石油化工工程工藝管道高效施工全過程創新管理研究

楊 森，王建民，薛防震，楊萬順

中國石油天然氣第一建設有限公司，河南洛陽 471023

石油化工工程工藝管道施工過程中，受制因素較多，諸如圖紙料表、采購、倉儲管理、防腐作業、管道預制、焊接工藝、閥門試壓、現場安裝、無損檢測、交工資料等，任何因素都可能影響正常施工，因此工藝管道施工是石油化工工程中最關鍵的環節，事關整個工程的成敗，是施工全過程管理的重中之重。

國內眾多學者對石油化工工藝管道施工管理從多個方面開展研究。洪駿[1]認為：焊接流程不暢、安裝施工質量不高等問題會影響施工質量，埋下安全隱患，建議通過選擇高質量材料、加強施工質量控制等措施來消除潛在安全風險。劉放[2]研究了管段預制、焊接過程、管道防腐、閥門安裝、工程施工變更等問題的解決措施。王磊[3]從改善管道布置方法、注意管道組件的安裝方式、注意施工方案的靈活調整等方面著手解決管道施工中的問題。高峰[4]認為要結合工程設計和各種資料知識對管道安裝中出現的各種情況進行及時解決，做到預防為主、防治結合，對管道施工進行嚴格的質量監控。王偉[5]分析了管道施工管理的前期準備重點、過程管理重點，指出管道預制、焊接、進度及施工圖紙管理中的問題，提出要不斷完善、創新科學的管理思路及施工方法來應對。

隨著國家對石油煉化行業準入的放開，近年來各類工程開始大規模投資建設，呈現出規模大、工期短、質量要求高、施工管理難度高、施工交叉作業多等特點，如果仍然按照傳統管道施工管理模式，工程將不能按期完工。因此，從改變管理模式入手以適應當前煉化工程特點，提出工藝管道高效施工全過程管理模式（簡稱ECP）。

1 ECP定義

ECP是指以管道單線圖為主線，貫穿于圖紙料表、采購、倉儲、防腐、管道預制、安裝、無損檢測、交工資料等工藝管道施工的各管理環節，通過工藝管道高效施工全過程管理信息系統，實現施工全過程的管理，并采用各類管理工具和管理方式提高效率及效益的管理模式，主要具有以下四方面特征。

（1）全過程管理。對工藝管道施工的圖紙料表、采購、倉儲、防腐、管道預制、安裝、無損檢測、交工資料等各環節進行整合，借助管理信息系統實現全過程管理。

（2）信息共享。根據共有信息“管道單線圖”構建管理流程，將各環節信息有機串聯起來，通過管道單線圖可以查詢各類信息，實現信息共享。

（3）新管理方式。施工全過程的每個環節采用新管理方式，例如：自動生成料表，快速采購模式，主動配料、備料、發放，倉儲、防腐、預制、閥門試壓一體化管理，預制機動焊、焊接全過程管理，試壓包管理，自動歸集生成交工資料等。

（4）高效。通過采用信息化手段和創新管理方式，提高工藝管道施工全過程管理效率。

2 ECP與傳統管理模式主要區別

ECP與傳統管理模式相比，在管理內容、管理流程、管理應用以及管理效率上具有環節少、高效等特點，具體見表1。

3 ECP創新管理內容

3.1 由人工核料轉變為計算機自動識別管道單線圖生成料表

施工企業收到設計單位提供的施工圖紙一般都需要人工核料，效率及精準度較低。為了能夠快速提報精準的料表，通過計算機代碼編程，實現了PDF版管道單線圖的自動識別，并快速生成EXCEL版料表，減少了施工圖人工核料所耗費的人力、物力、財力和時間。圖紙升版后，也可以自動校驗之前版本的料表，生成缺口計劃或超領計劃。

表1 ECP與傳統管理模式對比

3.2 由“一單一采”模式轉變為快速采購模式

推行“集中定價、分散訂貨”的快速采購模式，即“框架協議+采購訂單”。在項目前期根據分析各類管道物資的特性以及總體采購數量，編制框架協議招標文件，通過一次公開招標方式，確定多家框架協議供應商、價格清單以及調價辦法；在收到料表后，不再執行高頻采購程序工作，而是直接按照框架協議價格清單及調價辦法發采購訂單訂貨。這種快速采購模式，有利于降低整體采購價格水平，有利于借助供應商庫存減輕自身庫存管理壓力，更有利于縮短采購周期。

3.3 倉儲管理由“被動發料”轉變為“主動配料、備料、發放”管理模式

傳統倉儲管理模式，施工隊根據需用計劃領料，倉儲管理員根據需用計劃中工程、裝置、分區、物料等信息在倉庫獲取對應物資后發料，這種模式下倉儲管理員只能按計劃被動發料。而主動配料、備料的管理模式能夠將倉庫物料信息（比如物資管理屬性信息、貨位信息）與施工計劃關聯，通過計算機模擬計算，確定最優配料方案；材料預留后生成領料單，指導施工隊領料。

首先，定義施工優先級。物資部門以施工周進度計劃為依據確定需配料的單線圖，根據施工所處的預制、安裝等不同階段，確定需要配料發放的材料。根據工程進度，按焊接寸口當量最大、重要管道材料確保、試壓工藝包材料保證以及施工特殊要求等原則設置配料的優先順序，確定施工優先級。其次，明確配料倉庫。按照同一項目各裝置間材料是否可相互調用或不同項目之間材料能不能調用的原則配料。配料時，物資部門以單線圖所屬的項目為依據選定配料倉庫。最后，通過計算機模擬優化計算進行配料，確定配料結果及材料預留。按施工優先級生成最佳配料方案，存在材料缺口的，自動生成材料缺口清單，現場配料功能如圖1所示。

圖1 現場配料功能對比

從圖1可以看出，傳統物資管理模式只能配1個管段圖的物料，而計算機模擬優化配料可以配2個及以上管段圖的物料。

3.4 倉儲、防腐、預制、閥門試壓一體化管理模式

傳統模式下倉儲、防腐、預制、閥門試壓工作流程的特點是環節多、流程長、需要進行多個單位之間流轉以及辦理多次出庫手續；場地布置特點是各單位分散布置，各自建立廠房等臨時用設施，并配置行車、叉車、起重機等轉運及裝卸機械設備，倉庫和其他場地之間物資交互流動頻次高；管理機制特點是管理主體多，各自管理場地、管理環節多，職能重疊，工作界面模糊。基于傳統模式特點，從工作流程、場地布局及管理機制等方面構建一體化管理模式進行優化。

3.4.1 工作流程一體化

基于一體化模式，從工作環節、轉運次數、人員配置等方面優化倉儲、防腐、預制、閥門試壓等工作流程。優化后，多次出庫變為一次出庫，倉儲、防腐、預制、閥門試壓等多個單位之間的流程轉變為一個單位內部的流程（見圖2）；物資轉運次數銳減；多個單位的管理人員數量精簡；傳統預制方式轉變為工廠化預制。

圖2 優化后工作流程

3.4.2 場地布局一體化

從場地的分散布置與集中布置對比（見圖3）可以看出：基于一體化模式，通過集中布置，把物流經過的各個環節中所使用的場地及其配套的設施、設備進行統一布局、統一規劃，實現轉運及裝卸機械設備的共享，減少倉庫和其他場地之間物資交互流動頻次，減少轉運次數。

3.4.3 組織機構、倉儲及預制任務等一體化

組織機構一體化，就是在工藝管道施工過程中由不同單位管理的各物流環節優化成由一個單位的不同部門來管理。通過采用新的管理手段，比如“主動配料、備料”管理模式和按周施工計劃發料給施工隊，將原來的業主一級庫、施工單位二級庫和施工隊三級庫，優化為由施工單位管理的具備一、二、三級庫的功能或二、三級庫的功能集中庫，實現倉儲一體化管理模式。通過將分散到各施工隊承擔的工藝管道預制任務進行集中，優化成由預制施工隊通過專業化設備以工廠化預制方式承擔全部的預制任務，實現預制任務一體化管理模式。

圖3 場地分散布置與集中布置對比

3.5 管道高效預制管理

主要從兩個方面進行創新：預制管道與現場安裝需求高度關聯，預制機動焊模式。

3.5.1 預制管道與現場安裝需求高度關聯

在配料、備料的倉儲管理模式下，物料出庫全部依據施工計劃，并按照單線圖配料、備料后發放施工隊，施工所領即現場安裝所需，保證了預制管道與現場安裝需求的一致性。

3.5.2 預制機動焊管理模式

經過實踐中的摸索，在管道施工前期場地規劃中應建立露天和室內管道預制場，通過專業裝備完成管道下料、組對、打底、填充、蓋面工作。

預制機動焊管理模式是由操作工通過帶鋸床、火焰/等離子切割機、坡口機等專業裝備完成下料工作，施工隊完成組對和手工氬弧焊打底工作，通過機動焊自動完成填充、蓋面工作。這種管理模式符合施工企業實際，又能大力提升管道預制效率及焊接質量。經統計，每個焊工手工焊約20 in/d（1 in=25.4 mm），每臺機動焊工作量約200 in/d。

國內很多施工企業嘗試進行管道自動焊流水線預制，但基本收效甚微，不符合現場施工實際情況，部分原因是施工現場每天預制的管道口徑規格是分散的，很難集中統一，管道自動焊機工裝更換占據了大量時間，流水線作業效率很難發揮。

3.6 管道焊接全過程管理

傳統管道焊接管理的突出問題就是工作效率低下、數據統計困難。經過管理實踐摸索與應用，從提高工作效率和提升數據管理手段方面進行創新。

提高工作效率方面：根據管道單線圖每日完成焊口數量，將技術員每天重復性的探傷委托工作，通過計算機程序代碼自動生成探傷日委托，減輕技術員每天重復工作量。

提升數據管理方面：將焊工信息、焊縫信息、坡口檢測委托單、坡口檢測結果、無損檢測申請單、無損檢測委托單、焊后熱處理委托單、布氏硬度檢測委托單、返修焊后熱處理委托單、焊后熱處理報告等信息，按管道單線圖作為源頭通過管理信息系統自動歸集信息。管道焊接流程見圖4。

圖4 管道焊接管理流程

3.7 管道試壓包管理

管道試壓工作以管道施工過程相關數據資料作為支撐，如果數據資料不齊全，就無法正常開展試壓工作。通過建立試壓包管理機制（見圖5），將管道施工過程相關數據進行分類歸集，實時反饋試壓包內管道的焊接完成情況、探傷情況、焊口熱處理情況等，快速生成試壓所需資料，保證試壓工作的開展。

3.8 交工資料自動歸集管理

以管道單線圖為主線關聯料表、采購、合同、入出庫、合格證、管道預制、現場安裝、探傷委托等各類數據，通過計算機軟件自動歸集管理，生成交工資料，節省了大量人力的同時確保了數據的準確性。試壓工作開始時以試壓包為單位提交交工資料，通過試壓包批量打印功能，提高了工作效率，縮短了交工資料編制時間。

圖5 管道試壓包管理

4 ECP創新管理流程

在傳統施工過程管理流程基礎上，在計劃管理、采購模式、倉儲管理、倉儲防腐一體化管理、管道預制、現場安裝等流程上進行創新改進，見圖6。

圖6 管道施工全過程創新管理流程

5 ECP創新管理應用

為了保證創新管理內容及管理流程在項目管理中得到應用，與軟件公司開發出了工藝管道高效施工全過程管理信息系統，系統以管道單線圖為主線，貫穿于料表、物資計劃、采購實施、倉儲管理、防腐作業、管道預制、現場安裝以及交工資料管理等方面。

系統功能包括PDF管道單線圖自動識別生成料表，框架協議+采購訂單的快速采購，物資配料、備料，倉儲、防腐、預制、閥門試壓一體化收發管理，焊接信息全過程管理，試壓包管理，交工資料管理等功能。解決了施工企業各專業管理系統之間信息無法共享、存在信息孤島的局面，實現了工藝管道高效施工全過程管理。

6 ECP創新管理效率

通過工藝管道施工的創新管理內容、創新管理流程、創新管理應用，全面提升工藝管道施工全過程管理效率和效益。經過在筆者所在公司多個項目部施工現場應用以及工效測算，管理效率提升情況見表2。

表2 管理效率提升情況

7 結束語

工藝管道施工是石油化工工程中最重要的環節，經過項目管理實踐和經驗積累形成了ECP管理模式，對同類施工企業在工藝管道施工管理上具有借鑒意義和應用價值。