劉東亮，張宏達(dá)，劉作威

（中鐵隧道局集團(tuán)有限公司，廣東 廣州 511458）

隨著高速鐵路、城市軌道交通和地下綜合管廊等基建投資規(guī)模持續(xù)增長，盾構(gòu)工程市場參與主體逐年遞增，因此，施工企業(yè)如何在現(xiàn)有施工設(shè)備資產(chǎn)規(guī)?；A(chǔ)上，深入實(shí)施盾構(gòu)全生命周期管理，從設(shè)備資產(chǎn)整體規(guī)劃統(tǒng)籌考慮，注重風(fēng)險(xiǎn)、質(zhì)量和效益的管控，全面提升施工設(shè)備資產(chǎn)管理水平和核心競爭力，更好地適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)運(yùn)行法則具有很強(qiáng)的緊迫性。

1 盾構(gòu)全生命周期管理背景

1.1 提高效率，降低成本的客觀需要

盾構(gòu)在使用管理中存在的問題：制造周期長，單臺價(jià)值高，投入回收周期長；使用年限長，資產(chǎn)管理跨度大；地質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，設(shè)計(jì)制造風(fēng)險(xiǎn)高；規(guī)格型號多，閑置風(fēng)險(xiǎn)高等。

因此，需要從設(shè)備資產(chǎn)管理全過程、全費(fèi)用視角出發(fā)，統(tǒng)籌考慮盾構(gòu)在規(guī)劃、選型、設(shè)計(jì)、采購、制造、使用、維護(hù)、再制造直至報(bào)廢各環(huán)節(jié)的管理和技術(shù)要求，將施工設(shè)備采購、建設(shè)、資產(chǎn)運(yùn)營使用以及故障成本、報(bào)廢成本等全生命周期成本統(tǒng)一納入綜合考量，這對于實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)資源保值增值，規(guī)避設(shè)備閑置、降低設(shè)備全生命周期成本，提升設(shè)備利用率具有非常重要的意義。

1.2 現(xiàn)代信息技術(shù)與設(shè)備資產(chǎn)管理融合的需要

大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新興技術(shù)蓬勃發(fā)展，為推進(jìn)現(xiàn)代信息技術(shù)與設(shè)備資產(chǎn)管理的高效集成融合發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。資產(chǎn)全壽命周期管理作為一種先進(jìn)的管理理念，統(tǒng)籌考慮設(shè)備可靠性和資產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性，在實(shí)物資產(chǎn)管理方面具有的突出優(yōu)勢，已被國內(nèi)外越來越多的資產(chǎn)密集型企業(yè)關(guān)注與踐行。當(dāng)前國內(nèi)施工企業(yè)在盾構(gòu)實(shí)時(shí)狀態(tài)管控以及使用維護(hù)管理等方面，如何創(chuàng)新利用大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)，推動(dòng)資產(chǎn)管理模式創(chuàng)新，促進(jìn)現(xiàn)代信息技術(shù)與設(shè)備選型、采購監(jiān)造、狀態(tài)檢測、運(yùn)維檢修等資產(chǎn)管理關(guān)鍵環(huán)節(jié)的深度融合，充分發(fā)揮新興技術(shù)的優(yōu)勢，對于提升盾構(gòu)管理水平，提升企業(yè)管理效率效益具有十分重要意義。

2 盾構(gòu)全生命周期管理內(nèi)涵

當(dāng)前，現(xiàn)代企業(yè)資產(chǎn)管理對象已經(jīng)由設(shè)備層面上升到整體資產(chǎn)層面。與傳統(tǒng)設(shè)備管理相比，管理目的、手段、管理重點(diǎn)均不同（表1）。盾構(gòu)全生命周期管理，涵蓋了資產(chǎn)管理和設(shè)備管理兩方面內(nèi)容，包含資產(chǎn)和設(shè)備管理的全過程，既包括設(shè)備管理，也滲透著其全壽命周期價(jià)值變動(dòng)過程。實(shí)施盾構(gòu)全生命周期管理，旨在通過對資產(chǎn)選型、采購、監(jiān)造、使用維護(hù)、退役處置進(jìn)行統(tǒng)籌優(yōu)化，將近期需求和未來發(fā)展需要進(jìn)行統(tǒng)籌考慮，同時(shí)綜合考慮資產(chǎn)不同環(huán)節(jié)的關(guān)聯(lián)性，盾構(gòu)壽命全過程管理的協(xié)同性，加強(qiáng)資產(chǎn)管理的整體性、全局性、系統(tǒng)性，發(fā)揮資產(chǎn)的整體最大價(jià)值，促進(jìn)企業(yè)運(yùn)營管理整體效率效益的提升。

表1 日常管理與全生命周期管理區(qū)別

根據(jù)盾構(gòu)的裝備構(gòu)成特點(diǎn)和施工特性，盾構(gòu)全壽命周期分為3 個(gè)階段：①設(shè)備決策與形成階段：設(shè)備從規(guī)劃、選型、設(shè)計(jì)、制造、監(jiān)造，調(diào)試和試運(yùn)行，驗(yàn)收，直至交付使用的過程；②設(shè)備使用與維護(hù)階段：設(shè)備從交付使用、維護(hù)、修理；③改造和再制造、調(diào)撥、調(diào)整，直至報(bào)廢的過程。

2.1 建立盾構(gòu)大數(shù)據(jù)管控平臺

著眼于加強(qiáng)盾構(gòu)全過程實(shí)時(shí)在線閉環(huán)管理，提高盾構(gòu)全生命周期管理精益化水平，通過建立大數(shù)據(jù)管控系統(tǒng)，推動(dòng)各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)信息融合共享，持續(xù)優(yōu)化盾構(gòu)管理業(yè)務(wù)流程，實(shí)現(xiàn)全生命周期管理的科學(xué)化、信息集成化及業(yè)務(wù)的基本統(tǒng)一。對設(shè)備各階段關(guān)鍵參數(shù)和施工環(huán)境參數(shù)進(jìn)行專業(yè)化處理分析，利用“深加工”實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)“增值”，不斷加強(qiáng)對盾構(gòu)的狀態(tài)控制、進(jìn)度控制、成本控制，強(qiáng)化企業(yè)業(yè)務(wù)管理的監(jiān)控職能，降低盾構(gòu)管理風(fēng)險(xiǎn)和成本，為企業(yè)經(jīng)營發(fā)展提供堅(jiān)強(qiáng)的決策支撐。

1）科學(xué)建立大數(shù)據(jù)系統(tǒng)架構(gòu) 利用盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室牽頭搭建“智慧盾構(gòu)大數(shù)據(jù)平臺”。大數(shù)據(jù)系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)預(yù)處理層、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與計(jì)算層、數(shù)據(jù)分析層、能力層及應(yīng)用層組成，基本架構(gòu)如圖1 所示。

圖1 大數(shù)據(jù)基本架構(gòu)示意圖

2）建立涵蓋全流程的大數(shù)據(jù)平臺功能模塊大數(shù)據(jù)系統(tǒng)智能化管理系統(tǒng)包含6 個(gè)功能模塊（圖2）：盾構(gòu)選型設(shè)計(jì)、制造（再）、盾構(gòu)采購調(diào)撥、施工運(yùn)行管理、維修保養(yǎng)管理、盾構(gòu)報(bào)廢管理。其中，盾構(gòu)選型設(shè)計(jì)模塊，旨在根據(jù)地層滲透系數(shù)、地層顆粒級配、地下水壓等因素進(jìn)行科學(xué)選型。制造（再）模塊，主要包括制造（再）臺賬、關(guān)鍵部件改造清單，進(jìn)度成本管理、驗(yàn)收管理等內(nèi)容。采購調(diào)撥模塊，主要包括調(diào)撥管理、采購計(jì)劃管理，招標(biāo)管理，評標(biāo)專家?guī)旃芾?、合同管理等?nèi)容，提升設(shè)備利用率。施工運(yùn)行管理模塊，用來對施工過程進(jìn)行全程跟蹤，將設(shè)備施工中的感知設(shè)備信息實(shí)時(shí)采集，對相關(guān)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳，利用平臺進(jìn)行輔助決策、統(tǒng)計(jì)分析和風(fēng)險(xiǎn)管控等，主要包含設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和管控、進(jìn)度管理、質(zhì)量管理、工序分析等內(nèi)容。維修保養(yǎng)模塊，主要包括故障庫維護(hù)、刀具管理、日常保養(yǎng)、預(yù)測性維護(hù)、備件庫管理等內(nèi)容。盾構(gòu)報(bào)廢模塊，主要包括報(bào)廢計(jì)劃、設(shè)備及管件部件狀態(tài)評估，設(shè)備殘值登記等內(nèi)容。

圖2 系統(tǒng)化功能架構(gòu)示意圖

3）深化盾構(gòu)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用 重點(diǎn)在前期管理、運(yùn)行維修和輪換報(bào)廢等階段進(jìn)行基于大數(shù)據(jù)的深度挖掘分析，提高設(shè)備全生命周期的整體利用效率。例如，在前期管理階段，大數(shù)據(jù)系統(tǒng)利用所存儲(chǔ)的大量盾構(gòu)的施工數(shù)據(jù)，選擇相似地質(zhì)、類似案例施工情況的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，為盾構(gòu)的運(yùn)輸、安裝、始發(fā)施工決策規(guī)劃提供指導(dǎo)；通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析，為盾構(gòu)的類型選擇提供支持；在運(yùn)行階段，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控盾構(gòu)運(yùn)行狀態(tài)和關(guān)鍵參數(shù)，保證設(shè)備在運(yùn)行階段的穩(wěn)定性，有效減少事故的發(fā)生率，節(jié)約成本。在輪換報(bào)廢階段，通過大數(shù)據(jù)系統(tǒng)衡量盾構(gòu)的狀況，對再制造的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行提前預(yù)測，準(zhǔn)確判斷設(shè)備及其零部件的可再制造性，輔助做出科學(xué)正確的決策。通過對施工運(yùn)行狀態(tài)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)管理，能夠有效滿足多層級管理部門業(yè)務(wù)需求，不斷增強(qiáng)防范風(fēng)險(xiǎn)能力。

2.2 強(qiáng)化盾構(gòu)選型、采購與監(jiān)造管理

1）因地制宜開展盾構(gòu)選型。盾構(gòu)采用“量體裁衣”式的設(shè)計(jì)理念，類型、工作模式、關(guān)鍵參數(shù)的選取與工程地質(zhì)條件息息相關(guān)。在每次選型前廣泛召開專家研討會(huì)，匯集眾智，共同研究復(fù)雜地質(zhì)情況下的盾構(gòu)機(jī)選型。同時(shí)，注重與各盾構(gòu)廠家進(jìn)行技術(shù)交流，邀請類似項(xiàng)目、類似設(shè)備有經(jīng)驗(yàn)技術(shù)人員廣泛充分討論。在盾構(gòu)選型時(shí)，還需要解決理論合理性與實(shí)際可能性之間的矛盾，同時(shí)充分考慮環(huán)保、地質(zhì)和安全等因素。特別是在河湖等水體下、在密集的建筑物或構(gòu)筑物下及上軟下硬的地層中等特殊環(huán)境施工時(shí)，施工過程的安全性是盾構(gòu)選型時(shí)著重考慮的重要原則（圖3）。

圖3 選型操作流程示意圖

2）強(qiáng)化盾構(gòu)采購全過程管控。采購管理是盾構(gòu)全壽命周期管理中的先決部分，設(shè)備采購質(zhì)量對設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行和優(yōu)化運(yùn)維檢修成本極為關(guān)鍵，決定了盾構(gòu)后續(xù)使用和管理的優(yōu)劣。嚴(yán)格把好“計(jì)劃需求-招標(biāo)采購-市場調(diào)研-合同管理-過程監(jiān)理-驗(yàn)收發(fā)貨”每個(gè)關(guān)口，規(guī)范履行盾構(gòu)采購招標(biāo)程序，加強(qiáng)盾構(gòu)采購合同執(zhí)行，對重點(diǎn)項(xiàng)目的大型盾構(gòu)采購、整修（改造）、再制造實(shí)行第三方設(shè)備監(jiān)理制度，夯實(shí)設(shè)備安全物質(zhì)基礎(chǔ)。

3）在編制計(jì)劃需求方面做好適應(yīng)性分析，確保盾構(gòu)自身性能參數(shù)、設(shè)備功能適應(yīng)項(xiàng)目工況，滿足施工組織計(jì)劃進(jìn)度。做好經(jīng)濟(jì)性分析，確保設(shè)備全生命周期內(nèi)的使用價(jià)值、延伸價(jià)值及剩余價(jià)值將大于當(dāng)前采購價(jià)值，為采購經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性、性價(jià)比等綜合優(yōu)勢較高的設(shè)備提供可靠依據(jù)。

2.3 加強(qiáng)盾構(gòu)使用與維護(hù)管理

1）建立盾構(gòu)動(dòng)態(tài)管理臺賬，每月更新，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置。強(qiáng)化招標(biāo)使用管理，盾構(gòu)參與投標(biāo)的項(xiàng)目，投標(biāo)前對盾構(gòu)適應(yīng)性進(jìn)行初步分析，對不能滿足施工要求的設(shè)備，在項(xiàng)目評審和成本分析中充分考慮整修和改造費(fèi)用，以滿足中標(biāo)后實(shí)施設(shè)備整修和改造。當(dāng)設(shè)備掘進(jìn)里程達(dá)到再制造條件時(shí)，通過再制造，保證設(shè)備機(jī)況。

2）深入開展盾構(gòu)狀態(tài)智能監(jiān)測和評估（圖4）。明確盾構(gòu)狀態(tài)監(jiān)測內(nèi)容和周期，建立嚴(yán)格的檢測程序、設(shè)備檢測管理體系和質(zhì)量管理體系，對檢測數(shù)據(jù)和評估報(bào)告進(jìn)行信息化管理。同時(shí)，著眼于推動(dòng)異常問題閉環(huán)反饋處理，建立狀態(tài)監(jiān)測異常及評估問題反饋處理渠道，確保各級設(shè)備監(jiān)測體系發(fā)現(xiàn)的設(shè)備問題能夠及時(shí)暢通的反饋到設(shè)備管理部門，以便立即處理。推廣設(shè)備狀態(tài)智能在線檢測，充分利用5G 信息化手段，開展設(shè)備智能檢測。智能在線監(jiān)測系統(tǒng)主要分為狀態(tài)監(jiān)測模塊、油液檢測模塊和PLC 數(shù)據(jù)讀取模塊。通過智能在線檢測的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集連續(xù)性，為遠(yuǎn)程專家診斷提供有效保障。

圖4 盾構(gòu)在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)示意圖

3）強(qiáng)化盾構(gòu)保養(yǎng)與維修管理。堅(jiān)持“養(yǎng)修并重，預(yù)防為主”，使用前檢查機(jī)況、使用中跟蹤運(yùn)轉(zhuǎn)、使用后維護(hù)清潔。加強(qiáng)專項(xiàng)方案、技術(shù)交底管理。項(xiàng)目建立專項(xiàng)方案臺賬，包括盾構(gòu)裝拆方案、調(diào)試方案、步進(jìn)、脫困方案、始發(fā)到達(dá)方和負(fù)環(huán)安拆等方案及相應(yīng)的技術(shù)交底等。

2.4 創(chuàng)新盾構(gòu)再制造管理

設(shè)備再制造是以裝備全生命周期理論為指導(dǎo)，基于既有盾構(gòu)資源循環(huán)利用的制造模式，運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)中先進(jìn)的新材料、新工藝、新技術(shù)對老化盾構(gòu)進(jìn)行修復(fù)和改造的一系列技術(shù)措施或工程活動(dòng)。設(shè)備再制造后能夠?qū)崿F(xiàn)盾構(gòu)質(zhì)量、安全、性能、環(huán)保等各項(xiàng)整體指標(biāo)不低于原型新機(jī)，促進(jìn)設(shè)備資源循環(huán)、綠色利用。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開展對盾構(gòu)歷史使用情況和故障統(tǒng)計(jì)的大數(shù)據(jù)分析，有助于推動(dòng)盾構(gòu)技術(shù)更新發(fā)展，特別是設(shè)備地質(zhì)適應(yīng)性配套技術(shù)的持續(xù)演進(jìn)。

2.5 規(guī)范盾構(gòu)報(bào)廢管理

設(shè)備退役報(bào)廢處置處于資產(chǎn)管理的末端，主要包括技術(shù)鑒定評估、處置方案研判和退役處置過程等業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)。目前，資產(chǎn)退役處置是眾多企業(yè)資產(chǎn)管理的薄弱環(huán)節(jié)，退役設(shè)備技術(shù)鑒定缺乏科學(xué)、客觀、量化的統(tǒng)一判別依據(jù)，退役設(shè)備再利用率普遍較低。在滿足安全、環(huán)保、技術(shù)等約束條件下，創(chuàng)新應(yīng)用設(shè)備技術(shù)狀態(tài)的評價(jià)結(jié)果及殘值量化評價(jià)方法，統(tǒng)一設(shè)備退役技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性鑒定標(biāo)準(zhǔn)和流程，為“設(shè)備是否再利用、再利用的適用條件”提供決策支撐，科學(xué)確定退役資產(chǎn)處置方式。

3 盾構(gòu)全生命周期管理實(shí)施效果

經(jīng)過多年大量實(shí)踐和反復(fù)摸索，中鐵隧道局集團(tuán)已形成了完善的盾構(gòu)管、用、養(yǎng)、修機(jī)制。近年來，通過積極推進(jìn)盾構(gòu)全生命周期管理工作，取得了良好效果，在保證盾構(gòu)制造質(zhì)量和施工正常運(yùn)行的同時(shí)，有效滿足了盾構(gòu)周轉(zhuǎn)使用需求。圍繞安全、效能、成本等綜合目標(biāo)最優(yōu)，在盾構(gòu)選型、采購與監(jiān)造管理等前段環(huán)節(jié)，統(tǒng)籌考慮后期運(yùn)維檢修、退役處置等工作需要，優(yōu)化設(shè)備投資利用決策，提升建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)維檢修、設(shè)備再制造以及報(bào)廢環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)向采購、監(jiān)理部門反饋，促進(jìn)各環(huán)節(jié)業(yè)務(wù)提升，有效降低資產(chǎn)壽命周期成本?；诖髷?shù)據(jù)的盾構(gòu)全生命周期管理，全面系統(tǒng)統(tǒng)籌了設(shè)備管理環(huán)節(jié)中重點(diǎn)難點(diǎn)問題，有效解決了工作推進(jìn)中存在的實(shí)際問題。

盾構(gòu)全生命周期管理具有較強(qiáng)的擴(kuò)展性與示范性，其方法具有通用性，可復(fù)制性強(qiáng)，不僅適用于盾構(gòu)管理，同時(shí)也適用于其他常規(guī)設(shè)備全生命周期管理，尤其對于鑿巖臺車、混凝土濕噴機(jī)組、雙輪銑、旋挖鉆機(jī)、多功能鉆機(jī)、懸臂掘進(jìn)機(jī)、提運(yùn)架設(shè)備、移動(dòng)模架造橋機(jī)等大型專用設(shè)備，具有良好的示范推廣應(yīng)用價(jià)值，管理理念與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)在操作層面能夠落地實(shí)施，能夠?yàn)槠渌笮脱b備企業(yè)妥善解決設(shè)備資產(chǎn)管理難題提供有益的參考借鑒。O