07-大基建系统工程与数字孪生全攻略 L-逻辑架构｜达索系统百世慧

　　序言

　　本系列文章将致力于阐述系统工程与数字孪生在大型基础设施数字化转型中的应用与实践。笔者核电人出身，故文章逻辑与案例将以核工业作为牵引，用来阐述广义上大基建行业数字化转型与传统制造业的区别，以及其价值（Why）、工作内容（What）、解决方案（How）与实施方法（How to）。

　　接前文

　　06-大基建系统工程与数字孪生全攻略 F-功能分析 | 达索系统百世慧?

　　对应的阶段与方案定位

　　

　　做什么

　　如本系列开卷第一回所述，系统工程（SE - System Engineering）是处理复杂项目的规划、研究、设计、制造、测试和运营的方法，按照正向设计的逻辑（非翻版或逆向），核电新型号等大型复杂基建项目的研发与设计工作需通过R-F-L-P的流程去实现。

　　其中逻辑架构（Logical）特指以运行系统功能为驱动的数字化分解结构。以核电站SSC为例，其定义为核电站的构筑物、系统和设备（Structures, Systems and Components）的总称，用于描述在电厂的设计、采购、施工和调试等阶段中所涉及的物理实体。SSC为描述核电站所有项的数据集成，可通过不同的导向和数据组合来投射到不同的分解结构中，有时指向对象相同只是角度不同，如：

　　PBS（Plant Breakdown Structure），包括项目、机组、设备类别、子系统、设备位号等信息

　　GBS（Geometry Breakdown Structure），包括项目、岛别（核岛、常规岛、BoP）、子项（厂房）、标高、房间等位置信息

　　

　　价值是什么

　　IAEA国际原子能机构SSG-30报告（以及TECDOC-1787补充应用报告）规定，SSC的顶层设计必须符合核安全分级来保障核安全规范，此安全报告通用于所有堆型的SSC，以及核电站全生命周期的所有阶段。

　　

　　插图引用自IAEA报告“Application of the Safety Classification of Structures, Systems and Components in Nuclear Power Plants”

　　对于AE（Architect Engineering - 设计建造一体化）理念，SSC承载着核心数据贯穿作用。根据EPRI美国电力研究协会报告，SSC对于核电站贯穿全寿期、以数据驱动的技术状态管理起到核心中枢作用。

　　

　　插图引用自EPRI报告“Elements of Pre-Operational and Operational Configuration Management for a New Nuclear Facility”

　　在整个E-P-C-S“横向贯通”过程中，SSC架构可以与WBS和OBS等进行关联映射，将覆盖面延伸到核电项目管理的每个节点，以管控进度、质量、费用、安全、变更和风险等对象。

　　其应用价值分布在原理图、三维模型、WBS编码、文档编码、变更文件编码等不同领域，板块的属性结构或交付物编码均含有部分的SSC信息；据此可建立SSC与各类属性结构、交付物的关联关系，实现以SSC为中枢，在核电项目全寿周期内项目管理者以数据驱动，快速地获取设计、采购、施工、调试和运行等各个阶段的数据或关联文档。

　　怎么做

　　基于数据的管路 / 电气 / 暖通空调系统原理图

　　通过基于模型的系统原理图展示（包含规则、审查和跟踪机制）开发和管理的工程数据，用以加快整个设计流程，同时降低成本和工作量，保障设计质量和完整性。

　　从总体原理图（PFD - Process Flow Diagram）到详细原理图（P&ID – Piping / Process & Instrumentation Diagram），涵盖所有专业：管路、电气、暖通空调等系统，以及仪器和仪表回路；保障可追溯性，与R-需求、F-功能和三维总图布局动态链接；可通过XML通用格式导入和导出；可通过电子表格编辑数据；应用商业智能规则分析方案，保障设计的质量和一致性，并确保与三维模型的同步。

　　

　　数字化共享逻辑架构，避免静态文档

　　目前系统的设计还是基于静态文档，难以应对系统设计的复杂性和动态变化。基于单一数据源的协同平台，应用逻辑架构数据模型进行标准化系统架构可以表达不同视角、综合不同观点和需求，最终建立可追溯性、传递需求分析以及变更影响分析。

　　

　　以下案例基于核电通用的PBS-系统和子系统逻辑架构，供参考：

　　层级1：

　　

　　层级2：

　　

　　层级3：

　　

　　层级4：

　　

　　层级5：

　　

　　系统设备组成及属性信息

　　

　　最终在基于单一数据模型的协同平台上实现L-逻辑架构，动态连接上游R-需求和F-功能，下游原理图、关联文档以及P-物理模型：

　　

　　

　　如何落地实施

　　如果您希望深入了解主数据模型的详细架构、节点上需要挂的数据类型、以及和业务流程如何映射等具体事宜，请留下您的联系方式与业务需求，我们的工作人员会与您取得联系，并为您提供“业务价值驱动的数字化转型咨询服务（Value Engagement）”

　　

　　关于百世慧

　　成都百世慧科技有限公司（简称百世慧）是一家新兴高科技企业，百世慧致力于向汽车、工业装备、能源与材料、生命科学、基础设施等行业提供先进的数字化产品研发软件（Catia、Simulia、Enovia等）、系统以及解决方案，为客户提供多渠道支持获取方法，全天候响应用户问题，提供现场、远程等多手段支持，保障用户应用价值。