孫永斌

（北京燕華工程建設(shè)有限公司南京分公司，南京210000）

1 引言

目前，石油化工行業(yè)已廣泛使用專業(yè)化施工管理軟件，如PDSOFT 管道軟件和Tekla Structures 鋼結(jié)構(gòu)軟件，均可滿足模塊化施工的設(shè)計功能和施工過程管理功能。未來石油化工行業(yè)滲透運用BIM 軟件是否會將整體模塊化施工提升到更深一個層次，是人們即將探索和研究的話題。

2 軟件在模塊化施工生產(chǎn)中的作用

實施模塊化施工，以裝置單元、系統(tǒng)為基礎(chǔ)，綜合考慮其獨立性、完整性和可操作性，優(yōu)先考慮大噸位設(shè)備及可配套設(shè)施的模塊化組裝；對滿足運輸條件的設(shè)備及可配套設(shè)施實現(xiàn)模塊化；對現(xiàn)場安裝工作量大的設(shè)備及可配套設(shè)施盡可能模塊化；對體積大、重量輕的設(shè)施進行散件模塊式設(shè)計和散件模塊安裝[1]。

在模塊化施工前，需對整體工藝流程進行拆分，先拆分為施工單元或者功能區(qū)域、獨立撬塊等模塊，然后單獨生成這些模塊的規(guī)格書，包括設(shè)計圖紙、材料信息、幾何信息等，最后按照模塊的規(guī)格書，完成模塊的施工工作。模塊拆分必須依賴設(shè)計軟件來完成，模塊施工依托于專業(yè)的施工過程管理軟件來管理。

3 模塊化建造方案

根據(jù)中國石化“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)化采購、模塊化施工”的工作要求，在“預(yù)制工廠化、工序流水化、管理現(xiàn)代化”實用技術(shù)推廣應(yīng)用的基礎(chǔ)上，全面進行工程建設(shè)的施工可行性研究，在符合設(shè)計要求的基礎(chǔ)上最大化形成模塊化建造、現(xiàn)場組裝的施工組織模式。把傳統(tǒng)的現(xiàn)場預(yù)制安裝改變成為模塊化制造、深度預(yù)制及現(xiàn)場安裝相結(jié)合，為工程提前施工提供條件，極大程度緩解工程項目建設(shè)高峰期的資源投入數(shù)量，縮短工程建設(shè)周期[2]。

3.1 模塊化制造總體流程

模塊化制造總體流程如圖1 所示。

圖1 模塊化制造總體流程圖

3.2 模塊化制造業(yè)務(wù)流程

模塊化制造業(yè)務(wù)流程如圖2 所示。

圖2 業(yè)務(wù)流程示意圖

4 軟件在石油化工行業(yè)模塊化施工中的應(yīng)用探索

2020 年春節(jié)，新冠肺炎疫情突如其來，在這場傳播性極強的疫情籠罩下，涌現(xiàn)出一批“逆行者”，此時中國建筑業(yè)再現(xiàn)“基建狂魔”精神，10d 時間3.39×104m2，7500 余名建設(shè)者不遺余力，全力抗疫建成武漢火神山醫(yī)院為戰(zhàn)疫斗爭奠定堅實基礎(chǔ)。正是運用了BIM+裝配式引領(lǐng)火神山項目建造新模式，采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計，最大限度地采用成熟的拼裝式工業(yè)化成品，大幅減少現(xiàn)場作業(yè)工作量，實現(xiàn)了效率最大化。

在發(fā)達國家，尤其是歐美國家，模塊化施工應(yīng)用已趨于普遍現(xiàn)象。近年來，國內(nèi)中鐵、中建、中煤、石化等大型行業(yè)已將模塊化作為最新的研究課題。模塊化施工之所以先進，主要原因是將大量的散件引入模塊作業(yè)、由局部小模塊到大模塊、由單一專業(yè)到全專業(yè)覆蓋、由單項到單元，依靠當(dāng)前先進的BIM軟件技術(shù)，逐步實現(xiàn)最大模塊化。它將傳統(tǒng)的施工理念進行優(yōu)化，極大地縮短了工期，降低了安全風(fēng)險系數(shù)，更加有力保障良好的經(jīng)濟效益。模塊化施工串聯(lián)各個部門的配合，從項目立項就得著手籌備和策劃，分別從工廠化制造、吊裝機械、道路、運輸、勞動力資源、物力、財力、信息化程度等，環(huán)環(huán)相扣。目前，在煉化工程領(lǐng)域主要應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)、工業(yè)爐、設(shè)備組焊、包設(shè)備、撬裝設(shè)備等專業(yè)。

趨于國家環(huán)保政策，越來越多的石油化工裝置生產(chǎn)線需要升級，面對激烈的市場競爭環(huán)境，在最短的時間內(nèi)建成并投入使用，從而取得經(jīng)濟效益是每一個投資者的初衷。利用先進的軟件技術(shù)，將模塊化施工在工廠預(yù)制、虛擬建造，與現(xiàn)場同步甚至提前，這樣就能保證現(xiàn)場和工廠化同時施工，各個專業(yè)之間，尤其是土建專業(yè)和安裝專業(yè)之間互不影響，待到土建交安之時，安裝專業(yè)按照事先策劃方案對裝置內(nèi)模塊化進行安裝，以節(jié)省大量時間、人力、物力，創(chuàng)造極大的經(jīng)濟效益。

縱觀石油化工建設(shè)近幾年日益盛行，項目管理中專業(yè)軟件也是層出不窮，主要專業(yè)化施工管理軟件有PDSOFT 管道軟件和Tekla Structures 鋼結(jié)構(gòu)軟件，雖然在模塊化施工的設(shè)計和施工過程管理過程中已經(jīng)起到了不可磨滅的作用，但石油化工建設(shè)專業(yè)全面，牽扯土建、鋼結(jié)構(gòu)、管道、設(shè)備、電氣儀表、腳手架工程等各個專業(yè)的交叉聯(lián)鎖，僅僅依靠各個專業(yè)軟件的支撐不能總覽整個項目建設(shè)?；贐IM 的虛擬建造技術(shù)應(yīng)用，BIM 模型從質(zhì)量管理、進度管理、安全管理、投資控制等方面模擬分析項目建設(shè)管理需求及重點。其中，在設(shè)計階段，利用BIM 技術(shù)對初步設(shè)計方案進行優(yōu)化，減少方案中的錯漏碰缺，降低施工耗損，模擬結(jié)構(gòu)構(gòu)件的吊運、安裝順序，以驗證設(shè)計方案的施工可行性，以期在施工階段的施工方案定制、進度安排、施工場地布置等方面，盡最大可能實現(xiàn)“零碰撞、零沖突、零返工”，從而大大降低施工成本，減少資源浪費與安全問題，切實指導(dǎo)施工。

5 結(jié)語

綜上所述，石油化工行業(yè)模塊化施工已經(jīng)引領(lǐng)人們走向了石化建設(shè)騰飛的前沿，模塊化建設(shè)中應(yīng)用BIM 技術(shù)，通過建立統(tǒng)一的協(xié)同標(biāo)準(zhǔn)，可以有效地協(xié)調(diào)各專業(yè)的設(shè)計方案。在此過程中，所有專業(yè)都可以統(tǒng)一于BIM 模型中，隨時了解整體的空間布置情況，從而大大減少了設(shè)計沖突等問題的可能性，同時通過模擬建造還可以及時發(fā)現(xiàn)并及時解決與專業(yè)內(nèi)其他成員或其他專業(yè)之間的沖突，給正常施工解決了疑點和難點，針對工期緊、任務(wù)重、場地狹小等狀況可以統(tǒng)全局，提高工作效率，增加經(jīng)濟效益。