海工装备模块化建造过程中的成本控制策略研究

摘要：模块化建造技术正在变成海工装备制作领域的主要发展走向。它以工厂化预制，多环节并行作业，分段总装为关键特点，给缩短制作时日、削减施工危险、改良资源调配赋予了新的技术途径。不过，分散的作业界面、跨越阶段的信息流动以及精准对接的要求，也给成本控制带来了一些难题。

关键词：模块化建造；成本控制；海工装备

海工装备模块化建造凭借高效集成而成为行业趋势。设计、制造、物流等环节的成本耦合性较强，容易因为决策失误而出现超支情况。文章联系实际状况，从成本分布特点着手，给出标准化设计、数字监控之类的策略，从而给精确控本赋予实际操作的路径。

一、海工装备模块化建造成本分布特点与风险识别

（一）设计阶段模块划分的经济性决策机制研究

模块划分策略的合理与否决定着后续各个阶段施工的组织效率以及成本构成情况。模块划分的目标并非单纯地把结构拆开，而是要在结构完整、功能独立、施工方便这三点之间寻找一种动态平衡。在海工装备项目里，各个系统之间存在着许多穿越接口和工艺交叉部分。如果模块划分不合理，就难免会增多接口数量并加大安装协调的复杂度，从而推高建造费用。想要达到成本控制的最大化，就需要经过多方案比选，针对模块大小、运输路线、接口种类等展开全方位模拟，再结合建造场地、吊装能力、物流通道实际情况来制定出最佳划分方案。项目开始的时候，可以借助计算机辅助建模工具，迅速对结构布置和功能划分实施快速迭代，从源头上缩减模块集成过程中反复投入的次数，塑造起可控的建造成本边界。

（二）制造阶段结构复杂度对工时与质量成本的耦合效应研究

海工装备通常具备耐压、具备抗腐蚀、功能丰富等特性。它的模块内部构造异常繁杂，加工精确度和工艺需求明显高于普通工程装备。部分舱段包含许多管系穿插、电缆敷设以及舾装件布置，这些高集成度的部分给制造工人技艺水平、工装夹具安排以及作业次序管控带来更大难度。倘若制造筹划环节不能对结构复杂度做出准确判断，在施工期间就会不断遭遇返工、等待和交叉干扰现象，造成单位工时成本增多和材料浪费加大。要想防止这种情况发生，就要在图纸会审阶段让专业部门联手评审那些复杂的结构构造，事先拆解出施工走向和预制节点，再按照模块装配的节奏把不同的作业面进行匹配和时序分解，最大程度提升工序衔接效率并确保资源投入更为精准。

（三）物流运输与离岸吊装的时间价值损失风险节点

模块化建造体系之下，构件间的空间转移次数明显增多，物流调度对总成本的影响逐步变大。模块运输包含内场吊装、临时堆放、驳船转运及最终对接等诸多环节，任何一个环节出现延误都会牵动整个施工节奏，引发连锁性的经济损失。就拿海况不好来说，驳船无法靠岸致使模块装船延后，这既加大了码头占用费用，又让起重设备和施工班组陷入等待之中。运输管理团队务必依照模块的重量、尺寸以及舾装密度，事先规划好吊装吊点的安排，还要同天气预警系统和港口调度平台展开联动，形成一种动态调节机制，借助模拟系统来改良模块运输路线，设定最低等待成本门槛并制订备用排布方案，从而做到运输资源的高效协同，作业效率的动态最优化。

二、海工装备模块化建造全过程成本控制策略

（一）模块族库与接口的标准化设计统一方案

标准化设计除了能提高建造效率，还能在大规模制造时减少非标成本投入。在海工装备模块建造过程中，由于模块种类繁多，工艺差别较大，所以需要建立统一的标准化模块族库，才能做到构型结构一致、接口参数一致、功能布置一致。标准化族库中应该包含不同类型的平台所具有的典型功能舱段、设备间、辅助结构模块，对常用的支撑梁、门窗单元、管路接口等构件进行统一编号和装配规范，让模块设计不再依靠个人经验，而是通过参数即可快速生成。接口标准化靠设定统一的法兰尺寸、缆线端口和舾装固定方法，缩减对接时的调整和临时加固，削减因接口不兼容造成的返工费用。通过实践验证，标准化设计可以把设计重复率降到最低，而且在结构安全得到保障的前提下，促使不同项目之间的构件复用和批量采购，从而从源头上营造起稳固的成本控制环境。

（二）数字孪生平台下多维成本动态监控体系构建

数字孪生平台凭借海工模块的虚拟镜像，把物理过程和数字模型即时对应起来，给项目管理赋予了空前的透明性和可视化根基。成本控制的实际操作里，数字孪生系统可以把材料耗费、进度状况、人工投入和质量检测结果实时融合到一起，在同一数据平台上做全方位交叉分析。系统自动发出超发材料、超工人工、设备低效的警报，事先找出成本偏移产生的节点。通过模型仿真，管理团队可以比较不同线路的施工方案成本差距，引领现场作业改良调整。大型模块建造时，这个平台能做毫米级的装配精度仿真预测，降低对接误差和返工次数。把BIM、ERP和MES系统融合起来，创建起建造—成本—财务一体化的闭环管控链条，让成本控制由被动核算变为主动预测，做到预算执行全生命周期的实时把控和数据驱动改善。

（三）资源统筹下的并行排产与柔性协同模式

模块化建造的最大优势是并行作业，但这也带来了调度的复杂度大大增加。模块施工往往在多个车间、多个工位甚至多个基地同步推进，各施工单元之间资源争夺的现象很容易导致重复出现瓶颈工序、成本失控。需要围绕设备能力、工序节拍、人员结构进行资源统筹管理，以动态数据为基础形成柔性排产，建立统一的资源调度中心，结合施工计划自动生成设备占用图和人力投入曲线，提前识别出潜在的冲突，规划出最优的调度方案。作业人员组织上打破固定班组界限，推行多技能工轮换制度，根据模块任务量变化随时调整施工重心。这种柔性协同模式既缩短了施工节点间的等待时长，又提升了人力资源产出比，给控制非产出性人工费用给予了制度根基和技术支撑。

（四）绩效闭环下的成本改进与经验复用机制

成本控制不是一次性的行为，而是一种持续改善的过程。要实现成本管理的良性循环，项目要在每个模块完工后建立成本偏差分析机制，针对计划成本与实际支出之间的差异原因展开探究，从设计、制造、运输、装配等各个角度进行分析，并以数据形式记录在项目数据库里。企业层面要搭建起成本绩效考核平台，把偏差分析结果纳入到各责任部门及作业团队的考评体系当中，促使责任下放、过程透明。在正向激励机制的作用下，项目人员可以依据实际案例自行提出降本建议，通过评审通过之后就加入到下一轮工艺优化或者设计标准更新的过程中，做到经验的再次应用以及制度的固化。

三、结束语

海工装备模块化建造的复杂性和专业性决定着成本控制的系统性与前瞻性要求。在全过程建造体系里，只有依靠标准化设计、数字孪生协同、资源统筹调度与绩效闭环管理的有机结合，才可能在符合建造精度、进度及安全标准的同时实现成本最优。将来，伴随着人工智能、大数据和工业互联网等技术在海工制造领域逐步融入，模块化建造的成本控制体系将会变得愈发智能、灵活和封闭，从而给海工产业的高品质发展增添新动力。

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