淺談科研工程的設(shè)計管理

吳展華

[摘要]科研工程瞄準國家重大需求，是國家重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，是原始創(chuàng)新和自主知識產(chǎn)權(quán)的重要來源，是國家核心競爭力的重要體現(xiàn)，其兼具一般工程和科學研究的雙重特點。在科研工程的管理，尤其是設(shè)計管理上，相對于以往常規(guī)工程設(shè)計存在諸多差異，增加了設(shè)計管理的難度。我國科研工程的設(shè)計管理尚比較薄弱，要積極借鑒先進經(jīng)驗，并與具體的科研工程實際的設(shè)計問題相結(jié)合。本文從分析科研工程的特點為基點，著重分析研究了科研工程設(shè)計管理的相關(guān)要素和控制措施，為國內(nèi)目前正在開展科研工程設(shè)計的同行提供參考。

引言：隨著我國經(jīng)濟實力和科研能力的日益增強，國家在大型科研裝置的投入顯著增加，近年來涌現(xiàn)出一大批重大科研工程項目，其技術(shù)新、難度大、綜合性和系統(tǒng)性強，給傳統(tǒng)的工程設(shè)計帶來巨大的挑戰(zhàn)。本文分析了科研工程的特點，結(jié)合科研工程實際設(shè)計管理經(jīng)驗，探討了科研工程的設(shè)計管理的要點和措施。

[關(guān)鍵詞]科研工程 設(shè)計管理 控制措施

1科研工程的特點

科研工程是指為了進行探索或?qū)崿F(xiàn)某一特定的科學研究而建造的大型科研裝置以及與其配套的附屬設(shè)施。科研工程體現(xiàn)的是政府的意志，重大科研工程具有重要的戰(zhàn)略導(dǎo)向作用，更多地體現(xiàn)丁國家的長遠利益，對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展具有重大的理論和實踐意義。政府通過實施重大科研工程，重點支持某個領(lǐng)域，實現(xiàn)局部的跨越式發(fā)展，帶動戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的突破。作為滿足國家戰(zhàn)略領(lǐng)域科研需求的一種重要組織形式，重大科研工程的實施必須首先服務(wù)于國家目標，體現(xiàn)國家利益。

科研工程一般都涉及現(xiàn)代科學技術(shù)的許多學科領(lǐng)域，是多領(lǐng)域、多學科、多部門的系統(tǒng)攻關(guān)和科研創(chuàng)新，具有明顯的科研特征。科研工程項目一般規(guī)模大、投資多、周期長，組織管理工作復(fù)雜。科研工程一方面具有科研性質(zhì)，具有科研項目的探索性，另一方面又有大型工程項目一般特質(zhì)，是科研與工程相互結(jié)合的產(chǎn)物。一般工程都采用成熟工藝和選用標準工業(yè)產(chǎn)品，而科研工程的主工藝系統(tǒng)的儀器設(shè)備，大量是非標準產(chǎn)品，無法通過常規(guī)工業(yè)渠道采購，也沒有專門的設(shè)計單位和制造廠家，必須組織專門的力量進行設(shè)計和制造。

在工藝上，由成熟的一面，更多的是探索。盡管工程建設(shè)所依據(jù)的基本原理是清楚的，但由于國內(nèi)外都無縣城的技術(shù)資料可以借鑒，必須進行大量的理論分析和實驗研究。可以認為科研工程在技術(shù)上有不成熟性。科研工程中關(guān)鍵和重要設(shè)備往往需要進行預(yù)先的研究或驗證。由此，科研工程同時具有高投入和高風險性的特點。一方面重大科研工程的實施需要較多的資金支持，另一方面首多種因素的制約，存在較多的不確定性和風險性。

2科研工程設(shè)計管理與控制體系

在影響項目建設(shè)進度與質(zhì)量的眾多因素中，工程管理是最主要的因素之一。建立一套適應(yīng)于科研工程特點的工程管理體系是科研工程建設(shè)成功的重要保障，也是科研工程建設(shè)管理者面臨的一大挑戰(zhàn)。因此，要按預(yù)定質(zhì)量、進度、投資順利完成工程建設(shè)，關(guān)鍵在于工程管理，而設(shè)計管理在工程管理中，又是最重要、最復(fù)雜的環(huán)節(jié)。工程核準開工后，能不能保證工程建設(shè)的質(zhì)量，加快建設(shè)進度、節(jié)省投資，工程建成后能否獲得最大的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益，設(shè)計工作都起著關(guān)鍵性的作用。設(shè)計的質(zhì)量、設(shè)計采用的標準、設(shè)計的修改都是決定工程質(zhì)量的重要因素。設(shè)計是科研工程建設(shè)的龍頭，是設(shè)備采購、土建、安裝、調(diào)試啟動和商業(yè)運行的依據(jù)。工程建成后設(shè)施的安全性、可靠性和經(jīng)濟性很大程度上取決于設(shè)計的水準，其工程建設(shè)的成敗，很大程度上取決于設(shè)計。鑒于設(shè)計在科研工程建設(shè)運行中的重要性，加強設(shè)計各個環(huán)節(jié)的管理，尤為重要。

2.1設(shè)計管理總體要求

科研工程的設(shè)計任務(wù)涵蓋了多種專業(yè)學科，一般由多個單位聯(lián)合設(shè)計，而各個單位又分屬不同的系統(tǒng)并擁有自己內(nèi)部的設(shè)計管理辦法，其管理組織、制度、機制、流程、方法和標準等均存在不同程度的差異。參與科研工程建設(shè)設(shè)計人員的管理意識、能力和水平也參差不齊。因此，設(shè)計管理要求設(shè)計單位必須明確劃分職責以及相應(yīng)的權(quán)限范圍與聯(lián)系渠道，必須保證在所有層次上都有足夠的技術(shù)上合格且受過適當培訓的人員;必須明確地規(guī)定負責設(shè)計的各個部門之間的接口，并明確設(shè)計單位、用戶、設(shè)備廠商、建造單位和其他承包商之間恰當?shù)慕涌?必須制定并嚴格遵守程序;必須定期審查、監(jiān)督和檢查一切與安全有關(guān)的設(shè)計事務(wù)。從以上要求可以看出，設(shè)計單位在設(shè)計管理中處于接口交匯點的中心地位，但是設(shè)計管理不僅僅是設(shè)計單位的職責，業(yè)主也必須把以設(shè)計單位為中心環(huán)節(jié)的有關(guān)設(shè)計管理活動納入自己的管理范疇。

2.2科研工程設(shè)計管理的范疇

科研工程設(shè)計管理涉及范圍相當廣泛，從工程設(shè)計、設(shè)備制造、建筑、安裝、調(diào)試、運行，管理持續(xù)時間長。建筑安裝、調(diào)試、設(shè)備制造、甚至運行維護都要以設(shè)計文件為依據(jù)。任何一種設(shè)計方案對設(shè)備制造質(zhì)量、制造進度、建筑安裝進度都會造成影響，設(shè)計方案影響工程造價也是明顯的。實踐經(jīng)驗表明，設(shè)計方案確定后，工程造價基本大致確定，一旦在實施設(shè)計修改必然會增加造價。設(shè)計管理包括以下范圍：設(shè)計標準規(guī)范的選擇、設(shè)計審查、設(shè)計接口管理、設(shè)計修改、設(shè)計進度控制等。

2.3科研工程設(shè)計管理各要素及其控制措施

（1）組建高效設(shè)計管理團隊

設(shè)計是整個項目管理的龍頭，設(shè)計管理組織機構(gòu)的搭建和運行是否高效將直接影響整個項目的進度和質(zhì)量。針對科研工程技術(shù)難度大，涉及面廣的特點，管理者除具備一般工程的設(shè)計管理技能外，還應(yīng)該掌握該工程工藝及其相關(guān)技術(shù)的要領(lǐng)。設(shè)計管理組織機構(gòu)的設(shè)置必須與工程組織機構(gòu)形成協(xié)調(diào)統(tǒng)一，其目的是通過發(fā)揮組織機構(gòu)的管理職能，提高設(shè)計與技術(shù)服務(wù)質(zhì)量，保證設(shè)計進度，更有效地監(jiān)督和履行設(shè)計與技術(shù)服務(wù)合同，為實現(xiàn)項目的總體目標服務(wù)。

（2）設(shè)計標準與規(guī)范的合理選擇

由于無可借鑒的同類項目可參考，科研工程設(shè)計中，正確的選擇和使用相關(guān)的法規(guī)、規(guī)范、標準是極其重要的一環(huán)。各設(shè)計單位在各個工程的設(shè)計、建造、設(shè)備采購和監(jiān)造中，都確定了標準、規(guī)范采用的原則，都編制了所使用的標準、規(guī)范目錄。采用的規(guī)范、標準不但影響設(shè)施建成后的安全運行也影響工程的技術(shù)經(jīng)濟。所以工程項目使用的標準、規(guī)范需經(jīng)業(yè)主方審查認可。標準與規(guī)范分為設(shè)計、施工兩個部分。每個部分基本按照專業(yè)分類，每個專業(yè)又分成遵照執(zhí)行和參考執(zhí)行兩種情況。值得注意的是，標準、規(guī)范與管理規(guī)定均必須是設(shè)計合同簽訂時的最新版本，并且隨著工程的開展及時更新。

（3）設(shè)計管理手冊的統(tǒng)一與嚴格執(zhí)行

為統(tǒng)一工程設(shè)計規(guī)則，方便各設(shè)計單位和承包商在統(tǒng)一的規(guī)則下出版文件，對廠房、系統(tǒng)、設(shè)備、管線、電纜的標識方法，各類設(shè)計文件和圖紙的格式及編碼等通過程序作出統(tǒng)一明確的規(guī)定。從本質(zhì)上講，設(shè)計管理手冊提供了設(shè)計具體操作的工具，在遵守設(shè)計桂發(fā)和標準的前提下統(tǒng)一設(shè)計出圖方式，使設(shè)計管理在規(guī)范化的平臺上有效運作。一方面有利于提高設(shè)計工作的標準化，減少差異化;另一方面規(guī)范各方的行為，使各方有章可循，方便設(shè)計單位和各承包商的管理。

（4）設(shè)計接口的控制

設(shè)計接口是指設(shè)計過程中各專業(yè)之間用文件形式規(guī)定相互提交的設(shè)計資料。由于設(shè)計是連續(xù)性和邏輯性較強的工作，同時設(shè)計又是分散的，工程設(shè)計要涉及不同專業(yè)、不同系統(tǒng)、不同設(shè)備，大量接口都是設(shè)計工作的重要組成部分。為了承包、工作或管理上的方便，通常按照不同的方式，將整個工程劃分成許多子系統(tǒng)、部件、子項，當這些子系統(tǒng)、部件、子項的工程任務(wù)交由不同的承包商實施時，尤其是各個子系統(tǒng)在空間上無截然分界時，彼此間就會出現(xiàn)大量的相互關(guān)聯(lián)的接口問題。

因此，復(fù)雜的科研工程設(shè)計接口需要一定的控制措施，主要包括以下一些技術(shù)措施：編制接口控制程序，包括接口的編號、簽發(fā)、接口資糧單格式和資料索取單的格式。編制內(nèi)部接口手冊和外部接口手冊，包括系統(tǒng)接口、設(shè)備接口、控制接口、土建接口等，并明確接口提交的時間。接口手冊編制的條目越多、越細，接口管理越方便。在工程網(wǎng)絡(luò)計劃編制完成后，應(yīng)立即編制相應(yīng)階段的設(shè)計接口控制手冊，所有接口信息由接口工程師匯總動態(tài)信息，并保持不斷更新。負責接口，特別是設(shè)計分工由疑問的接口，通過設(shè)計協(xié)調(diào)會的形式確定。為了減少接口僅通過書面溝通不暢，可通過不定期的設(shè)計協(xié)調(diào)會處理。

（5）設(shè)計審查管理

為了保證設(shè)計滿足所有的設(shè)計要求，包括設(shè)計輸入要求、設(shè)計過程的策劃和實施以及接口管理的要求，必須進行設(shè)計驗證。設(shè)計審查主要的控制要點如下：是否正確的選擇了法規(guī)、標準規(guī)定的設(shè)計輸入要求;是否對進行設(shè)計所必須的假設(shè)作了適當?shù)恼f明，該假設(shè)是否合理;所采取的設(shè)計方法是否恰當，是否遵守了規(guī)定的設(shè)計標準;設(shè)計輸入是否已正確地結(jié)合在設(shè)計中;是否遵守了設(shè)計過程程序;與設(shè)計輸入對照，設(shè)計輸出是否合理;是否已在設(shè)計文件、輔助程序或指令、說明書中為借口單位規(guī)定了必要的設(shè)計輸入和驗證要求。

必要時組織外部專家進行整體或?qū)ｎ}的設(shè)計審查，或委托獨立第三方或組織專家組進行專項的設(shè)計審查。通過借助外部審查，可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的缺陷或不足，及時吸取經(jīng)驗教訓，督促設(shè)計單位提前整改，以彌補業(yè)主單位專業(yè)不齊、人員經(jīng)驗不足、審查不到位的困難。

（6）設(shè)計修改管理

設(shè)計修改指工程施工過程中，設(shè)計單位為了保證設(shè)計和施工質(zhì)量完善工程設(shè)計、糾正設(shè)計錯誤以及滿足施工現(xiàn)場條件變化而進行的設(shè)計修改工作。由于國內(nèi)目前設(shè)計工作采用三維設(shè)計技術(shù)、設(shè)計審查不到位，現(xiàn)場土建與設(shè)備接口矛盾，設(shè)計進度不合理、安裝次序不合理等導(dǎo)致設(shè)計修改出現(xiàn)。設(shè)計修改時工程設(shè)計進入現(xiàn)場實施階段的必然產(chǎn)物，也是設(shè)計單位必須完成的一項工作。

設(shè)計修改可以從以下幾個方面進行控制和管理。所有承擔設(shè)計責任的單位必須建立設(shè)計修改的程度，所有設(shè)計修改管理流程必須與源設(shè)計流程相符合，包括審核、批準院設(shè)計的同一單位來審核和批準設(shè)計修改。設(shè)計修改必須關(guān)注其接口影響和對其他專業(yè)的影響，確保修改影響分析到位，相關(guān)圖紙修改完善。對設(shè)計修改必須所經(jīng)濟方面的分析和評價，不能不考慮經(jīng)濟性影響。對于設(shè)計經(jīng)驗不足、設(shè)計責任心不強導(dǎo)致的重大設(shè)計修改，必須進行根本原因分析和總經(jīng)，做到舉一反三。盡量減少文件圖紙的隨意升班，致使變更信息不全。業(yè)主、設(shè)計單位、施工單位必須確保現(xiàn)場工作修改都有紙質(zhì)記錄，要將現(xiàn)場的修改信息全面反映到竣工文件圖紙中。

由于設(shè)計修改對設(shè)計質(zhì)量、施工進度、投資控制單個主要方面將產(chǎn)生較大的影響，負責設(shè)計管理的部門，應(yīng)加強對設(shè)計質(zhì)量的監(jiān)管，減少設(shè)計修改的數(shù)量及其對現(xiàn)場施工的影響。負責現(xiàn)場施工管理的部門，應(yīng)關(guān)注設(shè)計修改對工程進度、施工質(zhì)量的影響。負責投資控制的部門應(yīng)重點關(guān)注設(shè)計修改對工程投資的影響。負責設(shè)備采購的部門，應(yīng)關(guān)注設(shè)備修改管理。由于設(shè)計修改對設(shè)計、施工、投資三個方面的影響是相互的，各部門應(yīng)加強溝通合作，盡可能減少設(shè)計修改的影響。

（7）設(shè)計進度控制

設(shè)計進度控制是對于設(shè)計文件進度計劃從編制、發(fā)布、修改/升版、跟蹤/落實、關(guān)閉等進行閉環(huán)控制，對各方接口予以關(guān)注，必要時予以協(xié)調(diào)，主要的工作內(nèi)容最終落實在進度的跟蹤和調(diào)整，確保進度計劃的完成符合工程現(xiàn)場的期望。

在工程總體進度計劃的框架下，在充分靠考慮現(xiàn)場施工、設(shè)備采購、系統(tǒng)相互關(guān)系等因素后共同編制設(shè)計進度計劃作為整個項目設(shè)計周期的進度計劃。同時，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)工程的實際進展，在每年年底，經(jīng)業(yè)主方、施工方和設(shè)計單位共同探討制定下一年的年度設(shè)計計劃，作為年度設(shè)計進度控制的基本依據(jù)，并予以正式發(fā)布。