套公辅区域之外,最重要的部分莫过于数字化的工程交付。数字化交付能够满足本企业采用现代化的手段,从上游获得结构化数据,从而顺利开展LNG接收、储存、外输等一系列运维工作。LNG气源站数字化交付平台技术,是在紧密围绕工程数字化交付和运维工作开展过程中研究和实践而得到的。研究成果提供了工程及运维阶段数字化解决方案,在EPC总承包方工程建设及企业日常运营的全生命周期中不断地优化升级。

  二、数字化交付平台设计及实施

  通过本项目工程信息模型的建立、移植、传递,以三维正向设计的三维模型为基础,将工厂模型Digital Plant、建筑信息模型BIM进行整合,建立数字化三维应用场景及数字孪生辅助模型。依托数字化交付技术要求及建模范围将不同类型的模型与数据进行整合,并结合工程管理的业务需求,创新完成了可视化的工程管理平台——“数字化建设工程管理平台”。

  平台拥有基于石油化工行业领先的“5+10”核心功能,即五大三维场景功能与十大数字孪生业务功能,具体包括:模型整合云端渲染轻量化功能:平台内置三维引擎可集成多种三维设计软件生成的三维模型、数据的能力;在保证图形和数据完整的情况下,可将常见的三维设计工具生成的三维模型格式轻量化转化成自主开发的模型格式,实现模型轻量、数据传递、格式统一。

  (一)在线模型碰撞检查功能。

  基于平台内置三维引擎,嵌套入模型在线碰撞检查功能,包括第一视角漫游检查及碰撞分析功能。用户可选择检查对象、设置检查规则,通过后台算法分析出物理碰撞点,平台自动碰撞检查并输出结果形成碰撞检查报告。

  (二)实时净空净高分析功能。

  基于平台内置三维引擎,将国标净空限制要求、常见人员通行空间、车辆运输空间等规则写入算法中,通过对通行路线的规划设置并结合净空净高要求算法的计算,自动规划出重点区域的竖向空间检测分析报告,同时空间允许对容差值进行设置,保障计算分析的真实性。

  (三)基于VR+AR技术的虚拟仿真漫游功能。

  可设定漫游路径并进行路径管理,该漫游路径应正确反映建构筑物、设备设施、管道、结构的整体布局,主要空间布置等。通过漫游进行虚拟巡检。该功能在本项目中充分运用于方案设计阶段、初步设计阶段、施工图设计阶段等,利用该功能项目组根据工艺巡检要求及施工实施要求指定的漫游路线制作建筑物内外部虚拟动画,便于相关人员直观感受建筑物三维空间,辅助设计评审、优化设计方案。

  (四)危险源综合管理功能。

  平台根据爆炸危险源分布图及设计中确定的其他危险源分布图,导入三维场景中建立工艺危险源区块划分,在模型中直观体现。针对特定部位和区域进行火灾模拟,选择最佳疏散路线供参考。

  以三维应用场景为基础的危险源识别体系,按照相关危险源辨识标准的相关规定,找出施工过程中的所有危险源并进行标识。对施工过程中的危险源进行辨识、分析和评价,快速找出现场存在危险源施工点并且进行标识与统计,同时输出安全分析报告,对施工现场重要生产要素的状态进行绘制和控制、对施工现场进行科学化安全管理,实现危险源的辨识和动态管理。

  (五)工程项目全生命周期形象展示功能。

  平台首页以数字化大屏的形式,对项目全生命周期形象进行全要素展示。包括建立以图片、视频、新闻稿件等方式体现项目进度和重大事件的平台栏目,通过工程视频、新闻、图片等展示项目最新的动态信息及现场最新的施工动态。

  (六)建设期进度4D可视化管理功能。

  平台基于数字化孪生场景,开发五大进度管理功能。为三维场景加上时间线的维度,实现进度4D可视化管理功能,具体包括:进度展示,以柱状图,饼图等直观形式在平台展示各阶段进度情况。实际施工进度填报,将现场实际施工进度录入平台,使用多种模式快速采集施工进度,包括但不限于浏览器端模型选取、Excel导入等。进度信息查询,点击模型构件查询重点工序的进度信息。进度对比分析,通过将实际进度和计划进度进行对比,确定各工序完成情况(滞后、按时或提前),以便调整工作计划。统计分析项目施工进度的整体完成情况,包括形象进度、计划与实际的比对,包括提前施工、按期施工、滞后施工的占比分析。项目整体里程碑节点推送及计划比对分析。模型中已完成的工序和未完成的工序通过进度分析,在视觉上能直观体现。

  (七)建设期5D安全管理功能。

  平台基于数字化孪生场景,开发四大安全管理功能:在三维场景中加上时间线维度、安全管理成本维度,实现5D安全管理功能,具体包括:安全问题填报及处理,以流程的形式将现场安全问题录入平台,通过三维场景查看所有问题及处理状态。安全问题分析,按问题类型、时间、负责人、目前状态等因素对安全问题进行分析,提供饼图统计和展示模式。视频监控集成,对接全厂视频监控系统,通过平台快捷、准确的调取实时监控录像。人员和特种设备管理,提取项目的人员和设备管理数据,实现施工现场人员和特种施工机具管理信息录入。组织协调相关单位利用平台对施工人员进行安全教育,提高施工人员的自我保护意识。

  (八)建设期5D质量管理功能。

  平台基于数字化孪生场景,开发四大安全管理功能:在三维场景中加上时间线维度、质量管理成本维度,实现5D质量管理功能,具体包括:质量问题填报及处理,现场质量问题录入平台,通过平台查看所有问题及处理状态。第三方检测,将第三方检测结果录入平台,重点部位检测结果与模型关联。焊接管理,采集管道、储罐等永久性工程焊接信息,建立焊缝数据库,与模型进行关联。质量问题分析按问题类型、时间、负责人、目前状态等因素对质量问题进行分析,提供饼图统计和展示模式。

  (九)重大技术方案在线评审管理功能。

  平台基于数字化孪生场景,开发四大技术方案在线评审管理功能,具体包括:重大方案管理,将设计或施工重点区域的重大方案录入平台,供各相关方调取、执行。变更管理,将变更信息录入平台,附加文字说明、现场照片,位置信息等,以验证变更的真实性与准确性。勘察管理,各阶段勘察数据资料录入平台。技术资料,建立与项目相关的知识库和信息库,包括各专业设计文件、询价文件、供应商返回资料等全部技术存档资料。

  (十)可视化采购管理功能。

  平台基于数字化孪生场景,开发可视化采购管理功能,具体包括:采购计划录入平台,和模型进行关联。收集采购进度,线上录入,将进度情况与计划比对分析。平台展示如下图:

  三、当前进展及取得成效

  目前,数字化交付平台经过建设单位、监理单位及平台设计单位的反复测试及审查后,已经正式上线。各参建单位依托平台进行项目管理,各阶段各类数据正有序上传,通过平台,建设单位可以与监理单位及总承包单位等多方连接起来,通过与三维模型关联的方式,打通三维模型、属性信息、文档资料、管理行为之间的数据链孤岛,实现了一键直达、环环相扣的高效直接的管理效果。

  平台上线前普遍使用的线下纸质流程,由于建设管理期的文档过于繁杂,易产生数据孤岛现象,对于项目事件的跟踪深度较低。平台上线后,通过无纸化线上流程、高效的事件跟踪机制,打通了纸质流程的数据孤岛现象,极大程度地加强了项目的管理深度。截至2022年8月底,平台共产生业务数据7,000余条,操作日志70,000余条,平台内事件数近300件;通过线上流程的跟踪机制,总包方对于事件的整改效率有显著提升,截至8月底,线上事件数量较线下纸质流程数量相比多出近5倍,而总包的及时回复率大于80%,累计回复率为100%,整体管理效率提升超过300%,体现出了平台针对项目建设期管理的颗粒度细化程度,做到了高效管理。

  平台将工程管理领域的知识、经验以及数字化交付手段进行了深度融合,促进了项目参建各方之间的连接,使施工过程各个方面看得更清、管得更好、控得更佳,同时还为智慧工厂运维服务打下了坚实的数据基础。

  作为行业内率先应用数字化交付技术的大型LNG气源站,平台的上线标志着粤海公司在创新探索数字化、智慧化管理的道路上迈出了重要的关键一步,标志着项目由开发阶段全面进入具体实施阶段。随着项目的进一步推进,将全面提高气源站工程建设管理的数字化、信息化水平,打造LNG气源站领域的数字生态,让数字化技术更好的为行业赋能。

  四、可推广经验总结

  数字化交付技术是LNG智能化气源站建设从设计、施工、管理转向运维支持的基础。该项目为LNG智能化气源站工程数据集成管理、数据交付标准制定、二三维联动展示、交付运维一体化等提供可靠、扎实的基础,为气源站运维提供相关信息的同时,可为调试检修、安全审查、管网调峰等提供重要依据,有效提高工程数据使用的合理性、降低运营失误的概率、降低设备与备品备件的损耗,最终成为具备项目各参建方一体化数字化交付功能的技术和应用中心,提高LNG气源站运营的安全性和可靠性。平台的建成和应用有效提升了LNG智能化气源站的效益及核心竞争力,为达到行业领先水平做出了积极的探索。

  五、未来应用展望

  对接市政数局,参与构建全市城市建设一张图,综合运用CIM/建筑信息模型(BIM)、云计算、大数据、物联网等先进技术手段,为政府宏观决策提供数据支撑。


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