许敏 玄文凯 于翔

摘  要： 数字化交付包括交付方移交和接收方接收两个过程，交付内容为数据、文档、三维模型及其之间的关联信息，从根本上都表现为数据。交付平台是工程项目建设阶段的大数据信息管理系统，本文总结了它应具备的八项基本功能，并对其发展趋势进行了预测。

关键词： 数字化交付;交付平台;工厂对象;三維模型

【Abstract】： Digital handover includes two processes： delivery and reception. The content of delivery information is data， documents， three-dimensional models and the related information between them， which are basically expressed as data. Delivery handover platform is a big data information management system in the construction stage of a project. This paper summarizes its eight basic functions and forecasts its development trend.

【Key words】： Digital handover; Digital handover platform; Plant object; Three-dimensional model

0  引言

近年来，工程建设行业数字化交付迅猛发展。《发电工程数据移交》（GB/T 32575-2016）、《石油化工工程数字化交付标准》（GB/T 51296-2018）和《建筑信息模型设计交付标准》（GB/T 51301-2018）的相继发布，开启了电力、石化、建筑行业工程建设的数字化交付时代。数字化交付是设计成果交付的升级，是工程技术服务的延伸，是建设数字化工厂的基础。数字化交付包括交付方移交和接收方接收两个过程，交付方在移交平台完成交付物的收集、整合、校验后移交，接收方在接收平台完成交付内容的验收后接收，如图1所示。目前，移交平台和接收平台多为同一平台，通常称为交付平台。市场上已出现多个交付平台，各有千秋，本文尝试对交付平台应具备的基本功能进行探究。

1  数字化交付的定义

数字化交付是以工厂对象为核心，对工程项目建设阶段产生的静态信息进行数字化创建直至移交的工作过程，涵盖信息交付策略制定、交付基础制定、信息交付方案制定、信息整合与校验、信息移交和信息验收[1]。

2  数字化交付的内容

数字化交付内容为交付物和交付物之间的关联信息，交付物包括数据、文档和三维模型，其中数据是指项目建设阶段关于工厂对象的结构化数据和非结构化数据，文档是指与项目交工技术文件[2]相对应一致的电子文档，三维模型是指项目竣工图阶段形成的3D模型。

3  交付数据的分类

数字化交付的目标是形成项目建设阶段高质量的数字资产。数字化交付内容在根本上都表现为数据，这些数据可分为结构化数据和非结构化数据。

结构化数据是指可以使用关系型数据库表示和存储，表现为二维形式的数据，如智能P&ID、三维设计产生的数据。非结构化数据是数据结构不规则或不完整，没有预定义的数据模型，不方便用数据库二维逻辑表来表现的数据[3]，如文本、图表、图像等。通过工具软件可从非结构化数据中提取结构化数据。

4  交付平台的基本功能

数字化交付平台是用于承载和管理数字化交付信息，可与多种工程软件集成并兼容多种文件格式的信息管理系统[1]。它可承载各承包商移交的数字交付物并能对其进行整合管理，一般应具有系统管理、交付基础、信息采集、信息处理、信息移交、信息查询、信息浏览和分析报表八项基本功能，如图2所示。

4.1  系统管理

数字化交付平台同其它应用平台一样，需要具有权限管理、日志管理、流程管理和数据备份等系统管理功能。

（1）权限管理

权限管理是对应用系统所有对象与数据资源进行的权限控制，用户可以访问而且只能访问自己被授权的资源。平台应合理设置系统管理员、管理员、用户等角色和权限，这是平台信息安全和数据保密的基础保证。

（2）日志管理

平台应对用户登录、操作等活动保持日志记录。

（3）流程管理

平台应对审批流程进行管理，能够满足快速创建、配置、修改等需求，可添加、减删和自定义审批流。

（4）数据备份

平台应具有完整的数据备份机制，通过配置数据备份策略，确保备份数据的整体性、正确性和灾难恢复的可靠性。

4.2  交付基础

根据项目信息交付策略，平台能够利用内置的资源，快速制定项目交付基础，使平台具备接纳以工厂对象为核心的项目建设阶段产生的静态数据，如图3所示。

（1）工厂分解结构

工厂分解结构是按照一定的分类原则和编码体系，反映工厂的各级分解对象的树状结构[1]。平台应支持按不同的分类方式快速建立工厂分解结构，且能对工厂分解结构进行管理，可添加、减删和修改工厂分解结构支和节点。

（2）类库

类库是描述工厂对象的信息组织结构，包括工厂对象类、属性、计量类、专业文档类型及其关联关系[1]。平台应内置多种项目常用类库，能够按照具体项目要求快速建立个性化项目类库，并使用类库定义管理各类数据。

（3）工厂对象统一规定

平台应根据项目要求编制工厂对象分类、属性统一规定，明确分类和编号规则，规定属性的值和计量单位等，能够对可独立识别的工程对象进行分类、编号、命名和属性定义，满足快速检索和定位的要求。

（4）编码统一规定

平台应根据项目要求编制项目组织、工厂对象、文档、三维模型等编码的统一规定，形成项目编码标准体系分解结构，并能对项目编码标准体系进行删除、添加、更新、修改、扩充、映射等管理。通过编码的映射、别名等处理方式，可完成项目编码标准体系与接收方编码体系的兼容统一，以达到交接要求。

（5）交付物统一规定

项目交付物来自于设计、采购和施工等阶段，平台应根据接收要求分别编制不同阶段的交付物统一规定，就其内容可归纳为文档和三维模型两种统一规定。

① 文档统一规定

平台应根据项目要求编制交付文档统一规定，形成项目文档分解结构，制定交付文档的命名和编号规则，建立项目建设阶段典型文档交付清单以及工厂对象需关联的文档清单。对不同的交付文档应分别规定其内容和深度。这些文档包括项目设计、采购和施工文档，其中IDF和智能P&ID设计文档宜单独编制统一规定[5]。平台应对文档集中加密存储，按照用户权限開放文档新建、修改、删除、升版、下载等操作。

② 三维模型统一规定

平台应根据项目要求编制三维模型统一规定，对来自设计和供应商三维模型的格式、内容、深度、坐标、配色、文件编号等以及模型间的关联、装配关系提出要求。平台应支持多种常用三维模型格式，可接收来自不同系统的三维模型，并可根据权限对模型进行删除、添加、更新、修改、格式转换等操作[6]。

（6）质量审核统一规定

平台应编制交付内容质量审核统一规定，制定审核规则，校验数据、文档、三维模型的完整性、准确性和一致性，形成质量审核报告。

4.3  信息采集

平台应提供多种模式完成交付信息的采集，对于结构化数据可采用信息集成完成采集，对于非结构化数据可采用标准模板通过数据填报、文件上载等方式完成采集。

（1）模板管理

平台应针对数据、文档和三维模型三类交付物提供多种标准模板，各承包商和供应商可登录平台下载对应的标准模板使用。平台应建立标准模板库和模板分解结构，并对标准模板库进行管理，可查找、创建、添加、删减、修改、更新模板库中的文件。

（2）数据填报

平台应提供按模板要求人工录入和以文件清单批量导入等多种方式进行数据填报。

（3）文件上载

平台应提供单个文件上传和批量文件导入等多种上载方式，上载的文件审核通过后自动完成归类存储。

（4）信息集成

平台应提供与主流设计集成、项目管理、采办管理、施工管理等信息系统的接口或工具，将各承包商交付的成果从数据库或以工具提取后加载到交付平台上，实现信息集成导入。

4.4  信息处理

平台能对采集的信息按流程进行处理，完成格式转换、整合关联、信息校验后才能正式发布。

（1）格式转换

为了加快浏览响应，便于管理，通常会将数据、文档和三维模型的格式转换为平台读取和显示的首选格式，而对于三维模型还需要进行颜色批量修  改[4]。因此平台应提供可对多种常用格式进行格式转换的高效工具。

（2）整合关联

基于智能结构数据和数据模板等提供的关联信息，平台应自动整合上载交付物之间的关联关系，建立工厂对象与数据、文档、三维模型及工厂分解结构的关联，实现三维模型、二维图纸、业务数据的多维信息整合。

（3）信息校验

为了保证上载到平台交付物的质量，平台应提供工具以实现对工厂对象、文档的编号和属性等进行合规性、完整性、准确性和一致性的分析校验，支持校验规则的配置并形成校验报告。

（4）流程审批

所有上载信息需要经过流程审批后，才能发布到平台。平台应提供信息上载、关联、校验、质量审核、批准发布等功能的标准审批流程，也可根据不同交付物的特点自定义审批流程。另外，平台还应建立标注分享、打印下载、文档修改、模型修改等多个审批流程。

4.5  信息移交

平台应提供交付平台移交和信息模型移交两种信息移交方式。两种方式均应按区域、系统或模块分别进行移交并办理验收，直至完成全部交付信息的移交。

（1）交付平台移交

交付平台移交指交付方将装载交付信息的数字化平台移交给接收方，交付方为接收方建设并管理平台，交付与建设同步，同时要求交付平台能够与生产运维系统集成，为建设数字化工厂打下基础。

（2）信息模型移交

信息模型移交指交付方按照约定的信息模型组织规则将交付信息移交给接收方，由接收方自行装载到数字化平台中。采用这种方式，移交平台负责采集整合信息并向接收平台完成移交，接收平台一般为接收方的数字化工厂平台。

4.6  信息查询

平台应具有较强的数据检索能力，支持分类查找和多条件搜索。

（1）分类查找

平台能够依据工厂、文档等结构或不同分类方式，通过树状结构直接查找搜寻信息。

（2）多条件搜索

平台应提供多种分类筛选、条件附加，支持通配符、工厂对象关联、自定义参数等多条件精确査询。

4.7  信息浏览

平台应具有较强的二三维信息浏览能力，支持常用形式标注以及三维模型观测、剖切等操作。

（1）信息分解结构

数据、文档、三维模型等信息完成发布后，平台应支持按多种分类形成不同的信息树状分解结构，满足导航要求。

（2）浏览查看

平台应支持B/S浏览模式，能够直接浏览说明书、规格书、数据表、图纸和三维模型等，支持对浏览对象的拖动、缩放和标注，可实现关联对象二三维同步浏览、跳转浏览。

（3）三维模型观测

平台支持三维模型观测，能够实现对三维模型的旋转、缩放、剖切、抽离、虚化、测量、标注等可视化操作。

4.8  分析报表

基于搜索、查询、统计、分析等操作产生的结果，平台应支持多种报表方式，能够以表格、图形的形式进行展示，支持包括excel、word、PDF、HTM等多种格式输出。平台支持三维模型的可视化报表，查询结果可以在三维模型上显示。

5  交付平台的发展趋势

（1）三维浏览技术不断进步

流程工厂趋向于大型化，千万吨级炼化工厂的装置数量动辄几十套甚至上百套。如此多的装置构成的工厂三维模型属于超级模型，这对于三维浏览器的显示、浏览和其它操作是重大挑战，部分浏览器已出现加载超时、拖动卡顿的现象。尽管浏览器技术开发商针对发现的问题各显神通，纷纷推出自家的三维模型轻量化浏览器，但在迅速加载、流畅解析、快捷搜索等指标上仍有较大的提升空间[7]。

（2）企业接收标准纷至沓来

目前数字化交付在国内方兴未艾，但随着接收方数字化意识的不断提升，建立自己的数字化接收标准已成为必然，尤其是一些大型公司，很快会制定出自己公司的统一数字化接收标准，建立自己的数字化接收平台[8]。

（3）数字交付深度不断加大

数字化交付将催生接收方对可编辑交付物的渴望，尽管可编辑交付物涉及知识产权问题，但当接收方体验到可编辑交付物带来的便利后，会利用甲方的权力优势强加到交付方，要求交付可部分编辑交付物，如图纸DWG文件、三维模型种子库等[9]。

（4）通用移交平台渐成主流

尽管接收方会根据自身的情况建立数字化接收平台，但数字化接收平台的共性还是占主要的。通用的移交平台将应运而生，渐成主流，以数字化接收平台的共性而建，兼顾多种个性化配置，少量将以定制开发满足市场的特别需求[10]。

6  结束语

数字化交付过程涉及大量的数据、文档和三维模型。一个优秀的数字化交付平台必须可以接收整合多种设计软件的智能数据，智能抽取整合结构化非智能数据和非结构化数据，并按预定规则实现数据梳理、关联、展示和利用。数字化交付的技术以建设智能工厂为发展方向，目前保持着较快的发展速度。数字化交付平台要在扎实做好以上八项基本功能的同时，积极借鉴图形图像、数据处理、人工智能等方面的先进经验，降低人工工作量，持续提升可视化技术水平，确保数字交付物的完整性、准确性和一致性。

参考文献

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部. 石油化工工程数字化交付标准[S]. 北京： 中国计划出版社. 2018.

[2]中华人民共和国工业和信息化部. 石油化工建设工程项目交工技术文件规定[S]. 北京： 中国石化出版社. 2017.

[3]马惠芳. 非结构化数据采集和检索技术的研究和应用[D]. 上海： 东华大学， 2013.

[4]叶锋， 蒋波， 庞修海. 镇海沸腾床渣油加氢装置数字化交付探索与实践[J]， 炼油技术与工程， 2019（6）： 46-49.

[5]李宁， 昌兴文， 刘春阳. AVEVA智能P&ID系统在工程设计中的标准化实施及应用[J]. 化工设计， 2016， 26（5）： 41-45.

[6]周东波， 朱庆， 杜志强， 等. 粒度与结构统一的多层次三维城市模型数据组织方法[J]. 武汉大学学报（信息科学版）， 2011， 36（12）： 1406-1409.

[7]童凌， 歐阳纯萍， 罗凌云. 通用格式三维图形浏览平台设计[J]. 微型电脑应用， 2017， 33（4）： 76-80.

[8]吴青. 智慧炼化建设中工程项目全数字化交付探讨[J]. 无机盐工业， 2018， 50（5）： 1-6.

[9]寿海涛. 数字化工厂与数字化交付[J]. 石油化工设计， 2017， 34（1）： 44-47.

[10]李珍. 基于工程项目数字化交付的文档管理[J]. 现代企业， 2019（3）： 22-22.