海洋工程深水項目權重分配方法研究

董兆佳，郭 慶，高軒鵬，孫志廣，王 崴

海洋石油工程股份有限公司，天津 300461

計劃進度曲線是反映項目在每個統計周期計劃完成百分比的重要工具，按照WBS逐級進行權重分配是編制進度曲線的關鍵步驟，而權重分配的方法，尤其是對一級WBS權重的劃分[1]，直接影響進度曲線在每個統計周期的取值，進而反映項目在不同階段所占項目整體的重要程度[2]。

常規海上油氣平臺總包工程項目（以下簡稱常規項目）的一級WBS劃分[3]按照板塊分為：設計、采辦、建造、海上安裝和連調[4]。項目前期主要工作是平臺和海底管道的設計和材料采辦，中期主要工作是平臺和導管架的陸地建造，后期主要工作是平臺和導管架的海上安裝和連調。設計和采辦的工期在全項目周期中占比較短，所投入的人力少，費用占比低，因此設計和采辦的權重與陸地建造和海上安裝的權重相比較，一般取值較低；而項目中期陸地建造工期長，人力投入多，費用占比高，陸地建造權重取值相對較高。項目后期進行海上安裝，此階段工期較短且大型資源投入密集，權重取值介于建造與設計或采辦之間。各板塊權重由高到低依次為：建造＞安裝＞采辦＞設計＞連調，采用這種一級WBS權重取值趨勢所編制生成的計劃曲線[5]，尤其是在建造和安裝這個具有重大宣傳意義的節點時，較為符合海上油氣平臺總包工程的形象進度。

工程形象進度是按工程的主要組成部分，用文字或實物工程量的百分數，簡明扼要地表明施工工程在一定時間點上達到的形象部位和總進度。形象進度與工期進度相接近，例如在工期進行至總工期一半時，形象進度完成在40%～60%之間，即控制在±10%內。海洋工程項目的形象進度往往體現在陸地建造和海上安裝這兩個階段。常規項目權重分配方法有：費用分配法、人工時分配法和經驗模板法，這三種方法如果用在海洋工程深水項目（以下簡稱深水項目）中，由于方法本身的局限性，無法匹配形象進度。

1 常規方法的特點及局限性

1.1 費用分配法的特點

費用分配法，是將所有工作項根據定額和工作量，計算各工作項所需費用，然后逐級向上匯總出各級WBS權重[6]。費用分配法是目前國際上最為常用的權重分配方法，是項目管理采用贏得值衡量工程進度和費用狀況的前提[7-8]。然而，費用分配法不適用于對費用較為敏感的工程項目，因為相關方一旦從某些渠道獲取某項或某幾項工作的費用，則可通過權重分配，反算出工程中其他工作項的費用，且不利于項目變更的談判[9]。

1.2 人工時分配法的特點

人工時分配法是將工程施工過程中最重要的生產要素——人，作為權重分配的基礎，不考慮“機”和“料”的投入，根據現有定額，僅計算人工時投入的占比，計算WBS的權重。人工時分配法的優點是僅考慮人工時單一要素[10]，計算范圍較為集中，不考慮其他要素，相比費用分配法節約時間。人工時分配法與費用分配法相比，適用范圍有限，在總包項目中，適用于設計和建造板塊，這兩個板塊都以人為主要生產要素。對于采辦板塊，人工時并不適用于劃分采辦權重。在實際的物資采辦過程中，1萬元的物資和100萬元的物資都由固定的1個或幾個采辦工程師執行，但采辦金額的不同，對項目的間接影響程度也不同[11]，因此采辦板塊適合采用費用分配法。海上安裝板塊最重要的生產要素是船舶，而不同船舶的船天單價又相差較大，通過將單價和船天換算為費用，就可以比較工作項的重要程度，因此海上安裝板塊適合采用費用分配法。

1.3 經驗模板法的特點

經驗模板法是由行業專家采用德爾菲法，按照常規項目形象進度趨勢編制固定的權重分配模板，滿足“建造＞安裝＞采辦＞設計＞連調”的分配趨勢。例如表1中給出的權重分配是某公司項目管理部所提供的常規項目參考模板。該方法的優點在于使用簡便，非常適合快速跟進項目，不用考慮權重計算因素，可以直接套用，便于計劃工程師立刻開展后續的計劃管理工作，節約了大量的計算時間。經驗模板法的缺點是不能與費用對應，項目無法進行贏得值計算；另外，模板法因為使用固定分配數據，使結果缺乏計算依據。

表1 常規項目權重分配經驗模板

1.4 常規方法的局限性

以上三種方法常用于常規項目，即絕大多數都是以導管架為樁基的海上油氣平臺，在項目費用占比、平臺單體的建造施工流程、各板塊的銜接步驟等都較為相似。而對于深水項目，設計形式、施工周期、安裝步驟，甚至是取值趨勢，相比常規項目存在較大差異。深水項目多以“FPSO+水下管匯/固定平臺”形式或“半潛平臺+水下管匯/固定平臺”形式。項目前期設計和采辦的周期比常規項目大幅延長；建造階段比常規項目增加水下管匯、跨接管、錨樁和水下終端/連接器等設施，人工時分配較為分散；安裝階段，相比常規項目，施工周期分布在連續的幾個年度內，相應的費用也大幅增加[12]。

由于深水項目海上安裝費用占比高，如使用費用分配法，安裝板塊的權重過高，整體進度曲線前緩后陡，不符合總包項目形象進度趨勢；采用人工時分配法，無法在一級WBS層級衡量建造人工時和安裝船舶船天的關系；經驗模板法由常規項目總結而來，直接套用在深水項目則缺乏統計數據支持。

2 “費用-關鍵路徑”綜合法原理

為了適應我國深水項目的需求，提升深水項目建設能力，在海洋石油工程股份有限公司承攬的陵水17-2氣田開發工程總包項目計劃管理過程中，研究制定了一套適合深水項目一級WBS權重分配的方法，即“費用-關鍵路徑”綜合法，該方法計算的權重分配符合各板塊的取值趨勢，并成功應用于項目計劃管理。經過項目實踐，認為可以較好地體現深水項目的形象進度，順利完成項目計劃編制以及進度控制。

“費用-關鍵路徑”綜合法以費用分配法為前提。首先，計算總包項目各板塊費用占比；然后，通過Primavera P6軟件[13]計算得出項目計劃中各板塊關鍵路徑天數[14]；最后，用各板塊費用占比乘以該板塊關鍵路徑天數[15-17]，再除以總包項目關鍵路徑總工期，所得比例分配作為各板塊的權重[18]。該方法也可以看作用費用占比作為調整系數，調整各板塊關鍵路徑占比的權重。“費用-關鍵路徑”綜合法計算各板塊一級WBS權重的公式如下：

式中：i表示所需劃分權重的板塊，w表示權重，c表示費用占比，d表示關鍵路徑天數。

3 “費用-關鍵路徑”綜合法應用

在陵水17-2總包項目計劃編制時，利用“費用-關鍵路徑”綜合法進行權重分配。首先，計算項目各板塊費用占比，計算結果見表2；其次，通過Primavera P6軟件計算關鍵路徑，計算結果見表3；最后，根據式（1）計算得出權重分配。

表2 項目費用占比

表3 項目關鍵路徑天數

3.1 關鍵路徑描述

項目總包工期從2018年3月1日詳細設計啟動，到2021年9月15日油田投產，共計1 294 d，項目三級計劃由Primavera P6編制，一級WBS分為設計、采辦、建造、安裝、連接調試五個部分，各板塊作業之間建立邏輯關系。計劃編制完成后，利用Primavera P6軟件中的“F9”進度計算功能，生成項目關鍵路徑[19]。

設計板塊：項目2018年3月1日啟動詳細設計，然后經歷PFD圖紙、PID圖紙、重控報告、總體布置圖、3D模型30%審查和60%審查，到2019年2月22日設計提交主結構準0版圖紙用于主結構鋼材采辦，為項目關鍵路徑的設計部分，歷時358 d。

采辦板塊：從2019年2月22日設計提交主結構準0版圖紙后，進入主結構鋼材的采辦流程，期間經歷主鋼材采辦申請，采辦發標、收標、評標、中標、合同簽訂，根據訂單開始主結構鋼材的生產，分批次提交料單、分批次生產到貨，至2019年10月8日主結構鋼材到齊，此段時間均為項目關鍵路徑的采辦部分，歷時228 d。

建造板塊：從2019年10月8日主結構鋼材到齊，進入半潛平臺上部模塊的陸地建造部分，其間經歷上部模塊甲板片預制、上部模塊甲板總裝、上部模塊陸地建造、船體與上部模塊集成，至2021年1月14日合攏全部完成并具備拖航條件，為項目關鍵路徑的陸地建造部分，歷時464 d。

安裝板塊：從2021年1月14日合攏全部完成并具備拖航條件，開始半潛平臺拖航、南海就位、錨鏈回接張緊、SCR立管鋪設、水下管匯的跨接管和飛線安裝，至2021年4月30日臍帶纜鋪設完成，為項目關鍵路徑的海上安裝部分，歷時106 d。

連調板塊：從2021年4月30日臍帶纜鋪設完成，開始SCR和臍帶纜的回接調試，海底管道排水、干燥、惰化，透平發電主機的燃氣調試，半潛平臺與水下控制系統聯合調試，至2021年9月30日投產，為項目關鍵路徑的連接調試部分，歷時153 d。

3.2 權重分配結果

權重分配結果見表4。

表4 權重分配結果

由表4可知，如果一級WBS權重使用費用分配法，在陸地建造完成時，項目總體進度為6.01%+15.28%+21.10%=42.39%，而工期百分比為（358+228+464）/1 309=80.21%，偏差較大。如果一級WBS權重按照“費用-關鍵路徑”綜合法計算分配，預計在陸地建造完成時，項目總體進度為70.69%，與工期百分比80.21%比較，偏差控制在10%以內。

在項目實際運行中，由于海上安裝費用占比高、工作量大，海上安裝分別于2020年和2021年兩個年度內完成，截至2021年1月14日（陸地建造完成時）項目總體進度為90.06%，與80.21%相比仍然控制在10%內。

4 結論

在陵水17-2這類典型的海洋工程深水項目管理中，在陸地建造和海上安裝重大節點完成時，通過“費用-關鍵路徑”綜合法計算的項目進度，與工期百分比的差值可以控制在10%以內。深水項目采用“費用-關鍵路徑”綜合法進行權重分配，可以彌補常規權重分配方法的不足，不僅有完整的計算依據，并且能夠在分階段關鍵路徑完成時，與項目形象進度相匹配。