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结合埃及SU112E 项目实践浅谈境外工业项目设计管理

作者

姬泽强

中船第九设计研究院工程有限公司设计运行中心

1. 引言

船舶工业被誉为现代综合性工业之冠,具有技术含量高、劳动力和资金密集、产业链带动广泛的特点〔1〕,一个国家/地区要想工业化,优先发展船舶工业已经成为行业共识。近年来,随着我国造船实力和国际影响力的逐年增强,东南亚、中东等传统友好地区纷纷前来寻求技术合作,由此引来新一波境外造修船工程勘察设计业务小高峰,笔者手上也在跟踪两个境外工程,并有望近期获得实质性进展。

在此之际,有必要将笔者10 年前完成的埃及SU112E 项目EPC 工程的设计经验总结进行重温和回顾,并与各位从事境外工程设计管理工作的同仁共勉。

2. 项目概况

埃及亚历山大船厂位于亚历山大市区西北部,占地面积约40 公顷,改造前仅能建造2 万吨级船舶,且按照传统的散件上船台造船方式组织生产,技术落后,效率低下。2011 年我司作为总承包单位承担了该厂升级改造工程 EPC 工作,建设目标为最大建造5.7 万吨船舶,年造船能力约23 万载重吨。主要施工单位为中交第三航务工程局有限公司,另有沪东中华造船(集团)有限公司承担了信息化系统建设和造船技术培训工作。

图2.1 埃及亚历山大船厂改造项目效果图〔2

该项目为既有厂区的改扩建工程,工程内容即包括分段装焊车间、涂装车间、南船台等生产设施和空压站、污水处理站房等动能站房等新建工程16 项,还包括船体车间、机械车间、综合仓库和锅炉房等现有设施改造6项,以及信息化工程建设、造船技术和设备操作培训、设备维修等工程内容,建成后实现了真正意义上的设计、施工和造船生产全方位交钥匙。

图2.2 主要工程内容示意图

项目建成后,在该厂全套引入中国造船技术及国产造船设计管理软件,实现了我国造船技术、设计和管理软件系统走出国门;工程建设采用中国规范,开创中国规范出海该地区大国的先河,实现了我国由产品出海到规范标出海的先例;该工程全套进口中国设备及原材料,带动300 吨门式起重机、25t 门座起重机等大型非标设备和预处理生产线、立式车床、等离子切割机等千余台/套造船标准设备的出口,带动了国内相关配套产业的协同发展。

改造完成后的亚历山大船厂面貌焕然一新,成为非洲规模最大,设施最完善的船舶企业,建成了代表非洲造船工业最高水平的现代化工厂〔3〕,获得了埃及国防部及总统的高度赞赏。同时,一批技术熟练的专业工人顺利接手上岗,实现了从建设到生产的顺利衔接。

图2.3 埃及总统参加竣工验收仪式及业主接收函

3. 境外工程设计管理面临的主要挑战

尽管该工程进展顺利、成效显著,但境外工程毕竟不同于国内,规范统一、文化相亲、政局稳定、配套体系健全,与之相反,境外工程面临的主要挑战包括:

(1)设计规范与标准差异

境外工程面临的首要挑战即为规范标准问题,不同国家采用不同的设计体系(如美标、欧标、英标、俄标等),且与中国标准(GB)存在显著差异。〔4〕尽管本工程最终采用的是中国规范,但很多地方需要参考当地规范进行复核和验证,并满足咨询工程师审图要求,给设计团队带来很大挑战;近期我司遇到的境外工程多数还要求采用当地规范或欧标规范,难度是不言而喻。

(2)跨文化沟通困难

东方文明与西方欧美文明、阿拉伯文明、南亚文明有显著差异,设计团队常由中方主导,但需与当地业主、咨询公司、审批机构频繁沟通。文化差异、语言障碍、工作习惯(如生产班制、作业时间、决策流程等)、时差等常导致沟通效率极其低下甚至误解。

(3)设计审批流程漫长

境外工程通长需通过当地政府审批、第三方图审、业主咨询工程师等多重审核,流程繁琐且漫长,易导致工期延误。

(4)建设配套条件差

国内经过近40 年的高速发展,工业体系健全,配套设施完善,已经成为世界上工业体系最为健全的国家。但境外工程,尤其是欠发达地区项目,往往面临着钢材及混凝土等工程建设主材供应稀缺,缺气少电,机械加工、表面处理、污废水治理等基础工业配套条件匮乏的情况,工程设计中需要统筹解决,甚至部分工程内容建成后还需要对当地社会提供服务。

(5)政治风险高

部分国家和地区政局不稳,政府更换频繁,新一届政府往往为了吸引选票和民间支持,全盘否定上届政府相关决策,导致工程终止、建设目标及规模从头再来等现象频出; 本工程建设期间即遭遇了席卷中东地区的“阿拉伯之春”,期间埃及政府和总统历经3 次改选,万幸的是国防部牵头的部队系统未发生过激动荡,确保了工程的延续。此外工程设计还需考虑当地环保、劳工、宗教等特殊要求,否则可能面临合规风险。

4. 设计管理经验分享

SU112E 项目是我司第一个境外EPC 总承包项目,又是老厂技术改造项目,在设计过程中遇到了不少具体困难和挑战,设计管理工作经验分享如下:

(1)因地制宜,精心策划,对症下药,提升水平

亚历山大船厂建成于上世纪70 年代,受当时造船水平限制,一直以来沿用传统的部件及小分段上船台建造方式,工艺落后。

本次项目首先从造船模式和理念上进行更新改造,采用当今世界主流的区域总段造船模式对船厂工艺布局和生产流程进行统筹规划,在充分利用现有设施的基 如充分利用现有船体车间,并补充分段建造车间、分段涂装车间、总组装焊平 门式起重机等关键设施,形成分段和总段建造能力,打通从零件-部件-分段-总段到整船的完整总段造船工艺流程,改变造船模式,提升造船能力和水平。

图4.1 总体工艺流程图

从微观层面上亦是如此,如原有船体车间建筑保留,但是对车间功能和工艺流程进行改造和完善:补充钢材预处理生产线,完善车间功能;添置等离子切割机, 并对切割 按照成组技术原理进行分道,提高切割加工效率;将车间现有装焊区域改造为部件工场,形成包括原材料堆放、预处理、切割加工、部件装焊等功能完整的船体联合车间,并与后道工序顺畅衔接。

(2)前期阶段深度广泛调研,明确建设需求与标准

承接项目之初,设计团队面对一个既有船厂的改造工程,需要深度调研船厂的诉求,以明确新建、改造的工程内容,改造工程还要调研现有设施情况,如建设年代、设计规范及图纸等,仍不清楚的还需要实地测量。

为此,项目团队在设计任务正式开工之前,派遣了包含工艺、建筑、结构、水工、水、电、风、动等全部专业在内一行19 人赴现场集中调研2 周,前后另有专业小组调研多达7 批、39 人次合计约448 天,在详细了解厂区现状和改造需求的基础上,同步调研当地的人文社会风俗,收集气象水文条件、地质资料、抗震设防烈度、建材供应及近期参考工程资料等,并拜访当地咨询,了解其关注点和诉求,加强沟通,消除隔阂。

此外,部分资料现场也不尽清晰,且受限于语言文字等障碍,效果不尽理想;项目组还在国内还先后到天津水泥工业设计研究院有限公司和中交水运规划设计院有限公司等在埃及做过项目的兄弟单位调研,成效显著。(3)设计阶段做深、做细工程方案,层层技术把关,提高设计成果出手质量

EPC 项目中设计为项目运行的第一关,设计方案的优劣决定着项目的成败。

在公司领导支持下,设计成果在现有四级校审体系基础上引入总工程师方案把关和审图制度,即专业总工程师提前介入工程方案,讨论、确定并优化工程方案;设计图纸完成后专业总工程师亲自审图把关,提高出手质量,减少差错率。

初步设计阶段每个单体交付后经济专业立即开展工程量核算并出具详细投资概算,做细、做实投资概算,并与之前版本详尽对比,分析投资变化原因,严控超概。施工图完成之后的每份修改单、现场技术核定单都经过费控经理严格核算并分级审批,将费用增加量控制到最少。

(4)结合项目建设进度、埃方生产需求和院内资源情况,合理安排设计进

亚历山大船厂尽管生产负荷不高,但是一直以来持续生产;同时,2 年的建设周期对如此规模的境外项目来说也较为紧张,更需要合理安排设计进度以确保项目总体施工进度可控。

因南船台及装焊平台、分段装焊车间两个子项建设规模相对较大、施工周期较长、在关键线路上需要最先开工,而综合仓库和液氧、二氧化碳气化站等站房船厂急用,同时从平衡院内工艺、水工、土建、公用等专业工作量、加快推进设计进度角度出发,同时安排这几个单体为第一批次出图较为合适。

后续又分批完成了西码头、管子车间、涂装车间、污水处理站,空压站,以及船体车间改造、外场管网等子项的施工图设计工作。通过合理安排各专业设计负荷和工作量,基本按照每批图纸设计周期一个月的节奏共分5 批次完成设计工作,即保障了现场开工准备及施工的有序开展,又满足了船厂生产需求,同时不至于九院内部资源挤兑导致设计进度不可控。

图纸分批次交付后,针对埃方审图和反馈意见,主要专业派驻设计代表赴现场,与咨询团队和业主进行沟通,解决咨询提出的主要问题,减少对国内设计团队设计工作的干扰。

(5)设计、采购与施工严密配合

设计是采购和施工的前道工序,设计成果直接决定着后续采购和施工的进程,而采购相关设备及材料资料、施工条件直接影响着设计方案的抉择,三者在本项目中深度融合,相互作用。

如空压机、锅炉等部分站房设备采购相对延迟,由此造成施工图出具以后设备基础、配套供配电及管线等施工图设计变化较大,并引起了部分工程内容的现场返工。

同时,由于在境外施工,当地的建材规格、供应能力、施工条件等又直接影响设计方案的选择。如管子车间酸洗跨屋面方案,为避免酸洗环境对钢结构造成腐蚀进而影响建筑寿命,屋面选取了预应力混凝土单T 板的结构形式,却相对忽视了现场的施工条件,由此造成单T 板张拉期间起拱不一致、张拉过渡等一系列问题,教训深刻。

(6)加大设备调研力度,慎重选择设备供货单位,并谨慎对外提供设备技术规格和供货厂商名单近年来,国内经济社会发展迅速,设备更新换代也较快,部分设备技术参数不断改进,导致出现对方确认的技术规格在实际采购时买不到,甚至对外提供的部分设备供货厂家都不存在了。

设备供货单位应尽量选择规模较大、技术实力雄厚的单位,避免因小失大;如本项目选择的2 家起重机供货单位,一家为上海当地的权威企业, 家为江苏民营企业, 实施中遇到民营企业为了降低成本,采用了老旧的存货电机、造成设备交验时振动大 采用了较差的涂料 设备尚未验收就出现褪色等问题,最终导致大量的现场整改、并以增加备品备件等妥协方案得以验收过关, 而另外 家则做到了一次性交验通过。此外,如必须对外提供设备供货厂家,建议5 家为宜,少于3 家到具体设备采购时可能会面临选择面较小、竞争不充分、费用不可控的风险。

设备技术参数尽量选取主要技术规格的同时,要关注附件及备品备件要求,如本项目照光仪设备,设计阶段主要明确了主机技术参数并经询价确定了设备购置费用,而在实际采购中发现,该设备需要主机+附件一起方可使用,且由于附件规格较多,购置费竟然超过主机。

(7)涉外项目,社会文化背景和认知差异很大,沟通困难,达成一致意见难度大

中埃之间社会制度、文化背景、参与人员受教育和思维方式差异很大,由此导致不少意外发生,且消耗量了大量精力和成本。

如综合仓库,国内仅为普通丁戊类仓库,当时规范没有通风排烟要求,而埃方提出一定要增加通风系统;又如车间围护系统中的彩板,埃方提出全部采用岩棉夹芯板,而该项目建设地点位于北纬31°,与国内长江沿线的上海、武汉等基本同纬度,且为地中海气候,常年月平均气温在12℃至 26℃之间,无需采暖保温,设计团队对此很难理解。

此外,对于西、北码头改造,埃方提出为避免影响下部结构的安全,将码头系船柱基础的尺度和刚度尽可能降低,系船柱基础的分段只能3m 长,而不是国内常规的20m 或者25m,且减小系船柱基础和下方基础之间摩擦系数,并在码头后侧设置锚拉装置等措施;而国内加大系船柱基础则为常规做法,也经过了诸多工程实践的检验,但过程中双方甚至一度认为对方的方案近乎荒谬。

5. 国内设计企业开展境外工程业务的建议(1)加大调研力度,明确标准与需求

合同签订前一定要充分调研,以明确项目需求、采用规范标准、当地人文社会习俗、建设条件、建筑市场成熟程度等对工程方案影响较大的因素,确保建设方案可行、工程投资和建设进度可控。

(2)沟通最重要,相互尊重对方立场和切身关切,协商解决分歧〔5

对外交往中分歧和误会在所难免,秉承初心,从方案出发点、规范源头角度进行解释,经过工程实践验证的方案,一般都可取得对方理解,沟通最重要。

(3)对设计工作量和复杂程度要有充分认识

国内建设市场通过多年的磨合,已经基本形成了以建筑、机械、化工、水运等行业为代表的典型建设模式,且各行业之间设计出图模式、设计深度相差也较大。境外开展设计业务,设计阶段、出图深度等均需要具体协商,按照FIDIC 要求,还是按照当地要求,亦或者按照国内惯例均可行,但是工作量差异巨大;新近我司遇到某境外工程,方案设计阶段即要求设计成果纸质文件张数数以千计,工作量可想而知。

此外,国内设计惯用的标准图集,在国外不通行,均需要表达到设计图纸上,也会增加不少设计工作量等

(4)EPC 工程,选取一家