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数字化助力冶金事业国际化——中国恩菲大力推进冶金三维设计侧记

来源:矿业114  日期:2019年09月24日  文字:【 加粗】【高亮】【还原

从农耕时代到工业时代,再到信息时代,科技的进步不断推动人类实现新的发展跨越。在此过程中,以信息技术为支撑的数字化转型,正在全球范围掀起一场影响人类所有层面的深刻变革。习近平总书记指出,当前,以互联网、大数据、人工智能等为代表的现代信息技术日新月异,新一轮科技革命和产业变革蓬勃推进,智能产业快速发展,对经济发展、社会进步、全球治理等方面产生重大而深远的影响。中国愿同国际社会一道,共创智能时代,共享智能成果。

总书记的指示,为各行各业“加快数字产业化、产业数字化,推动数字经济和实体经济深度融合”指明了方向。作为行业技术进步的引领者,66年来,中国恩菲工程技术有限公司通过持续不断地砥砺创新,将先进的技术应用在国内外经典工程之中,实现了一次又一次重大突破。以行业需求为己任,以企业“数字化、平台化、智慧化、国际化”转型为方向,中国恩菲也在从传统设计院向国际化工程公司转型的过程中,通过领先运用全新的信息技术优化设计手段,在非煤矿山、有色冶金、水务资源、能源环境、高新材料、市政文旅、城市矿产、智能装备等业务单元实现领航。在有色冶金领域,通过全面丰富设计手段、加强三维设计水平,使公司拥有自主知识产权的诸多先进冶炼技术如虎添翼,为践行行业智能、生态、智慧、绿色的发展理念提供了重要保障。

以市场需要为方向

三维设计是对传统二维设计方式的一次重大变革。在传统二维设计模式下,厂区、建筑物、厂房等外部和内部结构设计完全依靠设计人员的空间想象力,费事费神,易发生因“碰、漏、缺”造成的工程返工。三维设计建立的“数字化工厂模型”,能够实现“所见即所得”,立体效果逼真,并具有碰撞检查功能,可通过漫游核查提前消灭碰撞问题,能够有效提高工程设计质量,降低工程建设成本。在材料统计方面,三维设计也具有强大优势,自动化统计功能,省时省力且准确度高。此外,三维设计还能为项目建设方后期运营和维护提供准确的原始数据,形成的三维数据库对设计标准化意义非凡。总之,三维设计已成为国内外工程设计的重要模式,大力推进并加速推广三维设计,实现设计数字化、属性化,建立工厂数字化,也是以中国恩菲为代表的行业领军企业走向国际、引领行业的必由之路。

近年来,伴随国际市场的持续拓展,中国恩菲的有色冶金业务量不断扩大,海外项目占比近50%。传统设计模式的冶金项目,除综合管网子项采用了国产PDSOFT三维软件进行三维设计外,其他子项仍采用的传统CAD二维设计模式。然而这种设计模式已经越来越不能满足市场、特别是海外市场需求,中国恩菲决意“向落后的设计模式宣战”,让设计模式和设计软件向其他国际公司双对标。

市场之所需即管理之所向,为全面满足项目需求,公司早在几年前就按照不同业务领域分别成立三维室。

目前,中国恩菲冶金化工事业部三维设计室已由成立之初的的8人团队扩大到30人的规模。岗位设置也与石油、化工等行业的国际公司严格对标。

对于冶金化工事业部而言,三维设计推进的使命十分明确,短期目标是满足海外业主的设计和交付要求,同时引导国内业主逐步推行三维设计模式,提升设计质量和设计效率;中长期目标是积累形成具有恩菲特色的冶金化工项目三维设计基础数据库、模型库及管道材料分级表等,形成完善的三维设计平台和体系,满足绝大多数国内外业主对三维设计和数字化转型的需求。目标一经确定,行动就有了方向,从脚踏实地到仰望星空的发展路径也日益清晰。

三维设计硕果累累

面对国外业主在设计手段和设计模式方面的高要求,只有实现三维设计出图和模型成果交付,才能实现与国际市场紧密接轨和无缝衔接。此外,在设计过程中,业主会参与30%、60%和90%三维设计模型审核,这与过去国内习惯的先画好CAD二维图再翻三维模型的模式也有了本质变化。

经过充分的市场调研和评估,充分了解业主需求和行业实际,借鉴其他国际公司采用多套三维软件并行的经验,中国恩菲在已有的Bentley和PDSOFT两套三维软件的基础上,再度引进了国际通用的PDMS三维设计软件及其配套的智能PID设计模块(AVEVA Diagrams)。

新软件初次引进,面临着很多满足公司规定的本地化工作需要定制,项目的数据库、图例库、模型库也需要一点一点建立,时间紧,任务重,工作量大,但是作为新软件主要应用和维护部门的冶金化工事业部三维设计室,面对困难没有退缩,迎难而上。前期,公司邀请AVEVA公司工程师进行软件本地化定制和操作培训,打下软件应用的坚实基础;软件应用过程中,遇到问题,公司三维团队坚持通过AVEVA Helpdesk和每周定时召开的微信会议与专家进行沟通探讨,确保问题能够迅速、高效得到解决。

目前,公司在执行的冶金项目中,MMG铜钴冶炼项目和澳大利亚CLQ项目采用Bentley三维软件,墨西哥铅冶炼项目、土耳其硫磺制酸项目、印尼力勤OBI镍钴项目、印尼华越镍钴项目、江苏飞洋鸿钛科技钛白粉项目、刚果金庞比项目等项目则采用PDMS三维软件。经过墨西哥铅冶炼和印尼力勤高压酸浸等项目的实践应用,新引进的以高效、实用著称的PDMS三维软件的使用效果也得到海外业主的一致好评。

160个管道材料等级,1810个单体设备模型,4330根管道三维设计,510个智能PID图例,1151种、28735个PDMS基础元件库,等级库103个等级共22582个条目……一组组数据积累着恩菲冶金三维设计团队的付出和收获。以项目为平台和依托,中国恩菲冶金三维设计逐步实现了项目基础数据库、图例库、模型库的建立和积累,形成了专业间的细化分工和有机合作,搭建了中国恩菲有色冶金三维设计体系,为公司乃至行业开创了先河。

设计三维化,工厂数字化

刚果(金)南部的加丹加省拥有举世闻名的中部非洲铜钴矿带。MMG金塞维尔扩建项目是MMG Limited(五矿资源有限公司)Kinsevere铜矿的改扩建项目,集采选冶一体。MMG金塞维尔扩建项目目前是Feasibility Study阶段,但根据业主对3D模型的要求比国内一般项目初步设计要更加严格,要求大多的成品文件要以3D模型为基础。项目采用智能AutoCAD PID软件绘制PFD和PID,并用该软件自动提取生成各类数据表(设备数据表、管线表、仪表数据表等)。三维设计采用Bentley三维设计平台。本项目分选矿和冶金两大部分,冶金部分共绘制PFD图50张,PID图86张,需对32个子项进行三维设计,主要包括735台设备建模和1350根管线三维设计,以及二十多个结构框架、建筑、道路、照明等模型。目前,项目通过了30%和60%的模型审查,得到了业主很高的评价,现正进行90%的模型审查。

墨西哥铅冶炼厂项目是墨西哥业主MMP (Met-Mex Peoles S.A.de C.V.)委托中国有色金属建设股份有限公司(NFC)和中国恩菲(ENFI)使用SKS直接炼铅技术对该项目进行基础设计,项目业主也提出需要进行三维设计和三维模型交付的要求。项目现阶段合同包括熔炼和制酸两大部分,共16个子项。主要包括700台设备和1300根管线,以及电气、仪表、结构和建筑等模型设计。结合项目特点,公司项目团队利用AVEVA公司的Diagrams软件进行智能PID的设计和业务建设,同时试图探索实现工艺智能PID、PDMS三维设计和INSTRUMENTATION智能仪表系统设计之间的工艺数据和工艺介质属性传导,实现工程数据共建共享,走在了工厂数字化设计的前沿。Diagrams和PDMS执行统一数据库,为智能PID和三维PDMS的“二三维校验”打下基础。智能仪表设计系统INSTRUMENTATION可直接从Diagrams中获取工艺参数和属性,既可避免同一工艺参数的重复录入,又可减少人为因素造成的误操作。在短短2个月的时间里,恩菲团队采用Diagrams智能PID软件完成Diagrams图例库510个,PFD图80张,PID图120张。目前已完成项目中期审查,PFD和PID图面格式赢得了墨西哥业主的一致好评。

艰难困苦,玉汝于成。冶金化工事业部将持续大力推进三维设计,搭建具备冶金化工项目特色的三维设计体系,建立并不断完善三维设计基础数据库和模型库,完成智能PID平台搭建和图例库积累,打通工艺智能PID、三维设计和INSTRUMENTATION智能仪表系统设计之间的工艺数据和工艺介质属性传导,力争走在数据化、智能化设计的行业前沿,为冶金行业工厂数字化,公司业务国际化插上腾飞的翅膀。


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