淺談海洋工程中的模塊化建造及質(zhì)量管理控制

劉中民　趙國華 王楊　杭建偉　李強　曾令青

摘要：目前模塊化建造在海洋工程設(shè)計和實踐中得到應(yīng)用，并且取得了較好的效果，模塊化建造模式也在日益受到關(guān)注和認(rèn)可。文章結(jié)合中海油海工項目實際情況，重點介紹了模塊化建造在海洋工程中的應(yīng)用，并結(jié)合近幾年從事模塊化建造積累的經(jīng)驗，從質(zhì)量檢驗的角度對如何提高模塊化建造中的質(zhì)量控制水平提出了一些觀點和意見。

關(guān)鍵詞：海洋工程；模塊化建造；質(zhì)量管理控制；中海油海工項目；項目管理 文獻標(biāo)識碼：A

中圖分類號：V698 文章編號：1009-2374（2016）05-0176-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.05.088

1 簡介

模塊化建造是相對傳統(tǒng)建造方法而言，已廣泛應(yīng)用在艦船武器系統(tǒng)、航天器和電子設(shè)備及大型裝備等領(lǐng)域，是對傳統(tǒng)設(shè)計方式和生產(chǎn)模式的創(chuàng)新和發(fā)展。隨著中海油承建了越來越多的海外項目，模塊化建造模式更為建造者們熟悉和使用，新的施工方法也為國內(nèi)海洋工程建造者們提供了新的思路和方法。目前中海油國內(nèi)海洋工程項目從設(shè)計和現(xiàn)場建造也開始了模塊化的嘗試和實踐，并且取得了較好的效果?？偨Y(jié)中海油海洋工程領(lǐng)域的模塊化建造主要體現(xiàn)在如下方面：（1）詳細(xì)設(shè)計模塊化；（2）加工設(shè)計模塊化；（3）設(shè)備制造模塊化；（4）施工建造模塊化。模塊化設(shè)計和建造不同于傳統(tǒng)建造，它需要設(shè)計、施工和管理各方都具備模塊化的管理思維、高效的設(shè)計建造水平和足夠的建造資源。設(shè)計和現(xiàn)場建造在制定方案時要充分結(jié)合現(xiàn)場管理人員水平、施工隊伍能力和現(xiàn)場資源配置。考慮施工、設(shè)計及管理成本和項目建造進度，對于重復(fù)性或相似性高的設(shè)施，目前都采用模塊化的方式設(shè)計和建造。

考慮到模塊化建造正在日益受到關(guān)注和認(rèn)可以及結(jié)合近幾年筆者從事模塊化建造積累的經(jīng)驗和認(rèn)識，本文將從現(xiàn)場實際的角度，重點介紹模塊化建造在海洋工程中的應(yīng)用，并從質(zhì)量檢驗的角度對如何提高模塊化建造中的質(zhì)量控制水平提出了一些觀點和意見，以期通過介紹和總結(jié)，達到相互學(xué)習(xí)和交流的目的。

2 模塊化建造定義

相對于傳統(tǒng)的現(xiàn)場建造，模塊化建造就是充分利用現(xiàn)有場地資源和重復(fù)利用以往資源，將相同的、重復(fù)的工作模式化和固定化，將簡單的、零散的工作集成化，以提高產(chǎn)品的效益、質(zhì)量，提高工作效率。具體實施手段就是通過詳細(xì)設(shè)計、加工設(shè)計、現(xiàn)場施工、產(chǎn)品制造等各個環(huán)節(jié)或每一個獨立環(huán)節(jié)，將不同的專業(yè)融合在一起，產(chǎn)品化地實現(xiàn)各個階段的一體化建造。最終利用大型運輸設(shè)備和吊裝設(shè)備，通過搭積木的總裝過程將不同的單元進行高效有序的總裝。

相對于傳統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計，模塊化建造就是將系統(tǒng)功能和使用環(huán)境相同或相似的設(shè)施進行模型化及系列化設(shè)計；對于新項目在確定設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)后，只需在設(shè)計庫中選擇相同或相近的類型進行適當(dāng)?shù)男薷募纯桑簧踔翆ο嗨贫群芨叩捻椖?，只需更改名稱，核實確認(rèn)后即可使用。

相對于傳統(tǒng)的加工設(shè)計，模塊化建造需要結(jié)合詳設(shè)圖紙、現(xiàn)場施工能力和資源等若干方面，盡可能地結(jié)合各專業(yè)進行一體化的設(shè)計，確保在滿足安全質(zhì)量的前提下，利用最少的資源取得最大的效益。模塊化建造過程的加工設(shè)計工作主要針對上部組塊及生活樓等大型項目總裝現(xiàn)場，它不受設(shè)計、產(chǎn)品制作的影響，對現(xiàn)場資源和施工能力水平要求較高。

3 適合范圍及具備條件

模塊化建造對項目的設(shè)計水平、管理水平和建造能力是一個很大的挑戰(zhàn)，適合規(guī)模較大的項目和重復(fù)性或相似性高的項目。對于海上設(shè)施，現(xiàn)場模塊化建造適用于平臺上部組塊的整體及分體建造、設(shè)備設(shè)施的撬裝制作、生活樓及鉆機系統(tǒng)的產(chǎn)品化預(yù)制等；詳細(xì)設(shè)計的模塊化建造則適合不同定員的生活樓系列設(shè)計、不同型號的鉆機模塊系列設(shè)計以及不同的設(shè)備設(shè)施撬塊系列設(shè)計等，使用時，不需要再重新設(shè)計，只需在已有的庫中選取適合本項目的類型稍作改動即可；加工設(shè)計的模塊化建造過程則主要針對上部組塊及生活樓等大型項目總裝現(xiàn)場，它不受設(shè)計、產(chǎn)品制作的影響，對現(xiàn)場資源和施工能力水平要求較高。海洋工程建設(shè)過程中，模塊化建造工作的實行至少應(yīng)滿足如下條件：（1）項目設(shè)計能力、管理水平和施工隊伍能力應(yīng)滿足模塊化的條件并能協(xié)調(diào)一致，這要求項目管理單位必須有完整及良好的項目管理體系，使項目各個環(huán)節(jié)能夠做到在管理上高效統(tǒng)一，在執(zhí)行上和諧緊湊，在施工中保證安全質(zhì)量；（2）應(yīng)有足夠符合建造條件的場地資源；（3）應(yīng)有足夠的符合運輸條件的設(shè)備機具；（4）應(yīng)有足夠符合吊裝條件的設(shè)備機具；（5）應(yīng)有足夠的項目后勤保障以適應(yīng)多個子項目的多專業(yè)化運轉(zhuǎn)；（6）相關(guān)各方必須有充分的模塊化建造理念。從長遠(yuǎn)來看，海洋工程項目將有越來越多的項目采用模塊化建造模式，這不僅有利于管理水平和施工能力的提高，更提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，縮短了施工周期，并為運營期間產(chǎn)品的維修與維護提供了可靠的保障。

4 常見模式及優(yōu)缺點

4.1 常見模式

常見的海洋工程固定設(shè)施模塊化建造模式主要有：

4.1.1 詳設(shè)設(shè)計方面：（1）項目單元模塊化，如不同系列的生活樓設(shè)計、不同系列的采修模塊設(shè)計、不同系列的鉆機模塊設(shè)計、不同系列的棧橋模塊設(shè)計、不同系列的火炬臂模塊設(shè)計等；（2）預(yù)制構(gòu)件系列化，如不同規(guī)格的斜梯系列設(shè)計、欄桿系列設(shè)計、地漏系列設(shè)計，以及舾裝構(gòu)件的系列設(shè)計等；（3）產(chǎn)品制作撬裝化，如將不同系列或不同類型的產(chǎn)品撬裝化設(shè)計，該方式的應(yīng)用目前已規(guī)?；俺B(tài)化。對于詳細(xì)設(shè)計在設(shè)計模塊化和系列化后，可以建立圖庫，將其通用化，設(shè)計時可以隨時調(diào)取。

4.1.2 加工設(shè)計方面：（1）將詳細(xì)設(shè)計的模塊化細(xì)化為現(xiàn)場加工設(shè)計；（2）依據(jù)總體建造方案和現(xiàn)場施工能力將平臺主體分解設(shè)計成若干建造模塊單元；（3）將場地公共資源模塊進行設(shè)計共享，如滑靴設(shè)計系列化、吊籠設(shè)計系列化等。

4.1.3 現(xiàn)場建造方面：所有的模塊化設(shè)計最終都反映到現(xiàn)場的模塊建造。期間均通過加工設(shè)計承上啟下和深入，但加工設(shè)計的模塊化設(shè)計范圍和程度又受到場地資源、施工機具及施工隊伍建造水平的影響，如預(yù)制結(jié)構(gòu)分片的大小、結(jié)構(gòu)立體化施工的程度、整體模塊建造的分割范圍等。

4.2 優(yōu)缺點

模塊化建造是一種先進的施工理念和方法，它能大大提高建造效率，降低施工成本，但受到自身局限性的影響，也不是所有的項目、隊伍和場地都能夠進行模塊化的建造。分析其優(yōu)缺點主要有：

4.2.1 優(yōu)點：（1）設(shè)計集成化，能夠大大提高詳細(xì)設(shè)計和加工設(shè)計的出圖效率。尤其對于重復(fù)性和相似性高的項目更為適合；（2）批量化的建造降低了企業(yè)成本，提高了施工效率和質(zhì)量；（3）多專業(yè)的同時施工有利于項目的統(tǒng)一協(xié)調(diào)；（4）主體及各專業(yè)釋放次數(shù)減少，減少了報檢次數(shù)，提高了涂裝效率；（5）高空作業(yè)次數(shù)減少，降低了安全隱患及安全成本。

4.2.2 缺點：（1）對項目總體管理水平要求高；（2）對施工場地資源要求高；（3）對施工隊伍能力要求高；（4）對加工設(shè)計人員要求高。所以在選擇采用模塊化的建造方法和使用范圍程度上應(yīng)有針對性的考慮，確保模塊化在施工方案上可行，在質(zhì)量運行上可靠。

5 質(zhì)量管理控制及注意事項

5.1 質(zhì)量管理控制

模塊化建造是對項目管理全方位的考核，效果好的模塊化建造過程需要業(yè)主方、建造方、設(shè)計方和檢驗方各方人員的有力配合，要求所有人員對模塊化施工理念有充分認(rèn)識。從模塊化建造的優(yōu)缺點可以看到，模塊化的成功應(yīng)用首先要保證模塊化在進度、安全、質(zhì)量、成本、效率等各方面的綜合效果要優(yōu)于傳統(tǒng)方法。而質(zhì)量是模塊化各隊伍能力的綜合體現(xiàn)，好的產(chǎn)品質(zhì)量對項目進度、成本和效率都有很大的影響。為降低模塊化施工導(dǎo)致的質(zhì)量隱患和風(fēng)險，模塊化的質(zhì)量管理除應(yīng)按照正常檢驗計劃執(zhí)行外，還應(yīng)做好如下工作：（1）各方要有健全的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制體系，尤其對于施工單位尤為重要；（2）各環(huán)節(jié)及現(xiàn)場施工隊伍要有嚴(yán)格按照批準(zhǔn)程序施工的觀念并能夠嚴(yán)格執(zhí)行；（3）每個現(xiàn)場需配備足夠的各專業(yè)質(zhì)量控制人員，確保各環(huán)節(jié)受控；（4）文件資料編制提交及報審要及時；（5）加工設(shè)計及現(xiàn)場質(zhì)量人員專業(yè)知識要強，避免各專業(yè)之間沖突而導(dǎo)致后果；（6）每個模塊釋放時，要求問題跟蹤及時及尺寸精度控制到位。

5.2 注意事項

現(xiàn)場質(zhì)量保證應(yīng)重點做好如下工作：（1）圖紙文件的有效性收發(fā)與跟蹤；（2）設(shè)備設(shè)施證書文件的收集及報審；（3）釋放前文件資料的同步性整理與簽署；（4）現(xiàn)場技術(shù)問題的跟蹤回復(fù)；（5）各專業(yè)及重要工序之間的節(jié)點控制；（6）各設(shè)計專業(yè)及現(xiàn)場之間的統(tǒng)一協(xié)調(diào)；（7）各專業(yè)質(zhì)量人員的統(tǒng)一調(diào)配；（8）數(shù)據(jù)庫龐大，做好文件資料的分類管理工作。

現(xiàn)場質(zhì)量控制應(yīng)重點做好如下工作：（1）嚴(yán)格按圖要求施工，減少返工現(xiàn)象的出現(xiàn)；（2）嚴(yán)格控制裝配尺寸和精度，防止總裝過程的偏差；（3）設(shè)計、施工和檢驗等各專業(yè)之間的現(xiàn)場協(xié)調(diào)配合；（4）材料的出場標(biāo)識及存放，避免模塊間的混用；（5）避免共性問題的重復(fù)出現(xiàn)；（6）涂裝前設(shè)備設(shè)施及舾裝構(gòu)件的防護；（7）模塊較多導(dǎo)致的焊口統(tǒng)計和數(shù)據(jù)庫錄入；（8）不同項目設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的變化引起的設(shè)計參數(shù)變化調(diào)整；（9）QC人員應(yīng)加強現(xiàn)場的溝通等。

6 結(jié)語

總之，模塊化建造是對項目管理的綜合性考核，是未來海洋工程建設(shè)的一種趨勢，正在日益受到關(guān)注和認(rèn)可。作為現(xiàn)場模塊化項目實施的管理者和施工者，要想成功地做好模塊化管理工作，必須樹立模塊化建造的理念，從設(shè)計、施工各個環(huán)節(jié)完善體系，積累經(jīng)驗。同時質(zhì)量體系良好的運行是模塊化管理的核心，只有切實提高質(zhì)量合格率才能享受模塊化建造帶來的高效率和低成本。本文只是結(jié)合筆者近幾年從事模塊化建造工作積累的經(jīng)驗和認(rèn)識，希望通過介紹和總結(jié)，達到相互學(xué)習(xí)和交流的目的。

參考文獻

[1]海上固定平臺規(guī)劃、設(shè)計和建造的推薦作法（API 2A）[S].

[2]中國船級社.材料與焊接規(guī)范（2009）[S].

作者簡介：劉中民（1977-），男，遼寧丹東人，海洋石油工程（青島）有限公司質(zhì)量控制部經(jīng)理，工程師，研究方向：海洋工程與質(zhì)量控制。

（責(zé)任編輯：王 波）