智能化管道技術的開發(fā)與應用

智能化管道技術的開發(fā)與應用Contents目錄一、智能化管道概述二、智能化管道技術及創(chuàng)新三、智能化管道實施案例四、展望一、智能化管道概述?

智能化管道建設背景工程建設過程中，為節(jié)約項目成本，提高工程效益，業(yè)主單位希望各參建單位縮短項目工期、改進施工工藝，以便降低工程投資成本及運營成本。因此，業(yè)主開始要求各參建單位按照統(tǒng)一的設計標準、規(guī)范的工作流程、集成應用及信息協作來完成工程建設。面對的挑戰(zhàn)3一、智能化管道概述?

智能化管道建設目標利用互聯網、云計算、大數據等先進技術，通過工程的“標準化、數字化、可視化、集成化及智能化”，實現管道工程的全生命周期管理。工程設計工程采購互聯網三維技術集成化管理數字化數字化建設智能化決策標準化云技術物聯網全生命周期管理大數據分析可視化管理移動網人工智能工廠運營工程施工4一、智能化管道概述?

智能化管道的主要特征1制定勘察設計、施工建設、標準化運營維護全生命周期的編碼標準、數據標準、采集標準、交付標準等。前提根據管道完整性管理、5智能2對管道基礎信息整理、勘察測繪、設計資料和模型進行轉換，并對數據進行結構化、矢量化、三維建模等處理，實調度優(yōu)化模型和仿真模擬模型，實現管道運行優(yōu)化、安全風險的預測預警、應急搶險的交互聯動響應。數字化化Title

in現管道信息數字化管理。目的he基礎3實現管道基礎數據、附屬及周邊數據、風險隱患數據、站場與管道主要運行參數、應急數據的圖形、圖像、視頻、圖表分析信息的多維度查詢及可視化展示。4可視化通過多系統(tǒng)的集成，實現數據共享，解決”信息孤島”集成化手段表現5一、智能化管道概述以工程數字化交付的空間數據模型為基礎，開展建設期、運營期大數據分析，輔助智能決策。通過對物資調撥、焊接采集數據、設備維修、生產調度等數據進行聚類、關聯、分類和預測等大數據分析技術處理，為業(yè)主提供資源平衡、質量分析、設備預防性維護、運行方案優(yōu)化等提供決策支持。設計數據模擬優(yōu)化資源平衡質量分析HSE分析完整性分析運營優(yōu)化物流數據施工數據運維數據大數據分析聚類關聯分類預測6一、智能化管道概述第四階段智慧化第二階段2015-至今智能化2009-2015數字化1995-2008信息化我公司所屬的石油工程設計公司從1995年開始長輸管道的信息化建設工作，2009年隨著鷹圖公司SmartPlant集成設計軟件的引進開始了數字化管道建設，2015年隨著新疆煤制氣外輸管道工程智能化管道開發(fā)工作正式開始了智能化管道的建設工作，未來將會逐步向著智慧化方向發(fā)展。7Contents目錄一、智能化管道概述二、智能化管道技術及創(chuàng)新三、智能化管道實施案例四、展望二、智能化管道技術及創(chuàng)新?

總體建設思路按照中石化“六統(tǒng)一”原則，統(tǒng)籌長輸管道工程建設期和運營期的業(yè)務需求，開發(fā)了以統(tǒng)一數據庫為基礎，云平臺為架構的管道工程建設和運營一體化的智能管理平臺，初步實現了工程的數字化移交、智能化運營及管道全生命周期的管理。系統(tǒng)包含工程項目管理、數據管理、完整性管理、運行管理、營銷管理、應急管理等8個子系統(tǒng)，共計75個功能模塊。9二、智能化管道技術及創(chuàng)新?

全生命周期標準規(guī)范編制完成了貫穿管道工程建設及運營的一套全生命周期標準規(guī)范文件體系。包括編碼規(guī)定、數據規(guī)定、文件清單等五大類規(guī)范的編制。10二、智能化管道技術及創(chuàng)新?

工程建設子系統(tǒng)1）線路集成設計開發(fā)了基于地理信息系統(tǒng)的長輸管道線路設計平臺，實現了線路工程數字化設計。在統(tǒng)一的平臺上，建立了設計成果、專項評價成果（環(huán)境影響評價、地質災害評價、文物調查等）及地理信息數據（DOM、DEM、DLG等）的關聯關系。11二、智能化管道技術及創(chuàng)新?

工程建設子系統(tǒng)2）站場集成設計以Smartplant為平臺開發(fā)了數字化設計集成系統(tǒng)，實現了站場的全數字化設計與交付。以站場的工程設備實體為管理對象，建立了工程對象位號與其相關數據、模型、文檔的關聯與管理，為智能化管道設備的完整性管理奠定了數據基礎。12二、智能化管道技術及創(chuàng)新?

工程建設子系統(tǒng)3）物資、施工、監(jiān)理管理采用二維碼、RFID、移動應用技術，實現物資、施工、監(jiān)理的數據采集及過程管理，數據一次采集、多處利用及各階段數據交互。數據交互數據交互物資管理APP，覆蓋供應商，中轉站物資出廠、入庫、出庫、退庫等業(yè)務施工管理APP，工程線性化特點，降低錄入量達85%。管號、焊口編號事前校驗，提升數據質量監(jiān)理管理APP，接收施工APP推送的數據并現場審核。選項化監(jiān)理記錄方式，生成監(jiān)理word記錄，避免二次錄入13二、智能化管道技術及創(chuàng)新?

工程建設子系統(tǒng)4）智能工地利用物聯網和移動應用技術，開發(fā)了智能工地管理平臺?；緦崿F了施工數據的移動采集、物資管理的二維碼應用、焊機數據采集、現場視頻、人臉識別系統(tǒng)、智能門禁、隧道人員定位等。質量管理、安全管理等人員管理（定位、HSE管理等）施工機具管理（焊縫數據采集）周邊環(huán)境管理（隧道監(jiān)控、應急救援）逐步實現現場施工的智能管控，確保工程建設質量。關鍵工序管理（大型設備安裝）14二、智能化管道技術及創(chuàng)新?

工程建設子系統(tǒng)5）二三維可視化應用搭建二三維地理信息系統(tǒng)，完成設計、采購、施工及業(yè)務管理數據的集成整合及可視化管控，實現關鍵作業(yè)點的現場視頻監(jiān)控。15二、智能化管道技術及創(chuàng)新?

數字化交付子系統(tǒng)通過設計成果數字化交付、工程建設數字化交付，將設計、采購、施工數據加載到統(tǒng)一的管道數據模型上，并在二、三維可視化平臺上進行綜合展示，為長輸管道工程建設實現全生命周期數字化成果共享、智能化管道建設提供技術支持?？裳兄芯€vs初設中線初設中線vs施工圖中線施工圖中線vs施工中線施工中線vs竣工中線可研初設施工圖設計施工竣工進度16二、智能化管道技術及創(chuàng)新?

數字化交付子系統(tǒng)1）設計數字化交付對各階段設計數據進行數字處理，以規(guī)范的數據格式、結構，遞延傳承全部設計數據，并以交付形式形成全生命周期數據的集成共享。17二、智能化管道技術及創(chuàng)新?

數字化交付子系統(tǒng)1）設計數字化交付u成果交付：實現以專業(yè)、工廠結構兩種維度進行成果交付；線路交付統(tǒng)計分析站場交付u統(tǒng)計分析：可根據行政區(qū)劃、線路段等進行成果統(tǒng)計；u專題圖：形成地區(qū)等級、高后果區(qū)、斷面圖、環(huán)境敏感點、勘察等重點專題解析。專題圖18二、智能化管道技術及創(chuàng)新?

數字化交付子系統(tǒng)2）工程數字化交付序號1分類內容DLG、DEM、DOM；空間數據；周邊環(huán)境數據等?？臻g數據設計數據：設計過程各階段、各專業(yè)產生的數據。采辦數據：材料、工藝站場、腐蝕與防護、通信、自動控制等施工數據：基礎信息、線路、工藝站場、穿跨越、陰極保護、機械、自動控制等運行數據：管線巡護、青苗補償、防恐管理、第三方施工管理、管道交叉、企地協調、占壓管理等數據工程數據設計資料；招投標及合同文件；承包商及服務商管理文件；外協文件；施工工程文件（施工組織方案、安裝記錄等）；投產手續(xù)辦理文件；竣工圖紙。計算模型：各專業(yè)工藝設計計算的模型。管線三維模型：管道本體、附屬設施站場三維模型：建筑設施、工藝設備、電氣設備、自控設備、計量設備、壓力容器、消防及給排水設備、安全環(huán)保設備、陰極保護設備、站內管線等234文檔模型上述各種數據、文檔、模型等都關聯到相應的工程對象，實現共享與智能關聯關聯關系19二、智能化管道技術及創(chuàng)新通過工程數字化交付系統(tǒng)，實現設計、采購、施工過程中的數據向運營期的交付，為運營期的智能化管線提供數據基礎。數據交付設計設計數據

三維模型

圖紙文檔采購數據

文檔資料

建造模型施工數據

文檔資料

視頻圖像通用格式數據導入數據導入工程數字化交付管理系統(tǒng)采購業(yè)主接收平臺合同約定交付物施工20二、智能化管道技術及創(chuàng)新?

運營期管理子系統(tǒng)以工程建設數字化交付為基礎，開展運營期智能化管理系統(tǒng)開發(fā)，主要包含應急指揮、生產調運、設備管理、安全環(huán)保、輔助決策等功能模塊。21二、智能化管道技術及創(chuàng)新?

運營期管理子系統(tǒng)1）管道完整性管理依據管道完整性管理體系，對建設管道業(yè)務活動、高后果區(qū)管理、風險管理、完整性管理、維修維護及效能評估等進行閉環(huán)管理。業(yè)務活動管理高后果區(qū)管理管道風險管理完整性評估維修與維護效能評估22二、智能化管道技術及創(chuàng)新?

運營期管理子系統(tǒng)2）油氣調運管理實現對油氣管道在溫度、壓力、流量及介質中硫化氫等危害物質含量進行監(jiān)控和報警分析；實現運行參數和報警信息的可視化展示。運行參數監(jiān)控異常報警分析輸送配置計劃生產統(tǒng)計管網調度優(yōu)化23二、智能化管道技術及創(chuàng)新?

運營期管理子系統(tǒng)3）智能決策對管線安全、設備維護、生產調度和營銷統(tǒng)計等運營數據進行分析，為業(yè)主提供管線風險控制、設備預防性維修、運行方案優(yōu)化和收輸銷存優(yōu)化等決策支持。管線安全風險分析設備預防性維護分析運行優(yōu)化分析營銷趨勢分析24二、智能化管道技術及創(chuàng)新?

創(chuàng)新點1）形成數據標準體系，組織過程資產的積累開展全生命周期數據標準體系建設，完成工程建設期、運營期5大類、62項數據標準編制。為數字化、智能化管道建設奠定了堅實的基礎。建設期數據資產設計數據

三維模型

圖紙文檔施工數據

文檔資料

視頻圖像交付工具統(tǒng)一的數據標準運營期數據資產設計數字化設計全生命周期數據庫物資數據采集施工數據采集二維碼…施工25二、智能化管道技術及創(chuàng)新?

創(chuàng)新點2）打通管道全生命周期管理的數據流、工作流基于統(tǒng)一的數據標準，建立了天然氣長輸管道設計、采購、施工、試車、運維全生命周期數據管理的數據流，各階段數據“無縫銜接”，確保數據“數出一源、同質合并、全局共享、綜合利用”；建立了建設單位、監(jiān)理單位、物資供應商、施工承包商及檢測承包商以及運維管理的關鍵業(yè)務流，在同一的平臺上協同作業(yè)，統(tǒng)一管理。26二、智能化管道技術及創(chuàng)新?

創(chuàng)新點3）模塊化的功能設計基于云平臺，進行功能的模塊化設計，可根據不同用戶的需求提供設計數字化交付、工程項目管理、工程數據采集、工程數字化交付、完整性管理等不同功能服務，或全生命周期產業(yè)鏈的功能服務。27二、智能化管道技術及創(chuàng)新?

創(chuàng)新點4）基于地理信息系統(tǒng)開發(fā)了數字化管道“孿生”在基于地理信息系統(tǒng)（GIS)）開發(fā)的建設運維一體化平臺中，實現工程建設、運維管理的管道模型、數據集成，實現了管道工程實體交付的同時交付數字化管道，建設與運維的無縫交付。在二、三維可視化平臺上進行管道的全生命周期的管控。28二、智能化管道技術及創(chuàng)新?

創(chuàng)新點5）實現三維設計模型到GIS系統(tǒng)的轉換開發(fā)了三維模型的轉換技術，實現了SmartPlant、BIM等三維設計模型與三維地理信息平臺（GIS）模型轉換，確保了設計、建造與運維的三維模型、數據、文檔以及關聯關系的一致性，提高了平臺運行的效率和穩(wěn)定性。29二、智能化管道技術及創(chuàng)新?

創(chuàng)新點6）實現人機料管理、物資供應、工程管控的物聯化通過二維碼、RFID、UWB、移動應用等技術應用，實現人機料、物資調配、數據采集及審核、工程管控的物聯化應用。物資APP施工APP監(jiān)理APP二維碼胸牌掃描3030二、智能化管道技術及創(chuàng)新?

創(chuàng)新點7）基于管道實體對象管理的數據庫基于管道對象的數據模型，實現管道的完整性管理。線路工程以實體對象的焊口編碼和空間坐標，實現焊口及其周邊相關環(huán)境的數據、模型、文檔的關聯與管理。設計采購施工采購文件爐批號、板材號管號管材理化數據機械測試結果管體檢驗結果……鋪管位置管道中線走向材質焊接工藝超聲波檢測結果射線檢測記錄基線檢測壁厚防腐設計壓力…………31二、智能化管道技術及創(chuàng)新?

創(chuàng)新點7）基于管道實體對象管理的數據庫站場工程以實體對象的標識碼（ItemTag），實現工程對象與其相關數據、模型、文檔的關聯與管理。數據表/清單工藝控制三維模型管道軸測圖設備:

泵性能曲線激光掃描管道儀表工藝流程圖工藝流程圖維護計劃儀表回路圖32二、智能化管道技術及創(chuàng)新?

創(chuàng)新點8）利用大數據分析輔助項目管控基于全生命周期數據中心，對設計、采購、施工過程中的數據進行綜合分析，輔助工程建設項目管控。設計與施工數據分析焊接進度、質量分析綜合評價專題圖33Contents目錄一、智能化管道概述二、智能化管道技術及創(chuàng)新三、智能化管道實施案例四、展望三、智能化管道實施案例依托新疆煤制氣外輸管道工程、鄂安滄輸氣管道工程開展智能化管道建設相關工作，公司所屬石油工程設計公司作為拿總單位，按照“統(tǒng)籌規(guī)劃、數據第一、急用優(yōu)先，分步上線”的原則，開展了數字化交付、工程建設平臺、運營管理平臺的開發(fā)工作。新疆煤制氣外輸管道工程鄂爾多斯-安平-滄州輸氣管道工程35三、智能化管道實施案例?

數字化交付平臺以空間地理信息數據為基礎，以管道數據實體為管理對象，完成管道數據、文檔、模型及其關聯關系的數字化交付。36三、智能化管道實施案例u完成線路系統(tǒng)8個專業(yè)45類、站場系統(tǒng)11個專業(yè)127類結構化數據定義及交付，總完成率100%；u完成42190個文件類數據的集中存儲及交付，總完成率95%；u完成衡陽站、郴州站8926個單體模型的數據加載，總完成率20%；u完成典型穿越、隧道模型加載。37三、智能化管道實施案例?

工程建設管理平臺完成包含數據管理、項目管理、綜合管理三個類別的，共計25個功能模塊的研發(fā)工作。綜合管理范圍管理資源管理風險管理進度計劃采購管理設計管理施工管理質量管理溝通管理紀檢管理對外關系監(jiān)理管理HSSE管理物資管理竣工管理事故事件標準規(guī)范安全體系項目管理成本管理（投資、合同、財務）黨群管理文檔管理數據管理物資數據管理（APP）施工線路數據管理（APP）施工場站數據管理（APP）38三、智能化管道實施案例1）項目管理功能模塊根據功能需求對接，工程建設管理平臺共涉及功能點298項，流程104個。截止目前，已完成功能確認的功能點248項（占比83%），流程75個（占比72%）。2）焊接、檢測數據及錄入率截止目前，系統(tǒng)錄入焊口數據51046條，錄入率96.74%；射線檢測數據50568條，錄入率97.07%；相控陣檢測數據25142條，錄入率94.82%。3）鋼管數據及錄入率截止目前，系統(tǒng)錄入鋼管數據59360條，錄入率93.47%；冷彎彎管數據4870條，錄入率99.4%；熱煨彎管數據3075條，錄入率98%。39三、智能化管道實施案例4）領導駕駛艙根據管理需要在業(yè)務模塊中進行數據統(tǒng)計，已完成6類21張圖表或數據表的數據分析，輔助項目管控?！案鶕脚_數據進行匯總和計算”40三、智能化管道實施案例?

運營管理平臺1）生產運行子系統(tǒng)以滿足管道安全生產運行管理為主要目的，實現智能調度管控為目標，負責日常管道生產計劃、運行、調度、工藝操作、值班、計量、能耗等業(yè)務管理。41三、智能化管道實施案例2）完整性管理子系統(tǒng)把管道數據與日常業(yè)務緊密融合，以完整性管理規(guī)范為指導，構建管道基礎數據管理、維修管理、高后果區(qū)識別、陰極保護管理、管道檢測、風險評價等業(yè)務的管理。42Contents目錄一、智能化管道概述二、智能化管道技術及創(chuàng)新三、智能化管道實施案例四、展望四、展望以數字化管道為基礎，利用以物聯網、云計算、大數據和人工智能為代表的新一代信息技術，實現智能感知、智能控制、優(yōu)化運營，智能決策，逐步開發(fā)智能化管道平臺，打造屬于油氣輸送管道工程智能化管道。大數據技術為實現油氣田及管道生產的高效優(yōu)化、資產管理的安全可靠提供了科學合理的技術平臺人工智能技術為實現油氣田、管道的專業(yè)化決策和智能化管控提供了先進創(chuàng)新的技術支撐人工智能和大數據技術應用深度學習機器視覺優(yōu)化技術物聯網技術為實現全面精準的感知提供了豐富準確的技術手段自然語言處理站庫數據自動采集管道數據自動采集外部市場數據收集溫度傳感器

傳感器壓力