EPC項目材料管理軟件應用探索

徐 聰

(中國五環(huán)工程有限公司，湖北 武漢 430223)

從整體上來看，我國EPC項目的材料管理水平在專業(yè)化和信息化程度上都日漸趨同。目前，工程公司主流的VPRM材料管理軟件，由于不能與材料控制環(huán)節(jié)和工作流程匹配和結(jié)合，無法有效滿足材料控制的需求；傳統(tǒng)的EXCEL能完成數(shù)據(jù)的收集和統(tǒng)計，卻無法進行有效的數(shù)據(jù)管理；MARIAN的應用需搭建軟件平臺部署適配的三維設計系統(tǒng)SP3D，且對設計標準有嚴格的要求。中國五環(huán)工程有限公司(以下簡稱“中國五環(huán)”)作為化學工業(yè)領域重點骨干科技型企業(yè)，自2007年起即開始了材料管理信息化之路的探索，從起初引進AVEVA公司的VPRM軟件，到2013年開啟自主研發(fā)，經(jīng)過多個EPC項目的實踐與改進，現(xiàn)已形成了一套獨有的、貼合工作實際的材料管理軟件平臺及配套的管理體系。本文通過案例分析的方式對軟件的研發(fā)與應用改進歷程進行了闡述，通過數(shù)據(jù)對軟件的應用效果進行了論證，并提出了軟件后續(xù)的改進方向，本文的研究成果對工程公司和“交鑰匙”總承包工程項目的材料管理具有指導和參照意義。

1 EPC項目材料管理的難點

1.1 材料數(shù)量大、種類多、管理難度大

EPC項目材料種類多、數(shù)量大、到貨批次多、出入庫頻繁，在倉庫管理人員配備相對不足、倉儲條件有限的情況下，依靠傳統(tǒng)的人工作業(yè)、手工記賬、EXCEL記賬的方式，效率低、靈活性差，無法建立數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，信息流轉(zhuǎn)不及時、不準確的情況時有發(fā)生。

1.2 材料管理環(huán)節(jié)多、周期長、管理要求高

EPC項目完整的材料管理流程涉及設計、采買、監(jiān)造、物流、倉儲及材料發(fā)放等過程，材料信息則循序漸進地貫穿于整個流程，每一個環(huán)節(jié)都存在數(shù)據(jù)的交換和流轉(zhuǎn)，任何一個環(huán)節(jié)脫節(jié)都會導致材料信息鏈的中斷，無法反應出材料在各個環(huán)節(jié)的真實狀態(tài)。

1.3 材料管理信息化程度不高、易失真

在項目正式運用材料管理軟件以前，材料信息都是通過紙質(zhì)單據(jù)流轉(zhuǎn)、EXCEL記賬的形式，在實際操作中往往會出現(xiàn)材料信息漏登記、錯登記等問題，且紙質(zhì)單據(jù)若保管不善容易造成遺失、損壞，信息的登記存在滯后性，導致賬實不符、信息失真。

2 引進VPRM軟件的應用探索

為提高項目材料管理信息化水平，打破傳統(tǒng)管理方式的瓶頸，2007年中國五環(huán)引進了AVEVA公司的VPRM軟件，并開始在貴州天福項目試用，后又陸續(xù)在神寧聚甲醛項目、鶴壁1，4丁二醇項目、開封龍宇三期聚甲醛項目及越南北氮改擴建項目中推廣使用，期間進行了一系列的功能開發(fā)，建立了公司級的材料編碼庫，積累了倉庫信息化管理的經(jīng)驗，同時也發(fā)現(xiàn)了一些VPRM軟件在實際應用中的不足。

2.1 VPRM軟件的開發(fā)

(1)設計階段。實現(xiàn)PDMS與VPRM軟件的聯(lián)用和數(shù)據(jù)互導，為后續(xù)工作提供材料表數(shù)據(jù)源。采購編碼作為材料的唯一標識貫穿整個項目周期。

(2)采購階段。通過VPRM請購模塊編制請購量單MR，采購模塊接收MR數(shù)據(jù)，編制采購計劃、詢價清單、詢價、評標、催交和運輸信息，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的信息化管理。

(3)現(xiàn)場管理階段，對倉庫進行了規(guī)劃分區(qū)，幫助倉庫管理人員制訂了工作流程，根據(jù)實際進出庫情況輸入到貨單、出庫單和退庫單等單據(jù)，處理現(xiàn)場增補的采購合同。幫助現(xiàn)場工程師查詢庫存信息和進出庫歷史記錄，減少材料申領和審批錯誤。

(4)在VPRM應用過程中，結(jié)合工程需求，陸續(xù)開發(fā)了報表查詢系統(tǒng)、管道材料輸入系統(tǒng)和簡易倉庫管理系統(tǒng)，輔助VPRM軟件對工程進行材料管理。

(5)工程項目通過VPRM的應用，形成一個有記錄材料完整生命周期的數(shù)據(jù)庫，包括材料在各階段的狀態(tài)信息，為項目數(shù)據(jù)核查和復用提供技術(shù)支持。

2.2 VPRM軟件的應用成效

(1)編制了《公司級材料編碼框架》。建立了公司級的材料編碼規(guī)則、公司級材料編碼庫和材料等級庫。

(2)三維設計軟件PDMS與VPRM聯(lián)合應用。實現(xiàn)了PDMS和VPRM的數(shù)據(jù)相互傳導。

(3)總結(jié)出一套有效的軟件應用流程。明確了建模材料和非建模材料的數(shù)據(jù)導入方式和規(guī)則。

(4)形成了一套項目數(shù)據(jù)庫。通過VPRM軟件進行自動分包編制成請購單，編制采購計劃和合同量單，整個數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)隨著項目的運作實時更新。

(5)積累了倉庫信息化管理經(jīng)驗。建立了線上線下統(tǒng)一的貨位編號規(guī)則，系統(tǒng)出具帶有材料編碼和對應描述信息的領料單。

2.3 VPRM軟件應用中的不足

VPRM軟件的應用雖取得了一定成效，但受其軟件架構(gòu)的影響，無法與設計軟件、項目集成管理軟件、五環(huán)BPM等主要系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)集成。同時使用點數(shù)受限，無法滿足多項目多人員共同使用的場景。

3 材料管理軟件的自主研發(fā)

2012年5月，為了加強材料管理，中國五環(huán)在項目控制部中設置材料控制專業(yè)，目的是通過信息化、精細化的管理模式，對工程項目的設備材料進行更加規(guī)范有序的管理，在VPRM軟件應用的基礎上，中國五環(huán)自主研發(fā)了符合公司實際工作需求、貫穿整個材料管理工作流程的材料管理軟件。

3.1 材料管理軟件研發(fā)的總體規(guī)劃

3.1.1軟件研發(fā)的目的

(1)以三維模型PDMS的數(shù)據(jù)為源頭，提升材料信息的準確性與規(guī)范性，提升材料信息在各環(huán)節(jié)的流轉(zhuǎn)效率。

(2)提升現(xiàn)場倉庫的信息化管理水平，增強材料的可追溯性，降低材料損耗。

(3)加強項目材料的控制管理，準確掌握各階段材料的數(shù)量與進度，為項目決策提供依據(jù)。

(4)對項目管道材料進行管線匹配與發(fā)料，為現(xiàn)場施工決策提供依據(jù)。

(5)形成公司級項目材料數(shù)據(jù)庫，為未來項目報價、信息查詢提供數(shù)據(jù)支持。

3.1.2軟件的定位

中國五環(huán)的材料管理軟件是以工程材料管理為核心的企業(yè)資源管理系統(tǒng)。通過軟件自主研發(fā)，將傳統(tǒng)的文件型量單轉(zhuǎn)化為關系型數(shù)據(jù)，細化數(shù)據(jù)管理的顆粒度，提升數(shù)據(jù)的價值。同時規(guī)范數(shù)據(jù)的輸入和輸出，減少材料在匯料、請購、采買等階段的輸入錯誤，幫助現(xiàn)場查詢庫存和進出庫歷史記錄，減少材料申領和審批錯誤。

3.1.3軟件的功能模塊

根據(jù)材料管理軟件的整體規(guī)劃，軟件功能主要包含的基本模塊包括材料表管理模塊、請購管理模塊、采購管理模塊、監(jiān)造管理模塊、物流管理模塊、倉儲管理模塊。同時需預留接口，與供應商門戶軟件、采購管理軟件、OA平臺、采購價格庫軟件和項目控制軟件做深度集成。材料管理軟件的功能流程見圖1。

圖1 材料管理軟件的功能流程

3.2 材料管理軟件的應用與發(fā)展

中國五環(huán)材料管理軟件采用研發(fā)與應用同時進行的策略，軟件緊密結(jié)合項目實際需求進行功能研發(fā)，在應用的同時反饋新的功能需求和改進意見，使軟件功能與現(xiàn)場實際工作和材料流程都十分契合，并且功能不斷完善，易用性不斷提升，真正做到軟件服務于工作，提高了材料管理工作的效率和質(zhì)量。

3.2.1軟件在“金新”技改項目的模塊試用

自2013年啟動軟件自主研發(fā)以來，軟件研發(fā)團隊緊鑼密鼓地進行功能模塊的開發(fā)與測試，2014年初即完成了軟件的材料表模塊和請購管理模塊(見圖2)，隨即在金新技改項目中啟動了模塊的應用測試工作，項目組積極配合，材料控制管理師組織管道和材控專業(yè)在軟件上開展了材料表導入和生成請購單的工作，同時開發(fā)團隊對應用過程中反饋的問題進行了優(yōu)化和改進，為軟件在后續(xù)項目的正式使用提供了支撐。

圖2 材料管理軟件的請購管理模塊

3.2.2軟件在印尼PKG合成氨尿素項目的應用

通過軟件研發(fā)團隊和材料控制團隊的不懈努力，中國五環(huán)自主研發(fā)的材料管理軟件于2015年11月正式通過公司驗收，為了檢驗材料軟件的實用性，公司隨即決定在印尼PKG合成氨尿素項目進行全面實踐應用。

(1)軟件的應用成效。印尼PKG合成氨尿素項目借助材料管理軟件，從PDMS導入材料表開始，貫穿請購管理、采購管理、現(xiàn)場倉庫管理，實現(xiàn)材料數(shù)據(jù)從設計到施工領用的貫通。從材料管理的效果上看，印尼PKG項目在完工時，倉庫材料所剩無幾，這也標志著材料管理軟件首次在境外EPC總承包項目中得到成功應用。

(2)軟件應用的功能改進。首次實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫異地部署和自動同步，在軟件的分布式部署應用方面做了開創(chuàng)性的嘗試，同時首次在材料管理軟件中實現(xiàn)了按管線發(fā)料的功能(見圖3)，把材料按照管線施工圖放給施工單位，施工單位則按照所發(fā)材料對應的單線圖進行施工預制，有效提升了現(xiàn)場管道材料的施工管理水平。材料管理軟件在印尼PKG合成氨尿素項目的使用，是軟件首次在海外項目進行全面應用，在取得了一定成績的同時也不可避免地暴露出一些問題，集中表現(xiàn)在軟件的功能細節(jié)和用戶體驗上。在項目收尾階段，軟件開發(fā)團隊專門收集了不同用戶的改進意見與建議，并進行了軟件功能的完善與優(yōu)化。

圖3 按管線發(fā)料功能

3.2.3軟件在中東化肥項目的改進與創(chuàng)新

材料管理軟件通過在金新改造項目、印尼PKG合成氨尿素項目中的實踐應用，請購管理模塊、采購管理模塊、倉庫管理模塊得到進一步優(yōu)化改進，升級后的3.0版軟件于2017年發(fā)布，并在中東化肥項目中投入使用。

(1)軟件應用的成效。中東化肥項目通過使用統(tǒng)一的軟件平臺，實現(xiàn)了設計、采購、施工在項目上的材料數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)，做到了資源共享，減少了各相關專業(yè)數(shù)據(jù)的重復輸入，優(yōu)化、利用項目資源，增加了項目運作各個環(huán)節(jié)的透明度，使項目材料在每一環(huán)節(jié)都具有了可追溯性，提高了材料管理水平。

(2)軟件應用的功能改進。①首次深入應用了軟件的監(jiān)造模塊，對監(jiān)造工作進行了信息化管理，將監(jiān)造催交信息，特別是長周期設備和關鍵設備的過程信息錄入軟件，為落實制造和交付進度提供了信息支持；②開發(fā)了報表模塊，對材料數(shù)據(jù)進行分析匯總，根據(jù)不同管理需要制作圖表，以直觀地反映材料和進度狀態(tài)(見圖4)；③在材料表模塊增加了 MTO 設計變更功能；④首次實現(xiàn)中東地區(qū)項目與公司本部的數(shù)據(jù)實時傳輸；⑤對施工焊接軟件的數(shù)據(jù)集成做了進一步探索。

圖4 材料管理軟件的報表清單

(3)軟件倉庫管理模塊的技術(shù)創(chuàng)新。結(jié)合當下比較流行的移動掃碼和RFID射頻技術(shù)，中東化肥項目引進了RFID 無線射頻技術(shù)，打造的新型倉庫管理模塊(見圖5)于2017 年年末正式上線，開啟了新技術(shù)在材料管理中的應用與探索。為保障RFID技術(shù)的正常應用，現(xiàn)場倉庫進行了全面的網(wǎng)絡覆蓋，嘗試在貨物包裝上貼置 RFID 標簽和二維碼，在倉儲管理環(huán)節(jié)，通過部署 RFID 門禁系統(tǒng)，為倉庫管理人員配備掃碼器，自動讀取RFID標簽中的貨物信息，提高了材料管理效率。RFID技術(shù)的應用在取得了一定成績的同時，也遇到了一些瓶頸：由于EPC項目的材料供應商較多，較難保證所有供應商都按統(tǒng)一要求貼標，且RFID標簽中的信息會受到供應商出廠箱單準確性的影響，因此仍需不斷改進與探索。

圖5 RFID倉庫管理模塊的可視化看板

3.2.4進行系統(tǒng)集成走向平臺建設

通過多個項目的使用、改進，中國五環(huán)材料管理軟件在功能上已日漸完善，操作友好性也有了較大提升，2018年開發(fā)團隊開始將軟件的研發(fā)重心從基礎功能開發(fā)轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)集成上，使軟件走上了平臺化建設，現(xiàn)階段已經(jīng)完成材料管理軟件與采購管理軟件部分模塊、采購價格庫和公司OA平臺的系統(tǒng)集成，目前正在進行與項目控制軟件的集成。系統(tǒng)集成后的材料管理軟件能與中國五環(huán)其他軟件平臺彼此有機協(xié)調(diào)地工作，進行數(shù)據(jù)交換與同步，從而發(fā)揮軟件平臺的整體效益，達到整體優(yōu)化的目的。

3.2.5形成具有五環(huán)特色的、成熟的材料管理軟件

通過近十年的不斷探索與改進，中國五環(huán)自主研發(fā)的材料管理軟件已發(fā)展成為一套科學的、成熟的、具有五環(huán)特色的先進管理軟件，在公司所有的EPC總承包項目中全面推廣使用，顯著提高了各項目材料的精細化管理水平。

(1)軟件具有以下6大特色：①對接設計，與三維設計軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)，可以直接接收PDMS的材料表，無須人工處理；針對建模的管道大宗散材，做到了一物一碼，形成了公司級管道材料編碼庫；②完整流程，軟件功能范圍涵蓋了材料表管理、請購管理、采購管理、現(xiàn)場管理等項目材料管理核心工作，打通了工程建設階段的材料全生命周期管理流程。管理深度覆蓋了主要專業(yè)、大宗散材、位號材料和非編碼材料；③智能處理，能夠智能處理上游的設計數(shù)據(jù)更新，而不會破壞上下游數(shù)據(jù)之間的關聯(lián)關系，符合工程設計實踐；④管線發(fā)料，根據(jù)實際庫存量自動計算出符合施工條件的管線，實現(xiàn)預配料，有利于施工單位根據(jù)實際庫存情況調(diào)整領料計劃。領料單在線上執(zhí)行審批、銷賬操作，實施在線刷新臺賬；⑤開放接口，具備數(shù)據(jù)接口開放能力，通過WebService與第三方的軟件實現(xiàn)接口通信，便于和外部系統(tǒng)進行集成和數(shù)據(jù)交互；⑥異地部署，具備異地部署能力，解決項目現(xiàn)場因網(wǎng)絡條件不足導致軟件無法使用的問題，通過多種方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的同步，保障異地部署時數(shù)據(jù)實時更新。

(2)2019年12月6日，材料管理軟件通過了湖北省勘察設計行業(yè)協(xié)會的鑒定并獲得鑒定證書，專家組一致認為：中國五環(huán)研發(fā)的材料管理軟件結(jié)構(gòu)合理、功能完善、界面友好、操作方便，能夠顯著提升EPC項目材料管理的水平和效率，具有明顯的經(jīng)濟效益和社會效益，處于國內(nèi)領先水平。

4 與材料管理軟件配套的管理體系建設

材料管理軟件作為提高工作效率和質(zhì)量的應用工具，無法代替人工管理，項目材料管理水平最終取決于人工對材料管理工作體系的執(zhí)行質(zhì)量，而不是軟件數(shù)據(jù)輸入的信息數(shù)量。中國五環(huán)在材料管理軟件開發(fā)的同時，同步進行管理體系建設，形成了一套標準化的材料管控體系。

4.1 完善的材料控制體系

自2012年5月中國五環(huán)成立材料控制組以來，材料控制管理師就承擔了各項目的材料管理策劃、材料管理軟件的推廣應用及項目材料全流程管理的工作，協(xié)調(diào)并督促各相關專業(yè)，履行材料管理職責，貫通材料信息。伴隨著軟件的開發(fā)與應用，材料控制管理師同步推進公司材料管理體系建設工作。

(1)2014年1月發(fā)布《項目材料管理規(guī)定》，明確定義了項目材料管理的內(nèi)容、工作程序與方法。

(2)2015年專業(yè)標準化建設進一步完善，正式發(fā)布了《材料工程師崗位工作手冊》，編寫完成了《項目材料月報告編制辦法》、《材料管理工作包》、《材料控制計劃樣例》等文件。

(3)2018年11月正式發(fā)布《項目材料控制流程》，對材料管理的全流程應用及各相關方的工作職責進行了明確的規(guī)定。

(4)2019年底編制《項目材料控制策劃書編制辦法》及《項目材料控制策劃流程》，對項目材料管理的數(shù)量控制基準、進度控制基準、跟蹤預警方式及報告的方式進行了明確。

4.2 完善的材料編碼體系

項目材料編碼是工程項目編碼系統(tǒng)的一部分，通過制定統(tǒng)一的編碼規(guī)則，使工程項目中的每一種具體材料都有一個對應的材料編碼，以便于材料的查詢、統(tǒng)計和分類，也有利于生成報表并計算費用；在項目材料控制的各個環(huán)節(jié)，材料編碼有利于材料的統(tǒng)一管理和控制，便于設計、采購和施工等部門使用統(tǒng)一的材料信息，提高工作效率；同時，材料編碼也是項目材料管理軟件運行的基礎條件，統(tǒng)一的材料編碼可使系統(tǒng)進行快速高效的信息識別、檢索。

材料管理軟件的研發(fā)團隊依托三維設計軟件PDMS，讓管道建模材料自動生成材料編碼，并通過 MTO 模板導入材料管理軟件，完成編碼的注冊，而非管道材料以往是沒有編碼的，通過專業(yè)類別預設編碼前綴，在請購單模板導入時，自動以編碼前綴加流水碼的形式生成材料編碼(見圖6)，在保證編碼不重復的前提下實現(xiàn)一物一碼，將材料編碼覆蓋到了所有專業(yè)，而各項目的材料編碼可在軟件中匯總成公司級材料編碼庫，形成中國五環(huán)完整的材料編碼體系。

圖6 材料編碼的應用展示

5 材料管理軟件的展望

雖然目前材料管理軟件的功能和應用已經(jīng)比較成熟，但研發(fā)團隊對軟件有較為清晰的發(fā)展規(guī)劃，沒有停止探索和發(fā)展的步伐。

5.1 軟件的改進方向

(1)功能擴展。完善和擴充軟件功能，細化設計變更管理、零星采購、現(xiàn)場代材、借調(diào)等管理功能，提高數(shù)據(jù)輸入便利性和客戶端兼容性。

(2)移動終端。引入移動終端，便于在制造廠、集散地、項目現(xiàn)場等場景進行數(shù)據(jù)采集操作，利用云技術(shù)，實現(xiàn)分布式部署，適應各種復雜的現(xiàn)場網(wǎng)絡條件。

(3)系統(tǒng)集成。與設計軟件、項目集成管理軟件、五環(huán)BPM等主要系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)集成，提高數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)的效率，減少重復輸入，避免數(shù)據(jù)不一致，消除信息孤島。

(4)數(shù)據(jù)挖掘。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對項目數(shù)據(jù)進行合理有效的挖掘，提取有價值的信息，結(jié)合看板和報表功能對數(shù)據(jù)提煉成果進行呈現(xiàn)，為項目管理提供信息服務。

5.2 智能倉庫的建設

(1)目前只應用RFID技術(shù)進行了材料數(shù)量管理的探索，以后可嘗試利用RFID和條碼技術(shù)對項目材料的質(zhì)量、成本和進度進行控制，真正實現(xiàn)材料的多元化管理。

(2)可借助RFID無線傳感技術(shù)，利用含測溫、測濕、測壓功能的新型標簽系統(tǒng)，對材料的倉儲過程進行實施監(jiān)控和預警，預防材料在倉儲環(huán)節(jié)造成的損失，減少材料損耗，提高項目的經(jīng)濟效益。

(3)將材料管理軟件與移動終端相結(jié)合，實現(xiàn)材料的快速審批和查詢，簡化審批流程，縮短審批時間，進一步提高工作效率，同時可實現(xiàn)項目各部門間的信息同步與共享。

5.3 充分挖掘材料數(shù)據(jù)價值

(1)建立多維度的材料監(jiān)控體系，對材料數(shù)量、進度與基準間的偏差進行實時跟蹤預警，加強材料管理的過程控制和成本控制。

(2)加強材料管理的經(jīng)驗總結(jié)和數(shù)據(jù)收集，特別是典型裝置的材料數(shù)據(jù)，建立公司級材料數(shù)據(jù)庫，為后續(xù)項目報價提供參考依據(jù)。

(3)在材料管理中探索項目集管理，打通項目之間的材料數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)，為項目間的集中采購、物資調(diào)配和余料再利用創(chuàng)造條件。

6 結(jié)語

目前，工程公司普遍采用商業(yè)軟件進行項目材料的管理工作，但商業(yè)軟件的功能很難與實際工作契合，在易用性和擴展性上不可避免地受到影響。本文通過分析中國五環(huán)材料管理軟件的自主研發(fā)過程，為工程公司和EPC總承包項目的材料管理提供了新的思路。給出了一個自主研發(fā)材料管理軟件，契合實際工作流程，解決管理難點的經(jīng)典案例，并通過項目運用的實際效果和數(shù)據(jù)對軟件的有效性進行了論證，同時闡明了軟件配套的管理體系建設及軟件未來的改進方向，對工程公司的材料管理具有較強的借鑒和參考意義。