張宜群，宋友良

（上海船舶工藝研究所，上海200032）

0 引言

海洋工程裝備（簡(jiǎn)稱海工裝備）主要指海洋資源開發(fā)技術(shù)裝備，包括海洋石油天然氣資源、海底礦產(chǎn)資源、海水化學(xué)資源、海洋能源和海洋生物資源開發(fā)的各種裝備和輔助裝備。目前，海洋工程裝備主要指海洋油氣資源開發(fā)裝備，屬于典型的高技術(shù)、高投資、高收益、高風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)品。隨著我國(guó)海洋油氣開發(fā)的加速發(fā)展，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)裝備的需求變得更為迫切。發(fā)展海洋工程裝備已成為當(dāng)前我國(guó)船舶工業(yè)應(yīng)對(duì)金融危機(jī)的一項(xiàng)重要舉措，也是我國(guó)船舶工業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)，是進(jìn)一步調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、提升發(fā)展空間、培養(yǎng)新經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)的戰(zhàn)略方向。

21世紀(jì)以來(lái)，船舶工業(yè)在海工裝備設(shè)計(jì)建造方面取得了一些新突破，已經(jīng)具備了一定的技術(shù)基礎(chǔ)和較強(qiáng)的制造實(shí)力，已經(jīng)進(jìn)入了快速發(fā)展階段。國(guó)內(nèi)外海工裝備的建造實(shí)踐也已證明，海工裝備的總裝建造就是最大限度地發(fā)揮企業(yè)核心資源（人力、船臺(tái)、船塢、碼頭與起吊設(shè)施）能力，充分利用社會(huì)配套資源，以提高海工裝備建造的生產(chǎn)效率、縮短建造周期、擴(kuò)大建造總量和降低建造成本。目前，我國(guó)部分骨干企業(yè)缺乏對(duì)建造方案、作業(yè)主流程等進(jìn)行系統(tǒng)研究和優(yōu)化，加上國(guó)內(nèi)海工在配套、政策等環(huán)境方面與國(guó)外存在巨大差異，因此，當(dāng)前急需建立適合我國(guó)國(guó)情的海工裝備總裝建造模式，以提高我國(guó)的整體建造水平。

1 海洋平臺(tái)與一般船舶的差別

1.1 海洋平臺(tái)與船舶的主要差別

海洋平臺(tái)如同海上工廠，一般船舶如同海上移動(dòng)倉(cāng)庫(kù)。海洋平臺(tái)需要圍繞油田設(shè)計(jì)，一般連續(xù)在海上作業(yè)20～30年以上，而且大部分無(wú)法進(jìn)塢維修。船舶用于海上運(yùn)輸，對(duì)航速、載貨等方面都有相應(yīng)的要求，如果需要可以進(jìn)塢維修。所以，海工和船舶在功能上面的不同，導(dǎo)致了產(chǎn)品對(duì)質(zhì)量、可靠性、結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)等方面存在明顯差異（見表1）。

表1 海洋平臺(tái)與船舶的主要差別

1.2 海洋平臺(tái)建造與船舶建造的主要差別和特點(diǎn)

海洋平臺(tái)在產(chǎn)品性質(zhì)、材料、結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)構(gòu)成、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)等方面與船舶相比存在較大差異，這些決定了海洋平臺(tái)的建造理念、建造方式、施工習(xí)慣與船舶相比具有明顯不同。因此，海洋平臺(tái)在設(shè)計(jì)、建造和管理各環(huán)節(jié)中，諸多方面與造船均存在著明顯差異（見表2）。

表2 海洋工程裝備建造與民用船舶建造的主要差別

續(xù)表2 海洋工程裝備建造與民用船舶建造的主要差別

2 構(gòu)建海洋平臺(tái)總裝建造模式

2.1 海洋平臺(tái)總裝建造模式內(nèi)涵

（1）構(gòu)建海洋平臺(tái)總裝建造模式構(gòu)思

首先分析國(guó)內(nèi)外半潛式鉆井平臺(tái)、自升式鉆井平臺(tái)和FPSO建造特點(diǎn)；然后運(yùn)用并行工程理念，根據(jù)海洋平臺(tái)建造項(xiàng)目總包、產(chǎn)品性化、高質(zhì)量和高可靠性等特點(diǎn)，在對(duì)比分析國(guó)內(nèi)外海洋平臺(tái)建造方式的基礎(chǔ)上，將并行工程理念、模塊化建造思想、陸上模塊調(diào)試技術(shù)（調(diào)試前移）、三維設(shè)計(jì)自動(dòng)更新軟件開發(fā)等應(yīng)用在GM4000半潛式鉆井平臺(tái)、SuperM2自升式鉆井平臺(tái)、Sevan650圓筒型半潛式平臺(tái)的建造實(shí)踐中，取得了較好的效果，最后將經(jīng)驗(yàn)總結(jié)提煉，最終形成了海洋平臺(tái)總裝建造模式內(nèi)涵。

（2）典型海洋平臺(tái)總裝建造模式內(nèi)涵

以模塊化設(shè)計(jì)建造為導(dǎo)向，按總段和功能模塊進(jìn)行工程分解和組織生產(chǎn)，使結(jié)構(gòu)制造、舾裝、涂裝、模塊（預(yù)）調(diào)試等作業(yè)并行、有序、可控；以項(xiàng)目管理為手段，采用過(guò)程控制，全面應(yīng)用信息化技術(shù)，使設(shè)計(jì)（包括修改）、采購(gòu)、納期、生產(chǎn)等各環(huán)節(jié)高度集成，最終實(shí)現(xiàn)健康、安全、環(huán)保、高效的總裝建造。

（3）模式應(yīng)用的相關(guān)說(shuō)明

適用范圍：該模式主要適用于半潛式鉆井平臺(tái)、自升式平臺(tái)、浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置（FPSO）等典型海工裝備，對(duì)其他技術(shù)復(fù)雜度和難度相對(duì)較低的海工裝備的建造，同樣具有參考價(jià)值和指導(dǎo)意義。

應(yīng)用前提條件：以項(xiàng)目總承包為前提，總裝建造為主線，項(xiàng)目管理為手段。

2.2 目標(biāo)模式的基礎(chǔ)理論

并行工程（Concurrent Engineering，CE）也稱同步工程（Simultaneous Engineering）或生命周期工程（Lifecycle Engineering），根據(jù)美國(guó)防御分析研究所的定義：“并行工程是集成、并行的設(shè)計(jì)產(chǎn)品及相關(guān)過(guò)程（包括制造過(guò)程和支持過(guò)程）的系統(tǒng)方法”。并行工程強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝過(guò)程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備、采購(gòu)、生產(chǎn)等活動(dòng)進(jìn)行交叉進(jìn)行。交叉的方式可以是按部件并行交叉（即將一個(gè)產(chǎn)品分成若干個(gè)部件，使各部件能并行交叉進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)），也可以是針對(duì)單個(gè)部件的工藝過(guò)程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備、采購(gòu)、生產(chǎn)等各種活動(dòng)的并行交叉，企業(yè)對(duì)每一個(gè)產(chǎn)品都有一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)目標(biāo)的合理定位，并行工程應(yīng)該圍繞這個(gè)目標(biāo)來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品的開發(fā)活動(dòng)。由于追求的是整體優(yōu)化和全局目標(biāo)，而非每個(gè)部門的工作最優(yōu)，所以對(duì)工作的評(píng)價(jià)也是根據(jù)整體優(yōu)化結(jié)果來(lái)評(píng)價(jià)的。

2.3 目標(biāo)模式的基本特征

海洋工程裝備具有高風(fēng)險(xiǎn)、高技術(shù)、高投入、高附加值等特點(diǎn)，海洋平臺(tái)總裝建造模式應(yīng)具備以下基本特征：

（1）模塊化設(shè)計(jì)建造：海洋平臺(tái)系統(tǒng)復(fù)雜，隨著技術(shù)進(jìn)步，逐步將獨(dú)立功能從系統(tǒng)中分離，形成若干大小模塊，實(shí)現(xiàn)模塊的組裝、移運(yùn)、總裝和調(diào)試。

（2）交叉并行建造：在整個(gè)建造過(guò)程中圍繞總段和模塊，是各建造階段的結(jié)構(gòu)制造、舾裝、涂裝、模塊（預(yù)）調(diào)試等作業(yè)并行，生產(chǎn)設(shè)計(jì)、采購(gòu)、納期、生產(chǎn)等各環(huán)節(jié)交叉并行。

（3）項(xiàng)目管理；采用項(xiàng)目經(jīng)理制，項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)計(jì)劃、生產(chǎn)，對(duì)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行全過(guò)程控制，保證項(xiàng)目進(jìn)度、質(zhì)量、安全以及建造目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

（4）過(guò)程控制：包括過(guò)程文件、計(jì)劃控制、質(zhì)量控制、HSE（健康、安全、環(huán)境）控制、風(fēng)險(xiǎn)控制等方面。

（5）全面應(yīng)用信息化技術(shù)：信息技術(shù)與制造技術(shù)高度融合，建立完整的PDM／EPR／工時(shí)／物量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)CIMS軟件、設(shè)計(jì)自動(dòng)更新軟件等，實(shí)現(xiàn)邊設(shè)計(jì)、邊修改、邊建造的要求和目標(biāo)。

2.4 目標(biāo)模式的基本標(biāo)志

（1）生產(chǎn)設(shè)計(jì)：詳細(xì)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)設(shè)計(jì)交叉融合；詳細(xì)設(shè)計(jì)為生產(chǎn)設(shè)計(jì)三維建模提供依據(jù)，三維生產(chǎn)設(shè)計(jì)為詳細(xì)設(shè)計(jì)提供驗(yàn)證，降低設(shè)計(jì)差錯(cuò)與修改。生產(chǎn)設(shè)計(jì)按區(qū)域／托盤設(shè)計(jì)，按區(qū)域／階段／類型出圖，圖面工藝／物量基礎(chǔ)信息完整，按系統(tǒng)生成調(diào)試文件。

（2）總裝建造：充分利用國(guó)際國(guó)內(nèi)資源，合理確定總裝深度，實(shí)現(xiàn)主體／模塊并行建造，殼、舾、涂、調(diào)協(xié)調(diào)有序，建造過(guò)程均衡、可控、高效，逐步達(dá)到總段巨型化、模塊集成化、建造總裝化。

（3）工程管理：實(shí)行項(xiàng)目制管理，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、進(jìn)度、物資、質(zhì)量、安全、成本以及溝通協(xié)調(diào)等集成管理和控制，具有拉動(dòng)式工程計(jì)劃管理體系、完整的工時(shí)／物量統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)、成本控制系統(tǒng)和質(zhì)量安全管理體系等。

（4）作業(yè)流程：總裝作業(yè)主流程、工序流程清晰順暢，無(wú)迂回，實(shí)現(xiàn)各總段／模塊完整性制造、安裝、調(diào)試以及總裝（可利用平地、船塢）搭載合攏。

（5）生產(chǎn)組織體制：機(jī)構(gòu)設(shè)置扁平化、精簡(jiǎn)高效；充分體現(xiàn)崗位復(fù)合技能；能適應(yīng)總裝建造和一體化綜合管理。

（6）信息集成化：有完整的PDM／EPR／工時(shí)／物量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)；CIMS信息集成系統(tǒng)能有效運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)比海洋平臺(tái)和一般民用船舶，在現(xiàn)代造船模式理論的基礎(chǔ)上，提出了典型海洋平臺(tái)總裝建造模式，得到如下結(jié)論：

（1）海洋平臺(tái)與一般民用船舶主要區(qū)別在于用途不同，海工裝備屬于單件個(gè)性化產(chǎn)品，船舶屬于小批量產(chǎn)品，因此在主尺度、系統(tǒng)復(fù)雜程度、建造材料、建造規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)、管理方式等明顯不同。因此，不能完全應(yīng)用現(xiàn)代造船模式理論指導(dǎo)海工裝備建造。

（2）提出的海工裝備總裝建造模式可直接應(yīng)用于半潛式鉆井平臺(tái)、自升式鉆井平臺(tái)和浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置，對(duì)于其他技術(shù)復(fù)雜度和難度相對(duì)較低的海工裝備的建造，同樣具有參考價(jià)值和指導(dǎo)意義。

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