深水壓力艙海底管道屈曲試驗進度優化研究

余建星，王永更,林鎮詩，卞雪航，周建德，于 敏，孫 剛

（天津大學 港口與海洋工程教育部、天津市重點實驗室，建筑工程學院，天津300072）

深水壓力艙海底管道屈曲試驗進度優化研究

余建星，王永更,林鎮詩，卞雪航，周建德，于 敏，孫 剛

（天津大學 港口與海洋工程教育部、天津市重點實驗室，建筑工程學院，天津300072）

天津大學深水壓力艙的建設對于深水結構屈曲等研究提供了很大的便利，通過試驗研究深水海底管道屈曲，由于試驗的復雜性和特殊性，試驗過程沒有現成的經驗，實驗室開始試驗耗費很大的人力物力，試驗過程很容易出現誤工現象，因此有必要對試驗的進度進行調整優化。利用Project軟件對試驗進度進行安排，并給出合理的建議和實施措施，對于以后試驗的順利進行有很大幫助。

深水壓力艙；試驗進度；進度優化

海底管道是海洋石油開發的生命線，管道結構是一種典型的薄殼結構，由于深水海底復雜的環境條件，這種薄殼結構會在內壓和外力作用下發生屈曲失穩破壞，一旦破壞不僅要增加管道修復所需的費用，同時在能源和環境上會造成嚴重的損失和影響。

天津大學深水壓力艙的建設對于深水海底管道屈曲的研究提供了很大的便利，通過試驗的方式研究深水海底管道屈曲，進而提出管道屈曲控制方法，為深水海底管道的設計提供參考。

深水壓力艙模擬海底高壓環境屈曲試驗，國內外很少見，沒有實際經驗可循，過程十分復雜，是以出現問題解決問題的方式進行的，試驗過程具有很強的探索性，耗費很大的人力物力，因此對于試驗過程進行很好的安排和優化，才能使得試驗項目能夠按期保質保量的完成。通過在深水壓力艙海底管道屈曲試驗過程中總結的經驗，本文主要介紹了深水壓力艙海底管道屈曲試驗的流程，對試驗流程進行優化，并針對試驗過程出現的問題提出了合理的建議及實施措施，對以后試驗能夠順利高效的完成有很大幫助。

深水壓力艙海底管道屈曲試驗項目根據試驗管件數量的不同，其工期也不一樣，因此完成所有管道試件的試驗即是完成試驗項目。MS Project軟件是世界上最受歡迎的項目管理軟件，本文采用此軟件進行試驗周期的計劃編制，對試驗的全程進行進度管理和優化。

1 深水壓力艙海底管道屈曲試驗過程

根據總結的試驗經驗可將一組試驗進行分解，其主要可以分為試驗前期準備、管件送入壓力艙體、固定前后端蓋密封壓力艙體 、艙體注水加壓試驗、拆卸前后端蓋、試驗管件出艙后處理六個部分。此六個階段總體上是以試驗先后順序進行的，如圖1所示橫道圖，每個階段都還有詳細的工序，如表1所示試驗詳細工序。

圖1 試驗的主要階段

由于試驗的特殊性和其他原因，表1中的部分工序受到一定的限制，在一定程度上影響了試驗項目的進度。

（1）工人數量的限制：俗話說人多力量大，有些工序需要的人員越多越好，但工作人員是有限的，因此工人的數量對試驗進度影響很大，順利按期完成試驗項目需要足夠的工作人員。

（2）操作空間的限制：有些工序并非人員越多工序完成的越快，如第19，23，28道工序都進行應變片檢查等，由于應變采集箱比較小，線路密集，多組人員測量不太現實，反而更加混亂；第11，13，15三道涂膠工序受到應變片沿管件環向粘貼限制，人員安排也不能很多。

（3）設備、工具的限制：一些大型單一的輔助設備，如天車，有兩種工序同時需要使用的時候，則必須有前有后；第2，10，17，19，23，28 道工序都需要用到萬用表，萬用表的數量影響到了試驗的進度；第8道工序打磨畫線位置受到打磨機數量的限制等等。

表1 試驗詳細流程

（4）試驗特殊性限制：如第12，14，16及19道工序涂膠防護后的固結時間，這些步驟本身不需要太多人員，但要求的時間必須達到，因此對試驗進度也有影響；固定前后端蓋密封壓力艙體這一階段工作質量要求很高，沒有達到艙體的密封要求進行了加壓試驗，一旦出現漏水等問題前面的工序便白費，對試驗進度造成致命性的影響。

2 試驗項目進度優化

基于上述試驗進度受到的限制，需要進行試驗項目的優化，合理安排調配試驗，使得盡快圓滿地完成試驗項目，本文選用較為簡便實用的項目管理軟件——MS Project。

項目進度計劃編制的一般方法主要有里程碑計劃圖法、網絡圖法以及甘特圖法。里程碑計劃圖法列出項目的關鍵工序以及這些工序的開始或完成日期；網絡圖計劃是利用網絡計劃對任務的工作進度進行安排和控制，保證實現預期目標的科學的計劃管理技術；甘特圖法是進度計劃最常用的一種工具，又稱為橫道圖，最早由亨利·甘特于1917年提出，因而得名。

由于甘特圖簡單、明了、直觀，易于編制，因此它成為小型項目管理中編制項目進度計劃的主要工具，本文以甘特圖來表示試驗進度。它的橫坐標表示時間，縱坐標表示工序。

使用Project軟件進行進度編制的步驟如下：

（1）設置日歷：日歷是整個項目推進過程中的時間參考基準，它決定工作時間，以日歷來確定工作日和休息日，例如本文下面假設的試驗項目工作日安排為周一至周日，每天工作時間為7:00—21:00，中午晚上各有一個小時休息時間。當然可根據實際情況進行調節，如深水壓力艙前期的試驗項目時間要求比較緊，安排為24 h輪班進行試驗。

（2）設置資源庫：將資源配置規劃中的各種資源輸入資源庫。

（3）設置資源日歷：各種資源有不同的使用特點，如工作人員有8 h／d工時限制，而設備工具資源則不需要休息，可以不同資源需設置不同的資源日歷。

（4）任務輸入：將各種工序輸入Project的任務表。

（5）建立各工序間的聯系：Project的任務與任務之間有相關和無關之分。相互聯系指一個任務的開始依賴于另一任務的執行情況，工序之間有前后次序關系。

（6）資源配置：將資源庫中的資源分配到不同的任務中。當然，用到新的資源時，可以一邊輸入到資源庫，一邊分派到任務。

（7）進度計劃跟蹤：項目跟蹤可以幫助解決在項目進行中遇到的問題，例如實際的進度是否和計劃相違背等，根據實際情況進行及時的調整。

（8）調整資源：在資源分配中，常常發生資源沖突，如資源需求數超過可使用數，此為前面所提到的工人設備數量不足等問題；同一資源分配到不同任務中，而不同任務發生在同一時間時，這就是前面所說的天車等設備同時使用的情況。

經過以上一系列步驟，基本上完成了一個項目進度計劃的編制、管理和控制。

通過Project軟件，對試驗進度進行編制，如下圖2所示的試驗項目的甘特圖，為一根管件完整試驗過程的進度計劃，通過開始時間與完成時間可知，一個完整的試驗周期需要6 d時間，如果按這一周期計算來進行整個試驗項目，那么進行10組、幾十組的試驗需要幾個月甚至一年的時間，非常耗時耗力，因此需要在各試驗過程間進行合理的工序、人員及其他資源的調配。

圖2 Project編制流程圖

從上面的甘特圖中可以看到一組試驗的關鍵步驟（紅色標記）為：4～15，17～19，21，22，24～27，29～35。

可以看出，一組試驗周期的關鍵步驟非常多，大部分工序包括其中，而在實際進行整個試驗項目時是不能按一根管件的順序依次進行試驗的，這樣耗時很長，人員和設備都沒有得到充分的利用。需要各個工序間的協調運行，調節好人員和設備的使用，例如在進行試驗管件進入艙體的過程中可以進行下一個跟管件的預處理；在涂膠固結過程時，空閑的人員和閑置的工具可以進行其他預處理工作；注水過程中可以進行其他工序的操作等等。因此要進行好進度的安排，試驗過程中及時進行合理的調配，會使各種資源利用最大化，順利按時按量完成試驗項目。

3 進度影響因素及改善措施

3.1 進度影響因素

前面的資源和工序的調整使得進度得到很好的優化，但還有一些因素影響試驗項目的進度，甚至影響了前面的資源的調配。

3.1.1 工具的損壞及易耗品短缺

試驗過程中，需要大量的易耗物品和工具進行輔助，根據經驗在使用過程中有時可能缺少某一物品（如防護應變片線路所用熱縮管等）或關鍵設備損壞（如天車等）而使得試驗過程處于停滯狀態，非常影響進度。

3.1.2 人員素質

人員技術的熟練和態度對試驗進度和試驗質量很重要，一個小小的操作失誤可能對試驗進度影響很嚴重，對試驗質量更不用說。

3.1.3 其他因素

一些意外的事件也會對試驗造成影響，如實驗室區域停電，基本會使所有工序進入停滯狀態。

3.2 進度改善措施

基于上述的影響因素，除了試驗項目的進度優化還要提出一些合理化的建議和措施來保障試驗的正常順利進行：

（1）工作人員培訓：進行試驗的人員都進行相關的培訓，做到上手快，迅速成為熟練工，并做到協調默契，盡量避免設備工具的損壞和操作的失誤。

（2）合理分工：工作人員要保證仔細和分工合理，各有所為，盡量避免一人多工，以免因多項工作牽連而誤工，操作過程盡量不出現返工、誤工現象。

（3）物品工具的管理與觀察：各種物品進行分類放到指定的位置，如剪刀、夾線鉗等相同類型的常用可放到一起；同時使用的如剪刀和膠帶也可放一起便于使用。使用物品和設備時進行監督和觀察，對物品數量及設備的使用情況進行詳細記錄，便于提前做好準備購買和修理，表2為編制的物品設備使用記錄情況模板部分內容。

表2 物品工具使用情況記錄表模板

表3 試驗管件進行情況記錄表模板

（4）建立合理的規則制定：建立合理的制度，約束每個工作人員保證有充分的責任心對待工作，避免操作失誤影響試驗進度，甚至危及生命財產安全。表3為試驗管件進行情況記錄表模板部分內容，其中每組試驗每一環節都保證準確無誤，并有相關責任人登記。

4 結論

本文根據已經完成的深水壓力艙海底管道屈曲試驗進行了試驗的流程介紹，利用Project軟件對試驗過程的進度安排進行編制，對深水壓力艙海底管道屈曲試驗的進度進行了一定的優化，針對試驗過程中可能出現的問題提出了一些建議和提高試驗效率的改善措施，相信在以后的試驗過程中起到它相應的作用，使試驗項目又好又快地完成。

[1]張濤,Project軟件在項目進度管理中的應用[J].企業技術開發,2010,29(6)：91-92.

[2]潘立文.淺談Project軟件在港口工程施工項目管理中的應用[J].廣東科技,2009,206：28-29.

[3]黃斐.MS Project項目管理與應用[M].北京：科學出版社，2008.

The Process and Schedule Optimization of Submarine Pipeline Buckling Test in Deepwater Pressure Tank

YU Jian-xing,WANG Yong-geng,LIN Zhen-shi,BIAN Xue-hang,ZHOU Jian-de,YU Min,SUN Gang
（Key Laboratory of Harbor and Offshore Engineering,School of Civil Engineering,Tianjin University,Tianjin 300072,China）

The establishment of the deepwater pressure tank provides a great convenience for the deepwater submarine pipeline bulking test,which could contribute studying the deepwater submarine pipeline bulking by real test.For the complexity and specificity of the test and lack of experience,it consumed a lot of human and material resources.There would be lots of errors during the tests.Therefore the schedule of the test is very important and necessary.Scheduling the test by Project software and giving some recommendations and implementation measures is very helpful for the test.

deepwater pressure tank;process of test;schedule optimization

P751

A

1003-2029（2011）02-0028-04

2011-02-11

國家科技重大專項資助項目（2008ZX05026-005-05）；上海交通大學海洋工程國家重點實驗室研究基金資助項目。

余建星（1958— ），男，教授，博士生導師，主要研究方向：深水海底管道屈曲以及大型工程結構可靠性分析與優化、風險評估與控制。Email:yjx2000@tju.edu.cn