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系统性思维与数字化方法在石化工程建设管理中的应用李国清2014年4月23日汇报内容（一）系统性思维是实现工程项目集成优化的必然要求（二）标准化运作是提高效益和质量的重要方法（三）数字化交付是石化工程建设的新趋势一、系统性思维是实现工程项目集成优化的必然要求41、石化工程建设项目的特点石化工业是过程工业，具有资源、资金和技术密集，产业关联度高，经济总量大等特点，是国民经济的支柱产业，为社会经济发展提供交通运输燃料、基本有机原料与衍生物、以及三大合成材料等石化产品，广泛应用于国民经济、人民生活、国防建设等各个领域。我国石化工业已建成有较强实力、配套完整的现代工业体系，先后建成了17个千万吨级炼油、6个百万吨级乙烯生产基地，形成长三角、珠三角、环渤海湾三个大型炼化一体化企业集群以及沿长江炼化产业带。5长三角、珠三角、环渤海湾型炼化一体化企业集群及沿长江炼化产业带分布图环渤海湾大型炼化一体化企业集群长三角大型炼化一体化企业集群珠三角大型炼化一体化企业集群沿长江大型炼化产业带1、石化工程建设项目的特点6石化工程的主要任务是炼油及石化工厂、装置以及相关配套设施的建设。改革开放以来，我国石化工程建设取得了举世瞩目的业绩，完成了1000多项国家级石化重点工程项目的建设，“十五”以来，先后建成了茂名石化、上海石化、扬子石化、镇海炼化、燕山石化、大庆石化、独山子炼化、福建炼化、天津炼化、武汉石化等一大批千万吨级炼厂和百万吨级乙烯工程等石化重点工程项目。1、石化工程建设项目的特点7石化工程项目具有技术复杂、涉及专业多、关联范围广、集成程度高、工程投资大、建造周期长和质量安全环保要求高等特点，是一个复杂的系统工程。项目管理是一项复杂的系统性工作，系统工程的理念贯穿项目管理的全过程。随着国民经济和技术的发展，现代石化工程建设项目规模越来越大，专业交叉的跨度增大，工程内容、功能日趋复杂，质量、技术、经济、环保、安全要求不断提高，工程项目的管理模式与实施方式不断发展。1、石化工程建设项目的特点82、石化工程建设的阶段划分与主要过程石化工程建设过程通常包括前期工作、项目定义、项目实施、试运行及竣工验收、后评价5个阶段和55个子过程，各子过程之间存在复杂的界面关系，并与外部环境有众多接口。在建设管理过程中，必须应用系统性思维，统筹协调，认真做好每个子过程的每项工作并正确处理好界面和接口关系，力求工程项目全生命周期的最优化。9前期工作阶段项目定义阶段项目实施阶段试运行及竣工验收阶段项目后评估阶段①区域/行业规划②投资机会研究③厂址选择④市场研究⑤方案研究⑥资金筹措⑦可行性研究⑧环评、节能及社会风险评估……共13个子过程①工艺包设计②总体设计③地质勘探④基础工程设计⑤关键长周期设备订货⑥可施工性研究⑦四通一平⑧确定监理和工程承包商……共16个子过程①详细工程设计②工程采购③地基处理④土建工程⑤安装工程⑥生产准备⑦单机试运⑧工程中间交接……共12个子过程①联动试车②消防、职业卫生、劳动安全及环保验收③投料试车④生产考核⑤交工验收⑥竣工决算⑦竣工验收……共12个子过程①自评价②独立评价共2个子过程2、石化工程建设的阶段划分与主要过程10石化建设项目的复杂性，要求我们采取相应的管理模式和实施方式。在实践中，有多种管理模式和实施方式，每种类型模式和实施方式都有其优势和相应的局限性，适用于不同类型的建设项目。业主可根据项目特点和自身的实际情况选择合适的管理模式和实施方式。3、项目管理模式和实施方式11项目管理模式石化工程建设项目的管理模式主要有三种：①业主自营管理模式中国传统的管理模式，如天津、镇海乙烯工程②管理承包商管理模式（PMC）国外通用的管理模式，如惠州CSPC、南京IPS项目③一体化项目管理模式（IPMT）中国石化创新的管理模式，上海赛科项目首次探索12项目实施方式石化工程建设项目的实施方式主要有八种：①交钥匙工程总承包（LSTK）②设计、采购、施工总承包（EPC）③设计、采购、施工管理承包+施工承包（EPCm+C）④设计、采购、施工监理承包+施工承包（EPCs+C）⑤设计、采购承包和施工咨询+施工承包（EPCa+C）⑥设计、采购承包+施工承包（EP+C）⑦设计承包+采购、施工承包（E+PC）⑧设计承包+采购承包+施工承包（E+P+C）13项目管理模式与实施方式的组合管理模式与实施方式的组合有多种，常见的有：①业主自营管理＋“E+P+C”②业主自营管理＋“EPC”③PMC＋“E+P+C”④PMC＋EPC⑤IPMT＋“E+P+C”⑥IPMT＋EPC选择管理模式和实施方式主要应考虑的因素：项目的规模和复杂性业主方人员数量与能力是否能获得所需要的项目管理公司和工程总承包商二、标准化运作是提高效益和质量的重要方法工程项目的标准化运作包涵两个方面，一是标准化，二是模块化。公司技术委员会技术部质量安全标准部标准化标准化设计标准化采购标准化施工工法和工序标准化EPC1、标准化公司技术委员会技术部质量安全标准部第三层次标准化设计第一层次项目建设管理平台第二层次标准体系第一层次：项目编码、项目工作包编码、工程材料编码、工程材料等级数据库以及工程建设标准化数据库等。第二层次：覆盖21个设计专业工程技术标准，共计212项目《中国石化炼化工程建设标准》。第三层次：覆盖油气田、炼化、销售等上中下游各板块的装置及系统等12个大项、137类装置及系统的标准化设计工作。中国石化标准化设计目标体系（1）标准化设计公司技术委员会技术部质量安全标准部标准化设计类别统计序号大项类别数量1炼油装置172化工装置353公用工程74储存设施95油气田地面建设386大型气田地面工程37油气田配套工程88原油长输管道59成品油长输管道510天然气储存211输气管道612非安装设备购置2合计137公司技术委员会技术部质量安全标准部标准化设计第一级重复利用标准图表、标准模型、工程数据库第二级标准化应用固化到工艺包设计深度及长周期设备规格；固化到基础设计深度及主要设备、大宗材料规格；固化到详细设计深度及所有设备、大宗材料规格整个装置的标准化某个单元的标准化某个分区的标准化公司技术委员会技术部质量安全标准部与供货商建立战略伙伴关系，形成长期稳定的供应链。中国石化标准化采购的总体要求是：统一设计标准，统一设备选型、统一操作手册、统一备品配件。中国石化建立了物资采购标准体系。（2）标准化采购公司技术委员会技术部质量安全标准部物资采购标准体系物资采购流程标准物资采购文件标准物资采购技术标准物资采购标准体系框架公司技术委员会技术部质量安全标准部物资采购技术标准体系的层次结构：第一层：标准体系顶层第二层：8个专业类别：机械设备（A）、静设备（B）、配管（C）、仪表（D）、电气（E）、加热炉（F）、储运（G）、非安装设备（H）。第三层：专业系列，包括85大类。第四层：小类，为若干个具体执行的采购技术标准。按先易后难的原则，第一批拟编制355项标准，其中通用标准120项，专用标准235项。公司技术委员会技术部质量安全标准部专业类别专业系列数量专业类别专业系列数量机械设备（A）12电气（E）9静设备（B）3加热炉（F）7配管（C）23储运（G）8仪表（D）16非安装设备（H）7专业系列，包括85大类公司技术委员会技术部质量安全标准部标准化设计与标准化采购相辅相成，既相互促进，也相互制约。标准化设计是标准化采购的前提。需求不标准，设备材料选型时就很难做到标准化，因此，两者要整体推进。在常见的装置中，大力推进设备材料技术选型的标准化。。标准化设计与标准化采购的关系公司技术委员会技术部质量安全标准部在标准化设计、标准化采购的基础上，可按不同装置或单元，将施工总平面、施工方案、施工工法、施工工序、施工措施、施工机具和施工人员都固化下来，形成标准化的施工生产线。（3）标准化施工工法和工序16万立LNG低温罐项目施工标准化公司技术委员会技术部质量安全标准部实现了标准化设计、标准化采购和标准化施工，标准化EPC也就水到渠成了。对应“固化到基础设计深度及主要设备、大宗材料规格”，可节省大量前期投入。对应“固化到详细设计深度及所有设备材料规格”，采用标准化采购和标准化施工工法与工序，实现标准化EPC模式运作，可节省大量的时间和项目投资。最终目标是建立多个规模系列、不同层面的EPC工程包。（4）标准化EPC公司技术委员会技术部质量安全标准部模块化模块化设计框架协议采购模块化建设模块化EPC2、模块化公司技术委员会技术部质量安全标准部现代工程项目实施过程中，随着工艺和工程技术的不断发展，项目规模的持续大型化，市场竞争的日益激烈，各项成本的不断攀升，建设地点自然条件的迥然各异，传统的建设模式和施工方法受到了极大挑战。为适应上述变化，“模块化”的概念油然而生。工艺装置或系统单元被有机地切分成若干模块，单一模块完成设计、制造、安装、试验等步骤后，按照一定的流程和方法拼接起来，完成全装置或单元的施工建造，这种方式被称为模块化。“模块化”的由来模块化设计与建造在中化泉州炼油加热炉上的应用“模块化设计与建设”案例由于模块化设计与建设的方法和流程尚未成熟，全装置推广模块化还不具备条件。但已能够在相对独立的单元或装备上进行尝试。中国石化工程建设有限公司（SEI）在其承担EPC总承包的中化集团泉州炼油项目中，尝试在加热炉单元进行模块化设计与建造，取得了较好的效果。使用专用制造车间，可缩短制造和建设周期；减少现场施工工作量以降低建设成本；适合位于极端气候条件下的工厂和装置的建设；充分利用制造车间具有较高技能水平的人力资源；优化临时设施，无需设置大型堆场和仓库；可全年进行制造，减少客观因素影响；规避发达国家高昂的人工成本；减少材料浪费。“模块化”的优势:对基础工程设计和详细工程设计的设计水平具有较高要求；模块运输十分关键，而且运费较为昂贵；由于吊装和运输的载荷要求，模块化的钢结构更重；混凝土的结构形式无法使用；模块间的连接与支撑造成更大的结构成本；施工误差可能会在安装找正过程中带来问题；制造车间内需要搭设临时基础；需要额外的安装连接用法兰和支撑；受最大模块尺寸限制较大。“模块化”的局限性公司技术委员会技术部质量安全标准部实现标准化运作（标准化、模块化）的前提是做好相关基础工作，其中包括：1.体系化的项目编码系统，包括WBS编码、OBS编码、材料编码、费用编码、文档编码…2.坚实的基础数据库:如设计模板库、工程量数据库、价格库、人工时定额库…3.准确并具有竞争力的成本单价4.集成化的工程设计和项目管理系统3、基础工作——标准化和模块化的前提公司技术委员会技术部质量安全标准部项目编码系统是有效开展标准化和模块化工作的前提和基础，是各专业数据库系统数据或属性的关键且唯一的标识符，是各系统之间数据库相互关联的基础和唯一途径。3.1项目编码系统WBS费用编码项目管理编码体系材料编码文档编码财务记账码OBS青岛大炼油中科一体化中天煤化工惠州炼油乙烯……第二层项目/单元常减压乙烯MTO聚丙烯循环水场中间罐区……第三层阶段第六层工作包(分4级+可编码)第七层活动设备布置图设计P&ID1版设计P&ID2版设计……询价催交……基础施工钢结构安装设备安装……第四层专业工艺静设备结构电气仪表……第五层分区/主项第一层工程裂解炉区急冷区压缩区冷区……PDPBDEPDDEP项目管理静设备成套机组电气仪表……基础设计详细设计采购施工……3.1项目编码系统-WBS编码结构3.1项目编码系统-WBS分解武汉乙烯聚丙烯聚合区转动设备/机械压缩机-PK301EPC项目管理编码整合应用示例活动压缩机设备购置费FOB进口安装工程费其它费E工艺机泵P采买检验C设备安装现场设计文件供货商文件施工技术文件3.1项目编码系统（示例）公司技术委员会技术部质量安全标准部标准化、模块化设计与建设的基础是工程量库。3.2工程量库序号名称青岛1000万吨/年常减压蒸馏装置青岛290万吨/年催化裂化装置镇海100万吨乙