淺析SPI在海外項目數(shù)字化交付中的應(yīng)用

郭松

(中石化寧波工程有限公司，浙江 寧波 315103)

SPI(smart plant instrumentation)作為美國HEXAGON PPM公司旗下的一款自控工程設(shè)計軟件，目前已被國內(nèi)外工程公司大量使用，連同SPP&ID(smart plant P&ID)，SPEL(smart plant electrical)和S3D(smart plant 3D)作為工程項目數(shù)字化交付的必備軟件之一，在一定程度上使用該軟件可以提高儀表專業(yè)的工作效率，保證圖紙的統(tǒng)一性，避免一些設(shè)計人員的主觀錯誤。

隨著全世界化工工程愈演愈烈的競爭，加上“一帶一路”倡議的推進，中國工程公司走出國門也處于重要的時機。面對大量海外工程項目都提出數(shù)字化交付的要求，目的是為業(yè)主數(shù)字化運營和維護做準(zhǔn)備[1]。很多工程公司在項目初期對此部分工作內(nèi)容都沒有引起重視，且SPI需要前期大量的數(shù)據(jù)庫搭建工作，導(dǎo)致項目后期數(shù)字化交付階段額外付出大量人力甚至面臨巨額罰款。因此，如何應(yīng)對海外項目數(shù)字化交付中SPI使用出現(xiàn)的問題尤為關(guān)鍵。

1 現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及現(xiàn)狀

由于國內(nèi)數(shù)字化交付起步較晚，數(shù)字化交付發(fā)展也不是很均衡，關(guān)于數(shù)字化交付的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)多為通用標(biāo)準(zhǔn)，沒有標(biāo)準(zhǔn)具體到各個軟件的使用層面。GB/T 51296—2018《石油化工工程數(shù)字化交付標(biāo)準(zhǔn)》[2]中對數(shù)字化交付內(nèi)容只提出包括數(shù)據(jù)、文檔、三維模型，但對數(shù)據(jù)、文檔和三維模型交付的深度并沒有具體說明。而海外項目一般執(zhí)行的是工廠標(biāo)準(zhǔn)，如PETRONAS，SABIC，BASF，Gazprom等海外公司都有自己數(shù)字化交付的全套軟件使用及交付深度標(biāo)準(zhǔn)，在SPI的數(shù)字化交付中詳細(xì)地介紹了軟件的使用方法及交付具體內(nèi)容。所以本文將針對海外項目SPI數(shù)字化交付要求，從不同項目模式SPI不同的使用方法、SPI種子文件的審查及海外項目數(shù)字化交付遇到的難點三個方面，探討海外項目SPI在數(shù)字化交付中如何滿足業(yè)主要求。

2 不同項目模式SPI的不同使用方式

隨著海外工程項目日益趨向大型化，復(fù)雜化，多專業(yè)、多鏈條產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，海外項目的總承包模式也顯現(xiàn)出多種形式。不同的總承包模式?jīng)Q定了每個項目使用SPI的方式。以下總結(jié)了常見的幾種項目管理模式及需要注意的問題[3]。

2.1 總包和分包模式

設(shè)計采購施工EPC(engineering procurement construction)總承包商通過自營切塊分包、全部切塊分包或總分包模式整合資源。該模式下，將由總承包商與業(yè)主協(xié)商后提供基礎(chǔ)設(shè)計階段種子文件及使用說明。

2.2 聯(lián)營體和聯(lián)合體模式

由兩家或兩家以上承包商共同參標(biāo)或各自承擔(dān)工作內(nèi)容。使用業(yè)主提供的前端工程設(shè)計(FEED)階段種子文件及使用說明，但由于這兩種模式是由多個公司共同完成項目，因此軟件服務(wù)器的位置決定了軟件的主導(dǎo)方，而非主導(dǎo)方如果與主導(dǎo)方距離較遠(yuǎn)甚至跨國，如主導(dǎo)方為非主導(dǎo)方開設(shè)遠(yuǎn)程服務(wù)接點將大幅降低SPI的使用效率，且很多海外工程公司經(jīng)常以Database是商業(yè)機密為由拒絕給國內(nèi)工程公司開設(shè)遠(yuǎn)程服務(wù)接點。為解決該問題有以下兩種方案： 一是外派設(shè)計人員到主導(dǎo)方進行在線數(shù)字化設(shè)計；二是離線操作的模式，主導(dǎo)方提供SPI全套導(dǎo)入模板，供其他工程公司在模板上填寫導(dǎo)入信息。

3 SPI種子文件的審查內(nèi)容

SPI的應(yīng)用最基本的前提是需要有一整套適合業(yè)主管理體系和理念的種子文件，以便工程公司根據(jù)種子文件完成工程設(shè)計、實施數(shù)字化移交后，業(yè)主管理團隊能夠快速、完整地實施儀表設(shè)備的管理。

SPI軟件自帶一套種子文件，但無法適合于不同性質(zhì)不同規(guī)模的項目，且種子文件內(nèi)容比較單一。特別是針對海外項目，當(dāng)業(yè)主在EPC招標(biāo)并提供種子文件時，工程公司應(yīng)該配備專業(yè)的團隊審查業(yè)主提供的種子文件，防止簽訂合同后發(fā)現(xiàn)種子文件不全浪費大量人力與業(yè)主溝通協(xié)調(diào)甚至二次開發(fā)。筆者將經(jīng)歷的海外項目經(jīng)驗對種子文件的審查內(nèi)容列出，見表1所列。

4 海外項目SPI軟件應(yīng)用過程注意事項

某海外項目業(yè)主對SPI使用的交付要求包括： 儀表索引表、儀表規(guī)格書、儀表I/O表、工藝數(shù)據(jù)表、DDP模板、電纜表、接線箱接線表、節(jié)流原件計算、差壓液位計計算、溫度計套管振動頻率計算、閥門計算、儀表安裝圖、回路圖。根據(jù)不同業(yè)主交付要求可能有所不同，以上13條內(nèi)容包括了SPI的大部分常用模塊。這些交付內(nèi)容大致可以分成四類： 表格類、計算書類、圖紙類及軟件內(nèi)部文件。筆者通過海外項目實施過程的經(jīng)驗，尤其是梳理SPI各模塊的使用要求，總結(jié)了完成各圖紙的前提條件以及如何避免項目實施過程中軟件帶來的問題。

表1 種子文件審查

4.1 表格類文件

表格類文件包括： 儀表索引表、I/O表、規(guī)格書、工藝數(shù)據(jù)表，也是國內(nèi)數(shù)字化設(shè)計非常熟悉的交付文件，且同樣需要工藝專業(yè)完成SPP&ID的繪制并填寫工藝數(shù)據(jù)后發(fā)布，SPI接收P&ID圖紙生成對應(yīng)儀表、回路及工藝數(shù)據(jù)。海外項目與國內(nèi)項目最大的區(qū)別就是每個交付文件的深度和內(nèi)容與國內(nèi)不盡相同，那就需要工程公司明確各個交付文件的填寫要求和交付文件模板。填寫要求可以由業(yè)主直接提供也可以由工程公司編寫后提交業(yè)主審查；交付文件模板，可以由業(yè)主提供也可以由工程公司通過Infomaker軟件定制業(yè)主要求的PSR模板。

4.2 計算書類文件

計算書類文件包括： 節(jié)流裝置計算、調(diào)節(jié)閥計算、安全閥計算、溫度計套管頻率計算以及液位差壓變送器量程計算。其中，液位差壓變送器量程計算是SPI不包含的計算模塊，如果業(yè)主在ITB中明確提出該部分工作內(nèi)容，承包商需提前向業(yè)主澄清無法完成該項工作作為后續(xù)交付的免責(zé)項。其余幾個計算模塊雖然SPI中包含，但問題是： 如果使用SPI自帶計算模塊，當(dāng)計算結(jié)果與供應(yīng)商計算的結(jié)果不一致，最終由于計算結(jié)果直接映射到規(guī)格書導(dǎo)致與供應(yīng)商供貨文件不一致，因而儀表到貨無法進場。雖然可以通過其他手段修改規(guī)格書中的計算數(shù)據(jù)，但如溫度計套管頻率計算模塊過時、規(guī)范過期、新規(guī)范數(shù)據(jù)填寫量過大的問題在SPI中仍然存在。最好的解決辦法是在項目的初期直接與業(yè)主或項目管理團隊PMT(project management team)進行澄清，建議通過供應(yīng)商文件上傳的方式提供這些計算書而取消對SPI的計算要求，這樣可以保證數(shù)據(jù)的唯一性和準(zhǔn)確性。

4.3 圖紙類文件

圖紙類文件主要包括： 安裝圖、回路圖。接線表、電纜表、接線箱表等可以統(tǒng)一放在回路圖中考慮，因為回路圖是按照儀表的信號流向由儀表到系統(tǒng)柜的卡件上的順序，包括了中間所有電纜、端子、卡件等信息，因此接線表、電纜表、接線箱表等該類表格作為回路圖的部分信息按照業(yè)主的模板要求在SPI中抽出該類信息，定制相應(yīng)PSR最終以報表的形式輸出。大部分業(yè)主都會強烈要求工程公司使用SPI自帶的安裝圖Enhanced模塊和回路圖Enhanced模塊出圖而不是CAD模式出圖，其主要原因是使用SPI Enhanced模塊出圖會將圖紙統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為.sma格式，對于海外業(yè)主來說他們只需要購買SPI軟件就可以查看所有圖紙，不需要額外再購買CAD軟件或其他正版軟件。所以使用Enhanced模塊完成這兩類圖紙，就需要業(yè)主提供項目使用的大宗材料庫、功能模塊參考庫、典型安裝圖、典型回路圖庫等，否則工程公司需要自己建立材料庫、典型安裝圖庫、典型回路圖庫以及定制大量的導(dǎo)入模板。由于國內(nèi)項目數(shù)字化程度較低，缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)[4]，因此其工作量非常巨大且不同國家項目之間的復(fù)用率非常低。

4.4 軟件內(nèi)部文件

軟件內(nèi)部文件主要指的是DDP模板，其主要目的是實現(xiàn)在SPI中輸入外形尺寸映射到S3D中形成三維模型，實現(xiàn)了儀表專業(yè)設(shè)計軟件與配管專業(yè)設(shè)計軟件之間的數(shù)據(jù)共享及復(fù)用[5]。SPI中有大量的DDP模板圖庫，但其模板圖庫大多填寫的細(xì)節(jié)尺寸較多，如圖1所示SPI圖庫蝶閥DDP模板，儀表供應(yīng)商提供的外形尺寸圖無法滿足細(xì)節(jié)尺寸的填寫，尤其一些海外制造廠對細(xì)節(jié)尺寸回復(fù)比較慢甚至以技術(shù)保密為由拒絕提供，因此國內(nèi)很多工程公司對DDP模板都做了簡化修改，如圖2所示精簡后蝶閥DDP模板，只要滿足S3D模型的基本占位即可。因此工程公司需要開發(fā)1套DDP模板交給業(yè)主或PMT團隊進行審查，避免后期因為DDP模板數(shù)據(jù)填寫或?qū)氲葐栴}影響項目進度。

圖1 SPI圖庫蝶閥DDP模板示意

圖2 精簡后蝶閥DDP模板示意

5 結(jié)束語

國內(nèi)工程公司走向海外市場承接工程數(shù)字化交付已經(jīng)成為EPC投標(biāo)的資質(zhì)考核標(biāo)準(zhǔn)。因此海外項目數(shù)字化交付中更應(yīng)該在項目前期充分考慮到項目模式、種子文件以及交付標(biāo)準(zhǔn)對SPI后續(xù)的使用可能帶來的影響。深入解讀合同，增加種子文件審查的環(huán)節(jié)，強化項目前期與業(yè)主談判，可以有效地避免后期索賠發(fā)生。相信海外項目的高標(biāo)準(zhǔn)要求也會推動國內(nèi)工程數(shù)字化交付的快速發(fā)展和進步。