文獻標識碼：B文章編號：1003-0492（2024）03-078-03中圖分類號：TP29

★張麗，龔英哲（昆侖數(shù)智科技有限責任公司，北京100007）

★李志輝（北京興油工程項目管理有限公司，北京100000）

★張慧英，黃婷婷（昆侖數(shù)智科技有限責任公司，北京100007）

關鍵詞：數(shù)字化交付；數(shù)字化交付平臺；屬性模板技術；數(shù)據(jù)標準建模

隨著數(shù)字化技術的快速發(fā)展，工程數(shù)據(jù)交付方式從傳統(tǒng)圖紙檔案室交付發(fā)展到數(shù)字化交付，數(shù)字化交付平臺應運而生，它通過整合、管理和分享項目交付所需的各種數(shù)據(jù)，為各類企業(yè)提供了高效、協(xié)同的工作模式。然而，由于平臺涉及多種不同的數(shù)據(jù)格式、類型和來源，數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)種類復雜，使得數(shù)據(jù)標準化和數(shù)據(jù)屬性快速調用成為關鍵問題。為解決該問題，本論文提出了一種基于屬性模板技術的數(shù)字化交付平臺數(shù)據(jù)標準建模方法，該方法通過數(shù)據(jù)標準的制定實現(xiàn)了工廠對象類的劃分，建立了各工廠對象類相符合的屬性模板，并基于屬性模板技術將工廠對象類屬性中通用的屬性自動識別組成通用的模板和特殊模板，可在數(shù)據(jù)標準建模過程中自動調用，實現(xiàn)了快速構建統(tǒng)一、標準和可維護的數(shù)據(jù)模型。

1　數(shù)字化交付平臺和交付平臺數(shù)據(jù)標準概述

1.1　數(shù)字化交付平臺的定義和特點

數(shù)字化交付是一種新型的交付方式，與傳統(tǒng)的紙質文件交付方式不同。它以實施對象為核心，創(chuàng)建和交付工程項目建設階段產生的靜態(tài)信息、數(shù)字化信息，包括項目從設計、采購到施工等過程中產生的數(shù)據(jù)、文檔和三維模型^[1~2]。該過程應包括制定信息交付策略、基礎和方案、整合、校驗信息等。最終，通過數(shù)字化交付平臺將數(shù)據(jù)資產移交給業(yè)主，為業(yè)主在生產運維階段的管理、安全生產、應急指揮和決策分析提供數(shù)據(jù)支持，并方便業(yè)主對信息的追溯和溯源^[3~5]。

1.2　數(shù)字化交付平臺數(shù)據(jù)標準的重要性和制定

數(shù)字化交付平臺的數(shù)據(jù)標準是數(shù)字化交付平臺所采用的數(shù)據(jù)規(guī)范和要求，用于統(tǒng)一不同數(shù)據(jù)來源、格式和結構的數(shù)據(jù)，可以定義數(shù)據(jù)標準的結構和規(guī)范，在數(shù)據(jù)質量控制方面也發(fā)揮著巨大作用。它基于ISO15926、CFIHOS、GBT51296-2018的標準進行設計，同時引用ISO15926標準對象庫，設計出對象模型、文件模型、屬性集模型，并創(chuàng)建對象與對象的關聯(lián)關系、對象與屬性集的關聯(lián)關系等。這些模型和關聯(lián)關系構成了系統(tǒng)的核心，使系統(tǒng)具備了對國際、國內標準和企業(yè)制定的統(tǒng)一技術規(guī)范的管理能力^[6~7]。

數(shù)據(jù)標準會根據(jù)業(yè)務發(fā)展和執(zhí)行效果，不斷更新和完善。數(shù)字化交付平臺支持自定義流程來編制、審核和發(fā)布數(shù)據(jù)標準。且在數(shù)據(jù)標準的維護期，平臺提供了多項功能，如需求收集、需求評審、變更評審和標準發(fā)布，并對修訂進行版本管理，以確保數(shù)據(jù)標準的一致性和可追溯性。此外，平臺還支持定期維護數(shù)據(jù)標準，并對已發(fā)布的數(shù)據(jù)標準進行審查，以確保其持續(xù)實用性^[7~9]。

數(shù)字化交付平臺關于數(shù)據(jù)標準的制定與發(fā)放至少需要具備標準接收、標準管理、標準關聯(lián)、標準發(fā)布功能來實現(xiàn)。

（1）交付標準接收

數(shù)字化交付平臺能夠與其它的數(shù)據(jù)標準管理軟件進行交互，收集國標和行標要求，接收最新的數(shù)據(jù)元字典（含屬性數(shù)據(jù)標準、值域、參考數(shù)據(jù)標準等）、數(shù)據(jù)架構（含業(yè)務對象、概念模型、邏輯模型等）、數(shù)據(jù)集等數(shù)據(jù)標準內容，并且能夠結合企業(yè)自身管理和業(yè)務要求，形成自己獨特的數(shù)據(jù)標準管理文檔。

（2）數(shù)據(jù)標準管理

數(shù)字化交付平臺對項目遵循的交付標準集進行管理，應至少包含GBT51296-2018、ISO15926、CHIFOS和建設單位自定義標準。企業(yè)業(yè)務和管理需求與IT數(shù)據(jù)管理崗協(xié)調溝通，制定出初版的數(shù)據(jù)標準管理文檔。

（3）數(shù)據(jù)標準推送

標準制定好后，在內部進行標準發(fā)布并收集反饋，后續(xù)對數(shù)據(jù)標準進行維護和更新。

2　屬性模板技術概述

對于一個工廠對象而言，不同來源的交付信息需要整合、消除冗余。如設備信息包括位號、溫度、壓力、尺寸等設計信息，位號、制造廠商、型號、重量、備品備件等采購信息，位號、安裝偏差、檢驗信息等施工信息，需要將三類信息整合并消除冗余的“位號”屬性。

當前，在數(shù)字化交付平臺進行數(shù)據(jù)存儲時，橫表和豎表是常見的兩種數(shù)據(jù)存儲方式。橫表以行為單位存儲數(shù)據(jù)，適合于快速檢索和處理大量數(shù)據(jù)。它具有較好的可讀性和直觀性，方便進行數(shù)據(jù)分析和報表生成。但是橫表數(shù)據(jù)結構復雜，數(shù)據(jù)冗余較多。當數(shù)據(jù)量較大時，更新和插入操作可能會導致其性能下降。另外，橫表在數(shù)據(jù)類型的擴展上不夠靈活，需要提前確定好表結構。豎表以列為單位存儲數(shù)據(jù)，能夠有效地節(jié)省存儲空間。它具有較好的擴展性，可以根據(jù)需求動態(tài)添加新的列，方便對屬性的增刪改操作。但是豎表在數(shù)據(jù)查詢和分析時需要對多個列進行關聯(lián)和連接操作，對于大規(guī)模數(shù)據(jù)的查詢性能可能較差。此外，豎表的可讀性較差，不夠直觀。

然而，屬性模板技術是一種領域特定的建模技術，它通過對領域中常見的實體和關系的抽象建模，提高了數(shù)據(jù)模型的質量、設計速度和一致性。在數(shù)字化交付平臺中，屬性模板技術可以用于定義和管理數(shù)據(jù)模型間的契約規(guī)范，將數(shù)據(jù)模型提煉為一組通用的屬性和關系，通過創(chuàng)建通用的屬性模板，將工廠對象類的通用屬性定義和配置設置存儲為模板，然后在需要使用這些屬性的地方通過應用模板來快速配置和使用屬性。屬性模板技術可以大大提高屬性的重用性和配置的靈活性，減少了重復勞動和錯誤，并且方便對屬性進行集中管理和更新，便于其他實體類別作為構建數(shù)據(jù)模型的基礎。屬性模板定義示例如圖1所示。

類別下分為功能對象、物理對象、信息對象等，每種類別可以掛一個或多個屬性模板。類別表中主要存儲對象的識別屬性，對象的具體屬性按屬性模板存入相關表中，如圖2所示。屬性模板表分為當前和歷史表以提升日常工作效率。

圖2 對象使用屬性模板示例

約定俗成的關系可通過屬性實現(xiàn)，同時可采用關系表來定義對象之間的任意關系。

對象化及對象生命周期管理的機制如圖3所示。

圖3 數(shù)字化對象生命周期管理示例

這種技術可以有效地應用于數(shù)字化交付平臺，幫助用戶快速創(chuàng)建、配置和使用屬性，提高了系統(tǒng)的靈活性和可維護性，降低了系統(tǒng)的開發(fā)和維護成本。

3　數(shù)字化交付平臺數(shù)據(jù)標準建模方法

根據(jù)具體業(yè)務需求和數(shù)據(jù)結構，在構建數(shù)字化交付平臺的數(shù)據(jù)模型時，需要基于數(shù)字化交付平臺ISO15926、CFIHOS、GBT51296-2018或新制定的數(shù)據(jù)標準進行設計和實施。首先，確定創(chuàng)建對象與對象的關聯(lián)關系、對象與屬性集的關聯(lián)關系。其次，劃分通用屬性和特殊屬性，對于多個對象類別可能共享的屬性，可以將其定義為通用屬性；對于每個對象類別獨有的屬性，可以將其定義為特殊屬性。通過劃分通用屬性和特殊屬性，可以實現(xiàn)屬性的復用和統(tǒng)一管理，并根據(jù)規(guī)劃的屬性和屬性分類設計屬性模板。屬性模板可以包含通用屬性和特殊屬性的定義，以及其相關的約束條件和關聯(lián)關系。最終，在數(shù)據(jù)標準建模和數(shù)據(jù)輸入過程中，可以根據(jù)對象類別和屬性模板自動調用和應用屬性模板。這可以通過開發(fā)自動化的數(shù)據(jù)輸入界面、數(shù)據(jù)采集工具或數(shù)據(jù)導入功能來實現(xiàn)。屬性模板的調用可以確保數(shù)據(jù)的一致性、規(guī)范性和高效性。

隨著業(yè)務需求的變化和數(shù)據(jù)屬性的演化，屬性模板可能需要進行維護和更新。在維護和更新過程中，需要確保對屬性模板進行合理的版本管理和變更管理，以保證數(shù)據(jù)模型的一致性和可維護性。

4　結論

基于屬性模板技術的數(shù)字化交付平臺數(shù)據(jù)標準建模方法可以提供一種快速、統(tǒng)一和可維護的數(shù)據(jù)模型構建方案。通過該方法，可以實現(xiàn)以下效果：

（1）數(shù)據(jù)標準化：屬性模板技術可以幫助制定和實施統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準。通過定義屬性和屬性模板，可以確保不同對象類別之間的數(shù)據(jù)一致性和規(guī)范性。數(shù)據(jù)標準化有助于提高數(shù)據(jù)質量、方便數(shù)據(jù)交換和共享、降低數(shù)據(jù)處理的工作量。

（2）工廠對象類劃分：通過屬性模板技術的應用，可以將數(shù)據(jù)劃分為不同的工廠對象類。不同的工廠對象類可以按照各自的屬性模板進行管理和維護。這樣可以根據(jù)業(yè)務需求對數(shù)據(jù)進行有效的分類和管理，提高了數(shù)據(jù)處理的效率和準確性。

（3）屬性模板的復用：屬性模板技術可以實現(xiàn)屬性的復用。通過定義通用屬性和特殊屬性，可以將通用屬性模板應用于多個工廠對象類，實現(xiàn)屬性的統(tǒng)一管理和復用。這可以避免重復定義相同的屬性和提高數(shù)據(jù)模型的可維護性。

（4）數(shù)據(jù)模型的靈活性：基于屬性模板技術的數(shù)據(jù)標準建模方法可以提供靈活的數(shù)據(jù)模型構建方式。通過動態(tài)調用屬性模板，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)模型的擴展和靈活性。當需要添加新的屬性或修改屬性時，只需更新相應的屬性模板，而不需要改變整個數(shù)據(jù)模型。

綜上所述，基于屬性模板技術的數(shù)字化交付平臺數(shù)據(jù)標準建模方法可以幫助企業(yè)快速建立統(tǒng)一、標準和可維護的數(shù)據(jù)模型。這有助于提高數(shù)據(jù)管理的效率和準確性，有助于促進數(shù)字化交付平臺的建設和運營，有助于推動企業(yè)的數(shù)字化轉型和創(chuàng)新發(fā)展。

作者簡介：

張　麗（1985-），女，山東菏澤人，工程師，學士，現(xiàn)就職于昆侖數(shù)智科技有限責任公司，從事油氣物聯(lián)網咨詢顧問工作。

龔英哲（1996-），男，湖北荊門人，工程師，碩士，現(xiàn)就職于昆侖數(shù)智科技有限責任公司，從事油氣物聯(lián)網咨詢顧問工作。

李志輝（1979-），男，河北唐山人，工程師，本科，現(xiàn)就職于北京興油工程項目管理有限公司，主要從事工程項目管理數(shù)字化、信息化建設研究。

張慧英（1987-），男，河北張家口人，工程師，現(xiàn)就職于昆侖數(shù)智科技有限責任公司，從事油氣物聯(lián)網實施工作。

黃婷婷（1986-），女，河北涿州人，工程師，碩士，現(xiàn)就職于昆侖數(shù)智科技有限責任公司，從事人力資源工作。

參考文獻：

[1] 王華, 魏巖. 數(shù)字化交付模式下三維數(shù)字化工廠建設[J]. 油氣與新能源, 2022, 34 (4) : 93 - 98.

[2] 許敏, 玄文凱, 于翔. 工廠數(shù)字化交付平臺應具備的基本功能探究[J]. 軟件, 2019, 40 (11) : 195 - 198.

[3] 住房城鄉(xiāng)建設部標準定額研究所. 石油化工工程數(shù)字化交付標準: GB/T 51296-2018[S]. 北京: 中國計劃出版社, 2018.

[4] 馬赟. 智能工廠建設的數(shù)字化交付研究[J]. 自動化技術與應用, 2022, 41 (09) : 125 - 127 + 146.

[5] 徐剛強, 黎常青, 劉艷紅. 面向全生命周期的綠色礦業(yè)管理數(shù)字化交付研究[J]. 采礦技術, 2022, 22 (6) : 31 - 35.

[6] 張華, 羅那. 《石油化工工程數(shù)字化交付標準》解析與實施[J]. 石油化工設計, 2023, 40 (2) : 47 - 52 + 6.

[7] 中國信息通信研究院云計算與大數(shù)據(jù)研究所. 數(shù)據(jù)標準管理實踐白皮書[R/OL]. 2019.

[8] 張德發(fā), 姚衛(wèi)濤, 董智超, 等. "數(shù)字孿生" 在油田地面油氣站中得應用和探索[J]. 油氣田地面工程, 2022, 41 (3) : 1 - 7.

[9] 李昌偉, 王凱, 張立博. 基于元數(shù)據(jù)管理技術的數(shù)據(jù)標準管理平臺設計[J]. 無線互聯(lián)科技, 2023, 20 (13) : 80 - 83.

摘自《自動化博覽》2024年3月刊