海洋工程裝備設計生產準備技術研究

鞏慶濤，曲維英，蘭公英，滕瑤，陳洲

（1.中航威海船廠有限公司,山東 威海 264207；2.煙臺晧孚海洋工程裝備技術有限公司；3.中集來福士海洋工程有限公司，山東 煙臺 264000）

海洋工程裝備在一定程度上已經不是傳統的船舶產品，它更是一個浮動的海上工廠，是包括海洋油氣開發與運輸、海洋工程的服務系統等內容的綜合性工程，涉及鋼結構、機械、電子、油氣開采探測等各專業領域技術，投資往往達數億之多。因此對海洋工程裝備制造企業來說，如何對企業資源進行計劃、控制、調度，以確保海洋工程裝備制造質量與項目進度，最終實現在規定時間、預算和質量目標范圍內完成工程項目，且滿足船東不斷變更的要求，一直是困擾海洋工程裝備制造企業的難題，對此本文提出一種解決思路。

1 海工裝備生產技術準備總業務流程

在生產技術準備業務流程中，編造方針書、擬定建造計劃、評估關鍵風險、準備設計技術、編制生產工藝等，是保障裝備建造周期和質量的關鍵技術。在生產建造前需將這些技術因素按照一定的業務流程逐一實現，才能降低建造拖期和質量不合乎要求的風險，如圖1。

圖1 海洋工程裝備生產技術準備總業務流程圖

2 海工裝備生產技術準備的具體內容

2.1 生產策劃

海工裝備因結構復雜、入級規范嚴格等其建造難度較一般船舶大，生產管理的難度也明顯高于常規船舶。因此在項目初期，須對其設計、建造等過程進行策劃，預先謀劃設計和建造關鍵點和攻關項目。

2.1.1 建造方針書的編制

建造方針書是每個海工裝備項目的總綱領文件，各部門需按照綱領文件細化各種準備工作。建造方針書除了在體現合同、計劃等基本要素外，還要體現建造模式 (如建造場地、建造方式、下水方式、合攏形式等)、精度控制要求、預舾裝率、新技術的引進等內容。

2.1.2 計劃編制

項目計劃的制定要統籌規劃各項目的輕重緩急，明確優先級，項目之間以及項目內各個工程節點之間的界限，計劃的執行情況需具備明確的評價體系。同時項目計劃具有總體性、協調性、指導性等特點。

2.2 關鍵風險評估分析

海工裝備制造是高風險行業，風險源涉及自然環境因素、設計因素、施工因素等諸多環節，每一環節都潛伏著風險因素，稍有不慎就可能導致巨大損失。

2.2.1 報驗項目確認

基于車間加工設備和施工工藝，在滿足船級社規范的條件下，綜合分析海工企業內部和對外報驗項目的潛在風險，核對衡量每一項報驗項目（尤其是外交驗項目）的合理性和可行性。

2.2.2 編制HSE實施計劃書

風險管理是HSE體系管理工作的核心和基礎，對項目實施中風險辨識、風險分析、風險應對、風險監控等主要過程進行分析，確定項目可能遇到的風險。

通過分析建造規格書及與船東交流，按照產品特點和施工工藝要求，調查研究安全工作中的薄弱環節，結合歷史資料的統計、分析和經驗積累，制定出防范的措施。

2.3 設計技術準備

任何工程的實施都離不開設計，設計是工程建設的靈魂，無論從工程質量，還是從投資和工程進度方面都與設計息息相關。如果設計質量出現問題，輕則由于不斷發生設計變更而導致工期延誤，重則導致已建船舶無法使用或達不到當初的設計要求。

2.3.1 基礎設計

基礎設計進行的是海洋工程裝備總體方案的設計，是簽訂合同必須的技術文件。在深入分析任務書和調查研究的基礎上，從全局出發，提出結構、輪機、電氣不同專業方面的各種可行性方案，進行分析比較，得出一個能滿足船東要求的合理的設計方案，并配合造船單位，為簽訂造船合同提供全船技術規格說明書、總布置圖、中橫剖面圖、主要設備規格廠商表等。

2.3.2 詳細設計

詳細設計是依據海工裝備建造合同及其技術文件或經審查修改后的初步設計方案，解決海工裝備的基本功能和關鍵技術問題的階段。該階段是對局部的技術問題進行深入分析，開展各個分項目的詳細設計和計算，調整和解決船、機、電各方面具體的問題和矛盾，確定海工裝備的全部技術性能和船體結構，進一步對重要材料和設備提出訂貨選型要求。詳細設計所提出的技術文件和圖紙，應能滿足船級社審查、船東認可、海工企業訂購原材料和設備的需要，同時也是進行生產設計的依據。

2.3.3 生產設計

生產設計是根據海工企業的條件和特點，按建造的技術、設備、施工方案、工藝要求和流程、生產管理等情況，為建造海工裝備提供建造方案、施工要求、施工圖紙和生產管理圖表的過程。

對于海洋工程裝備來說，其機電設備多、系統復雜，更要求按照區域化、托盤化、數字化等先進的設計理念來加深生產設計。

生產設計過程中，要時常以開協調會的方式進行各專業的綜合布置，包括：聯系生產部門一起進行工藝工序的設計；根據建造方針書的要求，開展包括單元組裝要求、預舾裝方面的考慮、分段施工條件、場地周轉協調、大設備進艙項目的協調等工作；各專業因客觀原因引起的協調，如來自設備、船東方面的變動，盡管是單個專業的，但影響卻是多專業的，必須及時深化組織協調。

2.4 生產工藝的編制

海洋工程裝備重大設備或系統的安裝、建造工藝對于項目的建造起著重要作用，必須提前研究制定，并將其反映到設計中。這些大型工藝的制定需要綜合考慮船廠的設備設施能力以及船廠相關資源的承載能力等因素，生產部門與設計部門聯合形成詳細的工藝文件。

2.5 人力資源

海洋工程裝備的大型復雜性，決定了其項目的設計與制造都需要優秀的人力資源來保證，這包括優秀的管理人員、設計人員、施工人員等。

技術管理人員和生產管理人員要具備精細管理的能力，將各個節點計劃分解、細化，并建立相應的流程制度保證每個階段任務的完成。同時，要能識別風險，能夠對技術設計流程或生產建造流程進行梳理，找出問題的關鍵點，提早進行規避。

設計人員的能力和素質在整個海洋工程裝備的建造中起著至關重要的作用。在設計的各個階段上，都需要技術人員具有良好的溝通能力，對海工的規范和公約有深入的了解，對船東的意圖有充分的理解，對生產過程和工藝有足夠的熟悉，非常熟悉海工的機械設計。只有這樣的一批技術人員才能將偌大的海洋工程裝備從理念轉成施工圖紙并最終形成產品。

海工裝備建造與船舶的另外一個很重要的不同，就是需要有一支高素質的施工工人隊伍。他們能夠完美的貫徹各項管理制度，嚴格按圖施工，技術精良，操作熟練。這需要船廠制定培訓和儲備計劃來建立穩定成熟的工人隊伍。

2.6 設備納期與采購管理

設備采購尤其是OFE（船東供貨設備），如鉆井設備、動力設備包、主發電機、移動系統、鎖緊裝置、套管張力系統、升降系統、BOP系統、甲板吊機等，其生產廠商都是長年從事鉆井設備的國外專業廠家，常處于壟斷地位，從而導致采購周期長、到貨時間不準確等問題，探索解決該問題的方案如下。

（1）設計人員和船東共同參與OFE設備技術協議的談判，以確保所訂的設備滿足船東提供的技術規格書要求。與船東的合同條款中，應建立由于OFE設備造成的設計、建造問題影響海工裝備建造周期的解決方法，包括允許項目拖期等。

（2）建立海工裝備主要供貨商表和基礎數據庫，包括價格、供貨周期等，并建立與個別主要廠家的長效合作機制，以盡可能保證交貨期。

3 結語

本文通過研究海洋工程裝備生產技術準備的各要素的具體內容，探討海工裝備的生產技術準備流程和運行方式，并提供了1套合理高效的組織架構來完成整個生產技術準備任務。盡管在實際的運行實施過程中很難做到精準的生產技術準備，但在實際的生產中不斷總結積累設計經驗，完善生產技術準備，提高我國海工企業在國際海洋工程裝備產業中的競爭力。