基于核心技術應用的LNG 工程設計協同化管理機制研究

竇星DOU Xing

（中海石油氣電集團有限責任公司技術研發中心，北京 100028）

0 引言

隨著中國液化天然氣行業進入高速發展期，國內LNG 工程項目尤其是LNG 接收站項目的數量和規模都在呈快速增長的趨勢。相比國外（尤其是歐洲、美國、日本等），國內的LNG 接收站項目建設起步較晚，且幾乎所有的大型LNG 接收站都需要引進部分國外制造的重要工藝設備（如LNG 潛液泵、氣化器、高壓泵等）[1]。在2014 年之前，國內LNG 接收站和儲罐工程項目多數都采用了外方為牽頭方的設計施工總承包或EPC 總承包的模式。近年來，伴隨著國內LNG 領域多項關鍵核心技術的突破和重要工藝設備國產化的發展，以及國內LNG 工程公司在行業內工程建設經驗的逐步積累，越來越多LNG 接收站項目的設計和施工開始由國內公司牽頭承攬。以作為接收站核心設施的大型LNG 儲罐為例，隨著國內企業逐步掌握了從單容罐、雙容罐到混凝土全容儲罐，從3 萬方到22 萬方甚至27 萬方超大型儲罐設計與建造的關鍵核心技術，國內LNG 儲罐的設計與建造開始越來越多地由國內承包商獨立承攬完成，在建設成本、技術先進性甚至綜合業績等許多方面甚至能夠領先于國外的知名承包商。

隨著LNG 工程設計與建造領域技術的不斷發展和競爭的不斷加劇，近年來也出現了由多家國內公司形成聯合體作為主體開展LNG 接收站工程EPC 總承包的實踐?？傮w上看，這種聯合體的形式能夠有助于資源的整合和經驗的互補，從而提升市場競爭力，但這種合作模式也會面臨一定的挑戰，例如由于不同公司管理模式、制度要求甚至技術標準方面的差異，可能導致在作為聯合體承攬項目時存在業務信息溝通不暢、資源調配遲滯、管理效率下降和配合不夠緊密等方面的問題。

基于上述背景，本文將以最大化降低管理成本、提升管理效能為出發點，探索在核心技術主導的LNG 工程設計中，對協同化管理的理念進行實際應用的可行性及基本模式。

1 協同化管理的理念及其應用機制

1.1 協同化管理的基本理論

協同化的理念最早誕生于二十世紀，其基礎核心是將某一特定范圍內相互聯系的事物看作一個由多分支系統所構成的整體，這些分支系統和主體間存在有機的相互聯系，并按照一定的既有規律運行。作為一個整體，發展的需求和趨勢決定了各分支系統需要不斷整合、協作并最終達到諧調，而這種使不同對象從相對獨立無規則的發展轉變為互相影響、互相合作并同步發展的作用即為協同。

隨著工業技術的發展和現代化管理理論的逐步成熟，上世紀七十年代，在多學科研究和系統科學的基礎上，誕生了協同化管理的理論，并在運用的過程中逐漸形成了系統化的結構和體系。協同化管理理論的本質是通過使不同獨立系統或單體進行時間、空間、功能、結構或信息的組合與同步，來產生從競爭狀態到合作狀態再到協調狀態的演變，從而更好地解決單個主體在管理中常遇到的“信息孤島”、“應用孤島”和“資源孤島”三大問題，實現資源、信息、業務的協同，大幅提升管理效率和質量。（圖1）

圖1 協同化管理模型示例

1.2 協同化管理在LNG 工程設計中的應用機制

1.2.1 基于核心技術應用的LNG 工程設計

核心技術作為一個管理學概念，一般指在一定基礎理論的支撐下，按照確定的技術路線使某一產品實現的關鍵技術或工藝，其一般具有開發投入較高、周期較長和不可復制的特點。正是因為有這些特點，核心技術往往也是企業最具用戶價值的能力和技術積累的體現。對于LNG 項目的工程設計來說，核心技術是最具有引領作用和技術價值的部分，也是決定項目最終成果質量的最關鍵因素之一。

以常規的陸上LNG 接收站項目來說，列舉幾項目前國內較為領先的有關其工程設計的核心技術內容如下：

①LNG 儲存與外輸系統的工藝設計（如考慮各類工況下的罐容、儲罐液位控制點計算，罐內低壓泵的配置方案、數量與參數計算，高壓輸送系統的配置與計算，槽車外輸系統設計等）；

②LNG 儲罐結構設計與整體解決方案（如儲罐的三維全模型和多點接觸有限元計算，LNG 液體與內罐流固耦合模擬，儲罐地震響應計算與結構校核，基于承載力計算的外罐配筋設計，關鍵罐體結構低溫應力下疲勞失效及壽命分析等）；

③BOG 處理與壓力泄放系統設計（如不同操作模式下的BOG 產生量計算，BOG 壓縮機與再冷凝器選型，考慮極端工況下的壓力安全閥、真空安全閥、熱力安全閥計算，火炬排放系統設計等）；

④工藝管道設計（如低溫管線的應力分析，工藝管道管徑與保冷厚度計算等）。

不難看出，這些核心技術內容對于LNG 接收站項目的總體技術方案，以及接收站從設計、施工到運行和維護的全生命周期都有著至關重要的影響。因此，無論在國內還是國外，LNG 工程設計通常都是以關鍵核心技術的應用作為基礎和前提來開展的。

1.2.2 協同化管理的應用機制

對于LNG 項目的工程設計來說，使協同化管理發揮作用的核心，是將協同管理理論中“網狀信息”、“業務關聯”和“隨需而應”的三種基本方法在設計管理（包括界面管理、進度管理和質量管理三個主要方面）的整個流程中進行具體應用[2]。

①網狀信息。

在信息時代，對于任何一個個體（無論是企業還是個人）來說，其內部的信息都是海量且相互關聯、時刻變化的。不同主體在開展某項具體工作時，其信息常以某種形式被封閉在特定范圍內（如某一數據庫或信息平臺）。對于LNG 項目的工程設計來說，通常需要多個主體配合完成大量的工作，而協同化管理旨在提供一種方案來使不同主體間分散的、不規則存在的信息被整合成一種網狀結構，每個信息節點之間依靠一定的業務關系或邏輯關系進行關聯，從而突破“信息孤島”的制約，使重要的信息能夠更及時被檢索、訪問和掌握。

例如，在開展接收站詳細設計工作時，涉及到的信息相關方通常會包括業主、各承包商（包含總包商和設計、施工及其他各類分包商）、設備廠家（也包含其分包商）、第三方機構（如開展外部審查、第三方安全評價的機構）等，每個相關方又會包含大量與項目相關或無關的信息。

在設計管理尤其是設計界面和進度管理時，如何對這些海量信息進行有效獲取、篩選和分析處理，保證其完整性、準確性、關聯性和時效性，無疑是最大的挑戰，也是影響管理效能的關鍵。如果建立一種以項目需求為核心的統一的信息管理平臺，作為對項目有效信息進行發布、傳遞、收集、關聯、檢索和訪問的主體，并科學、合理地設置各類信息權限層級和管理流程，就可以形成基于項目的“有效信息網狀結構”，從而更有效地解決這一問題，這也符合協同化管理理論中“網狀信息”的思想。

②業務關聯。

如果把企業看作一臺精密運轉的機器，其內部各業務環節就如同機器上的各個部件，存在著時間上的先后、空間上的交叉以及功能和結構上的相互聯系。當任何一個部件出現問題，都可能對整臺機器的運轉造成影響，對于一個工程項目來說也是如此。

對于LNG 工程項目來說，這種業務關聯的關系在進度控制與管理的方面體現得尤為突出。在EPC 項目設計、采辦和施工三個重要環節中，雖然通常設計進度所占的權重比相對最低，但作為整個工程項目的龍頭，設計進度是否能夠按計劃推進，對后續的采辦和施工進度都有著重要的影響和制約作用[3]。在項目管理的實踐中已經充分證明，設計進度管理的質量（例如設計輸入是否及時準確、上下游條件能否流暢傳遞、合同約定的進度安排及里程碑節點是否合理可行、預期成果文件清單及其權重設置是否科學等），對于整個項目執行效果的影響會遠遠超過其表面上的權重值數據，對于多個主體協同開展的設計工作，這種影響會更加復雜和明顯。

基于以上原因，無論是制定項目設計進度計劃，還是在實際執行過程中，都需要從系統化的角度出發，將項目工作看作一個有機整體，將設計與采辦、施工結合起來。根據業務間互相影響的特點來進行管理與決策，例如充分考慮長周期設備、材料的采購對于鎖定設計輸入和保障項目施工的雙向影響，再比如對于可能造成方案重要影響的專項工作（例如影響工藝方案的HAZOP 分析和影響總體布置的定量風向分析等）要制定專門的執行和響應計劃。另外，對于多個主體協同開展的設計工作，還要根據設計界面管理狀況和進度執行計劃進行綜合考量。這種全局性、系統性的管理思路能夠更好地體現協同化管理中“業務關聯”的特點。

③隨需而應。

任何系統的運作都需要依賴于資源，人、財、物、時間、信息等共同構成了資源的基本要素。當不同主體需要依靠協同來完成一項工作，資源的準備與合理分配就會對最終的完成效果產生影響，同時，資源是否能夠在合理的范圍內得到最大化的應用，也決定了一項工作所需的投入，并最終影響到產出的效能（投入產出比）。

協同化管理中“隨需而應”的思想就是在此基礎上，根據完成工作所需資源種類（而非資源所屬的不同個體）來進行統籌規劃與合理分配，一定程度上突破不同個體間的壁壘，從而使最適合的資源以最及時有效的方式被利用，進而最大化地發揮資源價值。這種方法需要建立在信息充分共享，業務緊密聯系的協同化管理流程基礎上，即需要以“網狀信息”和“業務關聯”為前提。

2 實踐中的應用案例分析

2.1 案例背景

本文將以中國海油旗下的三家單位所組成的聯合體在承攬國內LNG 接收站EPC 項目時所開展的設計協同化管理實踐作為案例進行簡要分析。

三家單位長期從事LNG 技術研發或工程設計與管理的相關工作，擁有深厚的技術、業績與經驗積累，但由于業務側重有所差別，所以也具備不同的特點，為了充分發揮三方各自優勢，在信息共享、業務關聯、資源協同三個方面形成合力，擴大在行業內的影響力和競爭力，同時也為了積累寶貴經驗，更好地為后續項目服務，三家單位共同開展了工程設計協同化管理的探索和實踐，以“1+1+1＞3”作為目標開展合作，并承擔了不同的角色。

表1 三家單位特點及承擔的角色

2.2 執行主體與管理內容

在確立基本分工后，還需要一套合理可行的實施方案來作為協同化管理的抓手。本文所述實踐所采取的方案是在三方現有基礎上，設立一個專門針對于工程項目業務開展的非獨立的工程設計協同化管理機構。該機構作為三方聯合體所承攬的各LNG 工程項目協同化管理的執行主體，其成員由三方業務相關人員共同組成，依托三方共同建立的信息共享與項目管理統一平臺，能夠調配開展具體工作所必要的管理資源。

從協同化管理的角度出發，該機構還被細分出若干個具體的管理功能，其基本邏輯如圖2 所示。

圖2 工程設計協同化管理邏輯示意

2.3 實現的管理功能

2.3.1 基于網狀結構的信息共享平臺的實現

①通過數字化的信息管理架構和體系，建立以項目為核心的信息網狀結構，以及三方共享的統一信息管理平臺；

②根據項目需求，制定信息處理、傳遞和訪問的流程，并對平臺進行數據接口、模塊和功能的擴展與維護。

2.3.2 LNG 工程核心技術的深度應用

①梳理核心技術范圍及內容，制定工程設計技術應用的標準流程和要求；

②對項目實施過程中的技術問題進行收集、分析和整理，編制工程設計手冊，固化項目經驗與技術成果；

③探索新技術應用，針對項目所涉及的新技術、新工藝、新產品進行專項研究及推廣；

④基于核心技術應用，對設計方案與成果進行風險管控和技術把關。

2.3.3 LNG 工程設計的標準化、數字化提升

①梳理設計管理體系與技術標準，統一設計流程，推動標準化管理創新模式在LNG 工程項目中的應用；

②推進LNG 項目數字化設計、交付及數字化工廠應用。

2.3.4 資源的統籌協調與按需分配

①根據項目執行情況，制定關鍵任務清單，跟蹤落實重點工作目標，進一步明確項目資源需求；

②統籌三方物資、人力、信息等資源，建立資源儲備庫，根據項目需求進行合理分配，最大化發揮資源的價值。

2.3.5 管理創新經驗的積累與管理能力提升

①在實際項目執行過程中，提煉協同化管理創新模式的應用經驗與成果，實現管理能力的進一步提升；

②對協同化管理的關鍵方法與流程進行總結與固化，為后續LNG 項目工程設計與管理提供參考。

3 小結

LNG 項目對于安全性、可靠性要求高，基于核心技術應用的工程設計管理難度大，對質量、進度要求十分嚴格。引入協同化管理理念并對其應用機制進行研究，對于優化管理流程、提升管理效能是非常有益的嘗試。本文以實際項目中應用工程設計協同化管理的實踐為案例，對其中的基本原理和關鍵方法進行探索，并對其中的問題與經驗進行了總結，具有一定的創新和參考意義。