基于GIS的石化企业生产资源数字化管理

基于GIS的石化企业生产资源数字化管理中国石化上海石油化工股份有限公司，200540基于GIS的石化企业生产资源数字化管理吴沛林（中国石化上海石油化工股份有限公司，200540）编者按“数字地球”是20世纪90年代以来迅速发展的一种新技术的代号，也是我国正在推广的应用性高新技术，以GIS为核心的这项信息技术用于改造和提升传统产业，是我国“十五”计划经济结构调整的重要目的之一。本文介绍的内容尽管并不是用来改造石化企业的主体技术，却是“管理创新”的重要内涵和先进手段，目前虽然处在起步阶段，但可以预期在石化企业将有良好的应用前景。向读者推介先进的管理理念、管理方法和管理技术，是步入新世纪后本刊拟加重份量的报道内容，本文虽然似与技术经济没有直接的联系，相信仍能起到扩大视野、开阔思路的作用，同时也是一次“投石问路”之举。本刊真诚地希望得到读者对如此选题是否妥当的反馈意见。研究和分析了GIS技术的主要特点及其在国内外石化企业应用的现状和发展趋势，提出石化企业生产资源数字化管理的总体架构，结合综合管线的数字化管理实例，阐述了生产资源数字化管理系统的主要功能，并对实施过程中可能出现的问题提出了几点建议。关键词：地理信息系统生产资源数字化管理一般来说，石化企业是一种大型企业，占地面积大，各种管线、装置、设备、消防设施和基础设施等生产资源种类繁多，分布复杂。石化企业又是一种安全环保要求高的企业，生产过程中有多种易燃、易爆和有毒的物质。加强对石化企业生产资源的有效管理，对保证企业的安全生产和持续、稳定地发展有重要的意义。1GIS技术及其主要特点地理信息系统（GeographicInformationSystem,GIS）是产生于20世纪60年代初期并在最近20年得到迅速发展的图形和数据处理技术，是在计算机软硬件和网络的支持下，为了获取、存储、检索、分析和显示空间数据及其相关的属性数据而建立起来的信息管理系统，已被广泛用于资源管理、城市规划等各个领域。GIS的主要特点有：（1）强大的图形处理功能从图形学的角度，GIS实质上是一种便于计算机处理和网络传输的数字化地图或图纸，可以方便地对空间数据进行输入、编辑、显示、查询、空间分析和输出打印，也可以利用三维动态仿真技术，对各种要素实现仿真模拟，构造一个符合实际的模拟空间，展现各种地物之间复杂的时空关系。（2）空间数据和属性数据的完美结合GIS不但包括各种要素分布的空间数据，也包括这些要素的属性数据，如管线的管径、材质、维修记录、事故的应急预案等，而且空间数据和属性数据之间是一种密切的对应关系，空间信息和属性信息形成一个有机的整体。通过检索空间数据可查询相应属性信息，通过检索属性数据也可以查询相应的空间信息，避免了图形与相应的图表数据完全分离的现象，给生产资源的全面管理带来了极大的方便。（3）统一的数据库管理系统空间数据具有特殊的数据结构。一些数据库和应用系统公司，如Oracle、SQLServer和SAS等，已扩展他们的产品以容纳空间数据管理功能。另一方面，许多GIS软件也包含空间数据库引擎（SpatialDatabaseEngine，SDE）数据模型，借助这一模型将空间数据加入到关系数据库管理系统中。这样使得大规模的MIS系统与空间数据技术一体化成为可能，便于各种系统的集成和信息共享。（4）独特的空间分析功能空间分析是GIS最主要的特色。GIS系统可以利用其空间数据库和属性数据库，结合高效的算法进行空间分析。如对距离某一事故地点一定范围内各种空间要素的搜索，并对相关的信息进行统计分析，为事故处理提供所需要的信息；电网某处短路后可以迅速提供其影响范围，并提供应急预案。这种空间分析的功能是其他信息管理系统无法实现的。2GIS在国内外石化企业的应用分析2.1国外石化企业的应用进入20世纪90年代以来，国外的许多石化企业意识到企业的空间信息管理与企业生产和决策有着密切的关系，开始利用GIS技术对企业信息资源进行管理。1995年世界上最强的50家石化公司中就有35家使用美国ESRI（EnvironmentalSystemsResearchInstitute）的产品对企业管网、设备和用地等生产资源进行管理，并与企业其他数据库集成，使企业生产资源等方面的管理水平得到了明显的提高。2.2国内石化企业的应用我国目前利用GIS对企业进行空间信息管理的企业主要是石油化工企业。如兰州炼油厂用Mapinfo建立地下管网信息管理系统，北京燕山石化用ARCVIEW建立了燕山石化规划管理信息系统，两者都实现了图形编辑、信息查询、统计图表、剖面图制作，图形输出与打印等基本功能。中国石化集团公司利用MapXtream，正在各直属企业建立以主要装置为对象的安全监控系统。上海石化利用MapGIS建立了生产公用界区综合管线（站）信息管理系统，开始利用信息技术对管线进行数字化管理。2.3石化企业应用的发展趋势我国利用GIS技术对企业生产资源的数字化管理工作只是刚刚起步，无论是在技术上还是在应用上，都比较单一。从国外的情况来看，石化企业的生产资源数字化管理已开始向高度综合化的方向发展，即通过数字化技术、网络技术、人工智能和可视化技术建立生产资源的大型分布式数据库，并与企业内部的各种数据库集成，全方位地对企业生产资源进行管理和优化，形成一个集数据的采集、传播、分析、表达于一体的企业信息化网络，为企业的科学管理、决策和持续发展提供服务和支持。3石化企业生产资源数字化管理的体系结构数字化管理（DigitalManagement，DM）是指利用计算机、通信、网络、人工智能等技术，量化管理对象与管理行为，实现计划、组织、协调、服务、创新等职能的管理活动和管理方法的总称。数字化管理有两层基本涵义：一是企业管理活动的实现是基于网络的，即企业的知识资源、信息资源和财富可数字化；二是运用量化管理技术来解决企业的管理问题，即管理的可计算性。石化企业生产资源种类繁多，主要可以分为土地、管线、装置、主要设备、储罐、安全设施、基础设施、仓库和房屋建筑物等类。每一类资源有大量的信息资料。这些资源分别由不同的部门和单位管理和使用，但不同部门和单位之间在生产资源的使用和管理上又存在着各种联系，对这些资源进行数字化管理就要求系统有一个合理的体系结构。石化企业生产资源数字化管理的体系结构分为四大部分，即生产资源实体、生产资源数据中心、GIS应用系统和办公自动化。各部分之间紧密联系，构成一个有机整体（见图1）。图1石化企业生产资源数字化管理体系结构在石化企业生产资源数字化管理体系结构中，以生产资源实体为核心，以数据中心的建立为基础，应用系统的建立是关键，实现办公自动化是数字化管理的目标。4典型实例棗综合管网数字化管理4.1系统概况上海石化建于20世纪70年代初期，经过不断地改建和扩建，传统以图纸和图表为主的人工管理模式，已不能满足这个综合性大型石油化工企业对大量多层的综合管网管理的需要，因此上海石化利用GIS技术，建立了“上海石化综合管线（站）信息管理系统”，对综合管网进行数字化管理。该系统是以地形图为基础，以各类管线、管件和管架的空间数据和属性数据为核心，利用地理信息系统技术、计算机图形技术、数据库技术、信息可视化技术、通信技术及应用电子技术，建立起来的综合管网信息管理系统（见图2）。4.2系统的主要功能（1）系统集成公用界区所有地上综合管网分布图和各种管线、管件、管架的信息资料；（2）系统可以通过信息查询、平面图、剖面图和立体图制作，为管线的维护、施工和管理提供全面、准确、实时的数据和图件等信息；（3）通过自动布线和各种统计分析、空间分析等功能，为领导部门提供辅助决策；（4）通过与实时数据采集系统的集成，实现对管道流动介质的实时监控和管理；（5）通过管线安全分析方法，实现安全状况等级评定，预报事故隐患，提供应急事故处理预案，保证企业的安全生产。图2系统主要功能模块结构5建议（1）总体规划，分步实施石化企业生产资源的数字化管理是一个庞大的系统工程，它是对生产资源进行有效管理的重要手段，也为企业中长期发展战略的实施提供技术支持。因此，要很好研究和制定总体的发展规划，分期启动相关项目，减少重复投资，从根本上实现系统之间的信息交换与共享。（2）坚持以效益驱动、安全生产为原则生产资源的数字化管理是精细化管理的重要组成部分，其目的是为了提高企业的管理水平和管理效率，保证安全生产，从而提高企业的经济效益，进而塑造企业的良好形象，获得更好的社会效益。项目建设一切以企业效益、安全生产和持续发展为出发点。只有这样，生产资源的数字化管理才能体现其应有的价值。（3）系统建设与管理体制改革相结合生产资源的数字化管理并不是购买一大堆硬件或软件，再由计算机和网络去代替人工进行管理。为了充分发挥数字管理的作用，应将数字化管理与企业管理机制的改革紧密结合起来，使两者相互促进，互相支持。（4）统一生产资源编码为使企业生产资源信息在有限的范围内充分共享，企业应根据上级部门的有关规定，对生产资源制定一个统一的编码规则，使各种系统有机地集成在一起，避免数据的混乱和重复采集而造成投资上的浪费和管理上的无序，而后者是目前资源信息不能很好共享的主要障碍之一。GISBasedDigitalManagementofProductiveResourcesinPetrochemicalEnterprisesABSTRACTThispaperstudiesandanalyzesthemaincharacteristics,presentapplicationstatusanddevelopmenttrendofGIS(GeographicInformationSystem)inWorld'spetochemicalindustry,andputsforwardageneralframeworkforthedigitalmanagementofproductiveresourcesinpetrochemicalenterprises.Combinedwithsomeexamplesofdigitalmanagementofintegratedpipeline,thispaperalsodescribesthemainfunctionsofdigitalmanagementsystemofproductiveresources,andproposesseveralsuggestionsonproblemsthatmostprobablyexistedduringitsimplementation.Keywords:GeographicInformationSystem,productiveresources,digitalmanagement