工程设计集成系统计划任务书

1、 ci 0201-2002 第 17 页 共 16 页 项目编号：项目开发计划任务书项目名称： 工程设计集成系统项目负责人：高学武开发单位： 中国石化工程建设公司开发年限： 2008年2月 - 2009年12月编写 李罗秦 2008年06月26日校对 李咏芳 2008年06月26日审核 高学武 2008年06月26日批准 孙丽丽 年 月 日中国石化工程建设公司1. 引言1.1. 目的随着信息技术的迅速发展，各设计专业已配置了先进的大、小型设计软件，初步形成了专业设计集成系统及工作环境，设计工作的信息化取得了长足的进步，设计工作的水平、质量、效率得到了很大的提高。然而，各设计专业的集成与协同工作

2、、专业间的集成与协同工作程度有限，工作流程不够优化，制约了工程设计效率和质量的进一步提高。应用软件相对独立，相互之间联系松散，各应用软件依靠独立的数据库进行工作，数据库之间缺乏共享，存在大量的数据冗余现象，数据的一致性、可靠性有限。建立工程设计集成系统的主要目标为：改革传统的设计工作模式，实现各设计专业之间的协同工作，从而有效地提高数据的一致性和可靠性，减少数据冗余，优化工作流程，提高设计水平、设计质量和设计效率。工程设计集成系统的应用开发，是一项长期而艰巨的任务。为了平稳地推进这项工作，应采取统一规划、分步实施的原则。计划分两个阶段：第一阶段，计划用两年时间（2008-2009），在工艺设计

3、集成系统的基础上，重点研究并初步建立涉及工艺（含系统）、仪表、设备（含动、静设备、工业炉等）、配管（含材料、应力）等专业的工程设计集成系统。深度以shsg-033-2003 石油化工装置基础工程设计内容规定为依据。第二阶段，计划再用两到三年时间，在已建立的工程设计集成系统的基础上，进一步扩大范围，扩展深度。1.2. 同类项目的国内外情况分析为进一步提高效率，优化工作流程，搭建更大范围内的多专业间的设计集成系统已成为全世界工程公司和行业软件供应商多年研究的课题，目前已有了一些解决方案。我公司近几年也一直在跟踪研究设计集成系统的发展，实践过一些局部集成系统的工作，然而，设计集成系统的体系化还远远不

4、够。各工程公司一般都选定一个集成平台，在其上逐步开发和构建具有适合自己公司管理和工作特色的系统，一般而言，没有通用的设计集成系统，国际上大型的工程公司走的更快一些。平台方面，如intergraph公司的smartplant foundation（简称spf）软件也是普遍选择的一种平台。随着设计技术与工具的不断发展，建立设计集成系统已成为国内外工程公司的必要选择。1.3. 效益分析建立工程设计集成系统的主要目标为：改革传统的设计工作模式，实现各设计专业之间的协同工作，从而有效地提高数据的一致性和可靠性，减少数据冗余，优化工作流程，提高设计水平、设计质量和设计效率。也就是说建立了基于网络经济/时代

5、的新型工作模式，应该具有很好的经济效益，同时系统实现应具有较强的示范作用，会产生良好的社会效益。2. 项目概述2.1. 需求分析及功能2.1.1. 需求分析1) 工艺专业集成现状与集成重点由于工艺专业的工艺包设计和基础设计采用较多的软件进行，其核心pfd和pid也没有采用带有数据库的软件系统进行，可以说，工艺专业的工艺包设计和基础设计以及详细设计阶段本专业的纵向集成基本没有进行，现主要还是采用传统工作流程，利用电子文件和纸质文件在不同的设计工作或设计阶段传递或共享信息和数据。由于自身没有很好地集成系统，与其他专业的协同也是用上述方法，两个层面上都没有集成。因此：首先，要解决工艺专业工艺包设计的

6、纵向（专业本身）和横向（与其他专业的）集成平台。（工艺设计集成平台） 其次，解决工艺专业工程设计（包括基础和详细设计阶段）的纵向（专业本身）集成。重点是大力推进智能pid应用，同时将工艺专业的单体软件的数据、设计标准、设计成品内容、设计互提资料的内容等主要集成在pid数据库中，或集成在几个相对集中的数据库中，形成一至几个相对集中的专业平台与数据库。第三，将形成的一（智能pid系统）至多个相对集中的专业平台，通过工程设计集成平台，实现与仪表专业spi/wp的集成，与设备专业（含动、静设备、工业炉等）的设备表与设备数据表（重点）的集成，与配管专业（含材料、应力）的管道表、管件规格书、pds/pdm

7、s/sp3d三维设计系统等的集成，与其它专业的软件集成。同时，也要注重公用数据与信息的管理和处理，工艺专业专用的软件的集成问题。第四，通过工程设计集成平台，实现与marian系统和文档管理系统集成等。2） 仪表专业集成现状与集成重点仪表专业的两个软件（intools和winpc cad）是基于数据库的系统，基础设计和详细设计阶段本专业的纵向集成大部分基本实现，集成度依赖这两个软件的使用深度。与其他专业的协同主要还是采用传统工作流程，利用电子文件（数据表的导入导出方式）和纸质文件传递或共享信息和数据，其中基础设计部分应用电子文件较好，详细设计阶段图形和模型的集成基本没有。因此： 首先，继续深化i

8、ntools和winpc cad的应用，推进本专业纵向集成，打好基础。其次，将intools和winpc cad，以及单体计算软件的数据、设计标准、设计成品内容、设计互提资料内容等，通过工程设计集成平台，实现与工艺专业的pid的集成，与设备专业（含动、静设备、工业炉等）的设备表与设备数据表（重点）的集成，与配管（含材料、应力）的管道表、布置图、管道材料等级等的集成，与其他专业的空气条件、电气控制联锁条件、采暖通风、空调条件等的集成。同时，也要注重公用数据与信息的管理和处理，专用软件的集成问题。第三，详细设计阶段，重点是基于三维工厂设计系统pds/pdms/sp3d、review等的模型集成或图

9、形的集成。如，电缆敷设图基于管道布置图等，电缆桥架、就地仪表盘柜的三维协同，仪表索引及几何尺寸与配管软件的集成等。第四，通过工程设计集成平台，与marian系统和文档管理系统集成等。3） 设备各专业集成现状与集成重点设备各专业的软件基本分为三种类型。其一，设计与校核计算软件，其二，制图软件（2d，3d），其三，制表软件（设备表，数据表，规格书等）。这些软件也较为分散，基本独立运行，本专业的纵向集成基本没有实现。与其他专业的协同主要还是采用传统工作流程，利用电子文件和纸质文件传递或共享信息和数据，详细设计阶段图形和模型的集成基本没有。因此： 首先，通过工程设计集成平台spf，将各专业的公用数据与

10、信息进行管理和处理（设计标准、设计成品内容、设计互提资料内容），将专用软件（单体计算软件、制图软件）集成，大量的制表工作在集成平台实现，推进本专业纵向集成，为专业间集成打好基础。其次，通过工程设计集成平台spf，实现与工艺专业的pid的、设备表与设备数据表的集成，与配管布置图的集成，以及与其他专业的集成。第三，详细设计阶段，重点是基于三维工厂设计系统的集成。待研究。第四，通过工程设计集成平台，与marian系统和文档管理系统集成等。4） 配管专业集成现状与集成重点配管专业本身、以及与材料专业的集成依赖于三维模型设计软件的应用深度，集成的核心以及工作流程基本确定，就是要补充目前3d模型不能表述清

11、楚的内容。配管专业与应力专业的集成也有新的流程和方式，需要推广和完善；可以说，本专业的以及密切相关专业的纵向集成方法和模式基本确定，需要完善、细化和推广。配管专业与其他专业的协同主要还是采用传统工作流程，利用电子文件和纸质文件传递或共享信息和数据，专业间条件基本是依赖图纸和文档。基于3d模型和详细设计阶段图形和模型集成方法已经成熟，只有工艺(智能pid)、结构(大部分的结构杆件)、仪表(槽板)、电气(槽板)等专业的部分数据实现了简单的应用层面集成，需要完善、细化和推广。因此：通过工程设计集成平台spf、三维模型设计软件和sp rd等软件为平台，将配管密切相关专业（应力、材料专业）的软件进行集成

12、。主要有：材料专业使用sp rd建立材料编码库、管道等级数据库和几何尺寸库（如公称直径表、外径表、变径表、支管表、标准壁厚表、壁厚表等），发布在spf中，供相关专业调用；也可直接传递到三维模型设计软件中实现与配管专业的集成；通过spf或直接进行，管架数据库与3d软件的集成，3d软件与材料汇总程序以及sp material的集成，材料专业管件规格书与3d软件的集成。应力专业caesar ii与3d软件的集成。通过spf，实现3d软件与工艺pid和管道表的集成，与工艺水力学计算软件的集成。通过spf，实现与仪表和电气专业的集成。重点是基于三维工厂设计系统pds/pdms/sp3d、review等的

13、模型集成或图形的集成。如，电缆敷设图基于管道布置图等，电缆桥架、就地仪表盘柜的三维协同，仪表索引及几何尺寸与配管软件的集成等。通过spf或3d系统，实现与设备外型、管口方位等的集成。土建结构专业的3d模型与图形的集成，重点是pkpm、staad与3d设计软件的集成。建议水道专业的物理和管道等级库，直接使用3d软件，就是最好的集成。其它专业（如建筑、暖通）等尽量使用三维软件，在模型级实现集成。通过工程设计集成平台，与文档管理系统集成等。5）目前工程设计方法与系统需要改进的方面软件集成：通过软件集成，实现各专业软件之间数据的自动传递，取代目前手工数据输入与传递方式，减少数据冗余，提高数据的共享性、

14、一致性、正确性和安全性。数据管理：各专业应用软件自用的数据由应用软件自行管理；公共数据和应用软件之间需要共享和交换的数据，由产生该数据的软件或者直接发布到集成平台的数据库中，供其它软件共享。对各专业需公用的数据与信息，在集成平台上进行统一的管理和处理（如设计标准、部分互提资料等）并发布，供各专业共享和调用。对进入系统的数据进行有效性检验，减少数据错误。利用集成平台上集中的数据，定制报表，在集成平台实现目前大量的制表工作。优化工作流程：通过分析与优化现有工作程序（特别是专业之间数据和信息的交换流程），实现规范化、标准化、尽量自动化的工作流程。基于集成平台，定制标准流程，进行专业之间信息和数据的共

15、享与传递，并对过程进行跟踪管理，用优化后的流程进行设计条件的提交和管理，实现协同工作。文档管理：在集成平台中，基于业务流程，发布与交换文档，实现文档的过程管理，实现各专业间基于文档的信息交换，从而实现各专业间基于文档的资料互提。提供文件导入、发布、导出/下载、查询、浏览以及打印等手段。可能的情况下，实现与documentum系统的集成。变更管理与版本控制：对设计变更进行管理，保证上下游专业数据与信息的一致性和不可抵赖性。实现有效的版本控制，保证各种设计数据和文件的可追溯性。2.1.2. 主要功能1）工程设计集成系统逻辑结构2）工程设计集成系统主要功能以smartplant foundation

16、（spf）为基础的工程设计集成系统主要功能可以描述为四个平台：第一，设计专业软件集成平台利用spf的数据管理、文档管理和工作流管理三大功能，以及适配器技术，通过发布和接收文档和数据，实现应用软件的集成，通过软件集成，实现各专业软件之间数据的自动传递，取代目前手工数据输入与传递方式，减少数据冗余，提高数据的共享性、一致性、正确性和安全性。双向集成的应用软件，不仅可以发布数据和文档，同时也可以接受其它应用软件发布的数据和文档。单向集成的应用软件可以将文档和数据发布到spf中供其他专业（软件）分享，也可直接调用/接受spf中的数据和文件。对于手工生成的文档与数据，同样提供装入spf的手段，并可在sp

17、f中定制输入界面，以便统一平台和操作手段。第二，工程数据库管理平台各专业应用软件自用的数据由应用软件自行管理；应用软件之间需要共享和交换的数据，由产生该数据的软件或者直接发布到集成平台的数据库中，对各专业需公用的数据与信息，在集成平台上进行统一的管理和处理（如设计标准、部分互提资料等）并发布，供其它软件/专业共享和调用，这样，将多专业/多应用工具之间共享的数据存放在spf数据库中，使共享数据得到妥善的管理。通过信息的交换和共享，将工程数据集中管理，构成了工程数据库。可实现有效的版本控制，保证各种设计数据和文件的可追溯性。同时，对进入系统的数据进行有效性检验，减少数据错误。可利用集成平台上集中的

18、数据，定制报表，在集成平台实现目前大量的制表工作。该数据库既提供了多个应用集成的基础，又提供了查询、报表、了解工厂模型的方便手段。集成的软件会自动比较接收到的数据和软件原有的数据，列出数据间的差异，用户可以通过更新列表(to-do-list)查看数据差异，选择或放弃更新。差异的数据可以自动更新，无需手工再输入。同时支持查看数据详情以及更新历史。从而很好地提高了数据的一致性、可靠性，减少了数据冗余。第三，协同工作平台通过分析与优化现有工作程序（特别是专业之间数据和信息的交换流程），对其进行规范化、标准化和尽量的自动化。使用“工作流”技术，基于集成平台定制标准化的工作程序与流程，通过在集成平台上发

19、布与交换信息（数据和文件），对设计信息的过程跟踪与管理，实现设计专业之间信息的共享与传递，实现各设计专业间的资料互提，实现协同工作。同时，对设计变更进行管理，保证上下游专业数据与信息的一致性和不可抵赖性。第四，工厂数据仓库平台/信息资产管理平台/工厂生命周期信息管理平台在工厂建设得前期，也就是策划、设计、采购、施工等过程中，在spf平台上进行信息（数据、文件、模型等）的发布和交换，通过有序管理的各种设计文档、互相关联的设计数据、三维工厂模型等各种内容描述工厂，逐步建立工厂的数字模型。这个数字模型不仅能够给设计人员、项目管理及控制人员、施工管理人员提供方便，通过有效的数字和智能交付，这个工厂数字

20、模型也将方便地延伸到工厂的运维阶段，将为工厂运维管理提供工厂数据仓库和工厂信息资产管理平台，实现工厂生命周期信息管理，为业主带来更大的方便。2.2. 开发思路及开发条件2.2.1. 开发思路1）引进intergraph公司的smartplant foundation（简称spf）软件。2）分析与梳理基础设计阶段各专业的协作关系（兼顾详细设计阶段各专业协作关系，以后细化）、工作流程及共享数据；定义工程设计集成系统的主要功能及工作流程。3）以spf软件为平台，集成各设计专业的主要应用软件，如：aspen zyqad/comos、sp pid、spi/intools、sp3d、sp review、m

21、arian、pds、pdms、documentum、其他专业设计软件和系统等等，建立共享的工程数据库和文档库，建立协同工作平台。使各应用软件之间能够方便地进行数据交换，有效地提高数据的一致性和可靠性，减少数据冗余和重复录入。标准化作业程序和工作方法，有助于改革传统的设计工作模式，实现各设计专业之间的协同工作，优化工作流程，提高设计水平、设计质量和设计效率。从而建立具有数据管理、文档管理和自动化工作流程等基本功能的多专业集成工作环境。具体内容主要有：l 基本建立工艺（含系统）、仪表、设备（含动、静设备、工业炉等）、配管（含材料、应力）等专业的工程设计集成平台及工作环境。实现这些专业间的软件集成。

22、l 建立专业内和专业间应用软件之间的数据交换和共享渠道，建立专业设计人员协同工作的工作流程。l 在集成平台上装入和管理公共数据（如材料代码、管道等级表、材料规格表等），管理软件之间交换和共享的信息（数据和文件），建立工程数据库。l 实现工艺设计数据库（aspen zyqad/comos）与spf的集成，使其能够向spf发布pfd、设备表、设备数据表以及物性数据等。l 实现sp pid与spf的集成，使得sp pid能够通过spf接受来自aspen zyqad/comos和spi（intools）等软件的数据和文件，并能向spf 发布p&id和相关的数据与文件。l 实现spi与spf的集

23、成，使得spi（intools）能够通过spf接受sp pid等软件发布的数据与文件（如p&id数据、仪表工艺数据等），并向spf 发布各种仪表数据和文件。l 实现sp 3d 与spf的集成，使得sp 3d能够通过spf接受p&id、spi（intools）等软件发布的数据和文件，并向spf 发布三维模型及其所产生的各种数据和文档。l 实现pds/pdms与spf的单向集成，使用户能够把pds/pdms三维模型装入spf。l 实现spr与spf的集成，使得用户能够从spf环境直接观察三维模型。l 实现sp rd 和spm（marian）与spf的集成，使sp rd向spf发布材

24、料标准数据（如各种编码、描述、管道等级文件等），spf发布这些数据给大部分设计软件使用；大部分设计向spf发布材料表（bom），spf发布料表（bom）到spm（marian）。l 通过excel格式，实现spf与其它软件的数据交换（装入数据、发布数据），从而实现软件的集成。l 逐步实现与文档管理系统（documentum）以及其他系统的集成。2.2.2. 开发条件1）有一个良好的设计集成基础平台和相关的集成技术sp系列软件是intergraph公司开发的新一代流程行业的设计与管理软件，如： spf、spi、sp pid、sp3d、sp rd、sp material等等。sp系列软件主要的集成

25、技术与工具包括：数据模型、数据和文档的发布与接收、schema建模、接口定义、类定义、客户化数据模型、浏览、项目、文档版本、tool schema映射、窗体、报告、分类、适配器、工作流、数据表、web服务器等。sp系列软件采用的主要集成技术：l spf作为工程设计集成系统的hub（集线器），提供多种数据交换途径l 利用sap xi技术集成sap系统l 利用sp适配器/sp loader技术集成sp系列应用软件l 利用spf loader、model loader、ms biztelk、web services、cico、api odbc等技术集成其他系统l 利用report技术产生报告l 利用

26、export技术导出数据l 桌面客户端、web客户端及.asp应用程序通过xml技术访问spfspf软件的主要功能与特性：l 文档管理l 工作流l 集成双向数据流。l 集成数据自动更新。l 统一的工厂数字模型结构。l 不一致性管理。l 变更和版本控制。l 安全性。l 历史记录。l 报表生成。l 支持ie浏览器(b/s)和桌面客户端(c/s)。l 信息的查找和提取。2）有一个良好的基础环境it基础设施（硬件装备、网络通信系统）满足了集成应用系统的需求，能力达国内领先、国际同行先进水平。信息技术的应用向标准化、系统化和集成化方面迈进了一大步，实现了核心业务“工程设计、项目管理和运营管理”的初步集成

27、化应用。it应用发展促进了各方面工作的发展，对于促进管理与技术创新、机制体制改革，国际化和企业快速发展起到了较大的作用。3）有一个信息技术开发应用人才。2.3. 运行环境硬件环境：· 基于tcp/ip的网络· 可安装oracle数据库的新型机或pc服务器· 可运行ie的客户端软件环境：· windows· oracle数据库· .net技术及开发工具· smartplant foundation· sp系列专业设计软件· 其他专业设计软件2.4. 验收标准验收形式：鉴定会验收方法：试用、测试、应用等。3.

28、 实施计划3.1. 工作任务分解1）设计规定及说明· 设计规定，各专业。· 设计说明，各专业。· 设计依据，各专业。· 设计输入，各专业。2）设计标准· 物料代码，工艺。· 物流号与管线对照表，工艺。· 管子管件规格表（schedule）/管径表，工艺。· 管道材料等级索引/规定，marian中建立；非marian中建立；发布到spf，再分别装入其它专业软件，配管材料。· 材料编码及描述，各专业。· 管道规格表（几何尺寸）（多种），配管等各专业。· 等等3）软件集成a与工艺设计集成系统

29、（工艺包）（文件与数据的集成）· 物料平衡表，工艺。· 工艺设备表（简单），工艺/设备。· 工艺设备数据表，工艺/设备。· pfd/ufd图与相关数据，大工艺/仪表等。· pid图与相关数据（初步），工艺/仪表等。· 其它工艺数据与文件（如：公用物料及能量消耗），工艺/工厂系统等各专业。b.与sppid的集成· 物料数据（物料平衡），工艺。· 工艺设备与数据表，工艺/设备/仪表/配管。· 机泵与机械设备数据表，工艺/机泵/机械/仪表/配管。· 管道表，工艺/配管。· 管件规格书，配管材

30、料，工艺。· 仪表工艺数据条件（与spi/wp集成、控制、联锁、报警等），工艺/仪表。· 仪表索引表，工艺仪表。· 三废排放、消防、分析、安全排放等，工艺各专业。· 与pds/pdms/sp3d 三维设计系统的集成，工艺/配管。c.与工艺单体软件的集成· htri、fri、flarenet等塔、容器、换热器计算软件。工艺/化学工程。· 工艺设计平台，工艺。d.与spi/wp的集成· 仪表索引表，仪表/工艺/配管。· 各种仪表规格书，如仪表、盘（板）、分析器室、dcs、sis、plc、pcs等，仪表/工艺/配管

31、83; 仪表工艺数据条件（与sppid集成，通过spf，包括uid），工艺/仪表。· 工艺设备与数据表，工艺/设备/仪表等。· ddp data表与sp3d（尺寸数据），仪表/配管。e与设备（动、静、工业炉）相关软件的集成，设备/工艺/仪表/配管。f与sp3d/pds/pdms集成· 与sp rd的集成，如材料及等级库（直接、间接），材料/配管等专业。· 管架db与3d集成，材料/配管。· 材料汇总软件集成，材料/配管。· 管件规格书与3d集成，材料/配管。· caesarii与3d集成，包括review，应力/配管。

32、83; 与sppid集成，包括/vpe pid，工艺/配管。· 与staad/pkpm集成，配管/结构。· 与电气、仪表桥架集成（2d：/3d），配管/电气/仪表。· 与review集成（3d），配管/各专业。· 与设备外型尺寸、管口方位（3d），配管/土建/设备。· 地下管道（db等），配管/水道。· hvac，配管/hvac。· 与spi（ddp）集成，配管/仪表。gspf发布pbs到各软件h与marian集成（sprd、spmaterial）· 编码与描述，将在marian建立的材料编码与描述库发布在spf，

33、再分别装入各专业系统中各专业。· 材料表（bom），各专业发布bom到spf，再到marian，各专业。· 请购单，各专业发布请购数据到spf，再到marian，各专业。· 请购技术附件，各专业发布同时将技术附件发布到spf，再到marian，各专业。i与documentum集成· 发布数据和文档到spf中，按设计流程发布数据和文档到spf中，各专业。· spf自动归档文件到documentum中，发布文档到spf中的同时，自动归档并发布到documentum中。各专业。4）成品表与条件（既是成品又是条件的表）· 界区条件表，工艺/配

34、管。· 工艺设备表，工艺/静设备/工业炉。· 工艺设备数据表，工艺/设备/仪表/配管。· 泵与机械设备数据表，机械/机泵/工艺/仪表/配管。· 管线表，工艺/配管/仪表。· 管件规格书，包括特殊管件，配管材料/工艺。5）条件表或文件· 三废排放表，工艺/环保/配管。· 消防条件，工艺等/给排水。· 分析条件，工艺/分析。· 仪表条件，不包含在spi/wp中的部分，工艺/仪表。· 电气条件，用电条件，电气/各专业。· 电信条件，电信/各专业。· 安全排放，工艺/安全/系统。&#

35、183; 仪表空气条件，仪表/大工艺。· 采暖通风及空调条件，暖通/各专业。· 电气控制联锁条件，电气/仪表。6）工程数据管理· 与工艺专业相关的工程数据，工艺。· 与仪表专业相关的工程数据，仪表。· 与配管专业相关的工程数据，配管。· 与设备专业相关的工程数据，设备。· 与机泵、机械专业相关的工程数据，机泵、机械。7）图形有关的集成· p&id，工艺/仪表/设备/配管等。· 建议平面布置图，工艺/配管等。· 仪表平面布置图，包括控制室、气体检测器仪表，配管。· 仪表电缆槽板敷设图，2d方式/配管设备布置图/管道布置图，仪表/配管。· 仪表电缆槽板敷设图，3d方式/3d模型，仪表，配管等。· 主要设备工程图，设备/工艺/仪表/配管等。· 基于布置图集成，（2d！