專(zhuān)業(yè)化施工管理軟件在石油化工建設(shè)模塊化施工中的應(yīng)用分析

孫永斌

（北京燕華工程建設(shè)有限公司南京分公司，南京210000）

1 引言

目前，石油化工行業(yè)已廣泛使用專(zhuān)業(yè)化施工管理軟件，如PDSOFT 管道軟件和Tekla Structures 鋼結(jié)構(gòu)軟件，均可滿(mǎn)足模塊化施工的設(shè)計(jì)功能和施工過(guò)程管理功能。未來(lái)石油化工行業(yè)滲透運(yùn)用BIM 軟件是否會(huì)將整體模塊化施工提升到更深一個(gè)層次，是人們即將探索和研究的話(huà)題。

2 軟件在模塊化施工生產(chǎn)中的作用

實(shí)施模塊化施工，以裝置單元、系統(tǒng)為基礎(chǔ)，綜合考慮其獨(dú)立性、完整性和可操作性，優(yōu)先考慮大噸位設(shè)備及可配套設(shè)施的模塊化組裝；對(duì)滿(mǎn)足運(yùn)輸條件的設(shè)備及可配套設(shè)施實(shí)現(xiàn)模塊化；對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安裝工作量大的設(shè)備及可配套設(shè)施盡可能模塊化；對(duì)體積大、重量輕的設(shè)施進(jìn)行散件模塊式設(shè)計(jì)和散件模塊安裝[1]。

在模塊化施工前，需對(duì)整體工藝流程進(jìn)行拆分，先拆分為施工單元或者功能區(qū)域、獨(dú)立撬塊等模塊，然后單獨(dú)生成這些模塊的規(guī)格書(shū)，包括設(shè)計(jì)圖紙、材料信息、幾何信息等，最后按照模塊的規(guī)格書(shū)，完成模塊的施工工作。模塊拆分必須依賴(lài)設(shè)計(jì)軟件來(lái)完成，模塊施工依托于專(zhuān)業(yè)的施工過(guò)程管理軟件來(lái)管理。

3 模塊化建造方案

根據(jù)中國(guó)石化“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化采購(gòu)、模塊化施工”的工作要求，在“預(yù)制工廠化、工序流水化、管理現(xiàn)代化”實(shí)用技術(shù)推廣應(yīng)用的基礎(chǔ)上，全面進(jìn)行工程建設(shè)的施工可行性研究，在符合設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上最大化形成模塊化建造、現(xiàn)場(chǎng)組裝的施工組織模式。把傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制安裝改變成為模塊化制造、深度預(yù)制及現(xiàn)場(chǎng)安裝相結(jié)合，為工程提前施工提供條件，極大程度緩解工程項(xiàng)目建設(shè)高峰期的資源投入數(shù)量，縮短工程建設(shè)周期[2]。

3.1 模塊化制造總體流程

模塊化制造總體流程如圖1 所示。

圖1 模塊化制造總體流程圖

3.2 模塊化制造業(yè)務(wù)流程

模塊化制造業(yè)務(wù)流程如圖2 所示。

圖2 業(yè)務(wù)流程示意圖

4 軟件在石油化工行業(yè)模塊化施工中的應(yīng)用探索

2020 年春節(jié)，新冠肺炎疫情突如其來(lái)，在這場(chǎng)傳播性極強(qiáng)的疫情籠罩下，涌現(xiàn)出一批“逆行者”，此時(shí)中國(guó)建筑業(yè)再現(xiàn)“基建狂魔”精神，10d 時(shí)間3.39×104m2，7500 余名建設(shè)者不遺余力，全力抗疫建成武漢火神山醫(yī)院為戰(zhàn)疫斗爭(zhēng)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。正是運(yùn)用了BIM+裝配式引領(lǐng)火神山項(xiàng)目建造新模式，采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)，最大限度地采用成熟的拼裝式工業(yè)化成品，大幅減少現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)工作量，實(shí)現(xiàn)了效率最大化。

在發(fā)達(dá)國(guó)家，尤其是歐美國(guó)家，模塊化施工應(yīng)用已趨于普遍現(xiàn)象。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)中鐵、中建、中煤、石化等大型行業(yè)已將模塊化作為最新的研究課題。模塊化施工之所以先進(jìn)，主要原因是將大量的散件引入模塊作業(yè)、由局部小模塊到大模塊、由單一專(zhuān)業(yè)到全專(zhuān)業(yè)覆蓋、由單項(xiàng)到單元，依靠當(dāng)前先進(jìn)的BIM軟件技術(shù)，逐步實(shí)現(xiàn)最大模塊化。它將傳統(tǒng)的施工理念進(jìn)行優(yōu)化，極大地縮短了工期，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，更加有力保障良好的經(jīng)濟(jì)效益。模塊化施工串聯(lián)各個(gè)部門(mén)的配合，從項(xiàng)目立項(xiàng)就得著手籌備和策劃，分別從工廠化制造、吊裝機(jī)械、道路、運(yùn)輸、勞動(dòng)力資源、物力、財(cái)力、信息化程度等，環(huán)環(huán)相扣。目前，在煉化工程領(lǐng)域主要應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)、工業(yè)爐、設(shè)備組焊、包設(shè)備、撬裝設(shè)備等專(zhuān)業(yè)。

趨于國(guó)家環(huán)保政策，越來(lái)越多的石油化工裝置生產(chǎn)線需要升級(jí)，面對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，在最短的時(shí)間內(nèi)建成并投入使用，從而取得經(jīng)濟(jì)效益是每一個(gè)投資者的初衷。利用先進(jìn)的軟件技術(shù)，將模塊化施工在工廠預(yù)制、虛擬建造，與現(xiàn)場(chǎng)同步甚至提前，這樣就能保證現(xiàn)場(chǎng)和工廠化同時(shí)施工，各個(gè)專(zhuān)業(yè)之間，尤其是土建專(zhuān)業(yè)和安裝專(zhuān)業(yè)之間互不影響，待到土建交安之時(shí)，安裝專(zhuān)業(yè)按照事先策劃方案對(duì)裝置內(nèi)模塊化進(jìn)行安裝，以節(jié)省大量時(shí)間、人力、物力，創(chuàng)造極大的經(jīng)濟(jì)效益。

縱觀石油化工建設(shè)近幾年日益盛行，項(xiàng)目管理中專(zhuān)業(yè)軟件也是層出不窮，主要專(zhuān)業(yè)化施工管理軟件有PDSOFT 管道軟件和Tekla Structures 鋼結(jié)構(gòu)軟件，雖然在模塊化施工的設(shè)計(jì)和施工過(guò)程管理過(guò)程中已經(jīng)起到了不可磨滅的作用，但石油化工建設(shè)專(zhuān)業(yè)全面，牽扯土建、鋼結(jié)構(gòu)、管道、設(shè)備、電氣儀表、腳手架工程等各個(gè)專(zhuān)業(yè)的交叉聯(lián)鎖，僅僅依靠各個(gè)專(zhuān)業(yè)軟件的支撐不能總覽整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)。基于BIM 的虛擬建造技術(shù)應(yīng)用，BIM 模型從質(zhì)量管理、進(jìn)度管理、安全管理、投資控制等方面模擬分析項(xiàng)目建設(shè)管理需求及重點(diǎn)。其中，在設(shè)計(jì)階段，利用BIM 技術(shù)對(duì)初步設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，減少方案中的錯(cuò)漏碰缺，降低施工耗損，模擬結(jié)構(gòu)構(gòu)件的吊運(yùn)、安裝順序，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的施工可行性，以期在施工階段的施工方案定制、進(jìn)度安排、施工場(chǎng)地布置等方面，盡最大可能實(shí)現(xiàn)“零碰撞、零沖突、零返工”，從而大大降低施工成本，減少資源浪費(fèi)與安全問(wèn)題，切實(shí)指導(dǎo)施工。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，石油化工行業(yè)模塊化施工已經(jīng)引領(lǐng)人們走向了石化建設(shè)騰飛的前沿，模塊化建設(shè)中應(yīng)用BIM 技術(shù)，通過(guò)建立統(tǒng)一的協(xié)同標(biāo)準(zhǔn)，可以有效地協(xié)調(diào)各專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)方案。在此過(guò)程中，所有專(zhuān)業(yè)都可以統(tǒng)一于BIM 模型中，隨時(shí)了解整體的空間布置情況，從而大大減少了設(shè)計(jì)沖突等問(wèn)題的可能性，同時(shí)通過(guò)模擬建造還可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并及時(shí)解決與專(zhuān)業(yè)內(nèi)其他成員或其他專(zhuān)業(yè)之間的沖突，給正常施工解決了疑點(diǎn)和難點(diǎn)，針對(duì)工期緊、任務(wù)重、場(chǎng)地狹小等狀況可以統(tǒng)全局，提高工作效率，增加經(jīng)濟(jì)效益。