基于漸進明細的海洋平臺詳細設計計劃編制與進度控制方法研究

摘要：海洋平臺詳細設計是海上油氣田建設的關鍵環(huán)節(jié)，也是工程實施階段的首個步驟，在工程建設中作用重大，直接關系到油氣田建設目標能否實現(xiàn)。詳細設計進度受人力投入、人員水平等諸多因素影響，圖樣文件能否按時提交直接制約采辦工作和施工工作的連續(xù)性，因此，詳細設計階段的進度控制工作十分關鍵?；跐u進明細的原則，對平臺詳細設計計劃的分層分級進行總結，對計劃編制和進度跟蹤控制的一般方法和流程進行梳理歸納，并結合工程應用實例，得到一種平臺詳細設計進度控制的方法，可為后續(xù)海洋平臺建設項目詳細設計計劃編制和進度控制提供參考。

關鍵詞：

海洋平臺；詳細設計；計劃；工作分解結構；進度控制；漸進明細

0引言

海洋平臺是海上油氣田開發(fā)的關鍵工程設施，目前常用的是導管架固定平臺，由導管架、鋼樁、上部組塊、生活樓、鉆機模塊等組成，通過立管與海底管道相連。固定式海上平臺被認為是水深500m以淺最為經濟的油氣資源開發(fā)方式。隨著海洋油氣開發(fā)的迅速發(fā)展，采用超高強度鋼材設計的導管架平臺開始逐漸應用于200m～350m的較深水域，300m水深級導管架平臺技術是未來一段時間內南海中等水深油氣田經濟高效開發(fā)的關鍵技術[13]。為適應復雜多變的海洋氣候工作環(huán)境，如風、波浪、流、海水侵蝕、海冰、臺風等，設計建造安全、經濟適用的平臺設施顯得尤為重要。

平臺設計是海上油氣田開發(fā)建設中一項非常重要且復雜的工作，各階段設計深度和用途不同。詳細設計是根據(jù)合同要求確定的工作范圍，在批準的基本設計成果的基礎上，進行詳細的設計計算分析，并對基本設計成果進行優(yōu)化和深化，細化為可實施的圖樣文件，報業(yè)主審查批準后，作為后續(xù)加工設計和施工的基礎。做好詳細設計階段的進度管理，確保詳細設計計劃與采辦計劃、建造施工計劃合理銜接，對于海洋工程項目進度管控十分重要，是工程項目進度目標能否實現(xiàn)的關鍵。

1詳細設計計劃分級

工程計劃的編制是一個循序漸進的過程，根據(jù)計劃使用用途和編制時所具備的條件，在項目進度目標和基準計劃的基礎上逐步細化。海洋平臺詳細設計進度計劃按漸進明細的原則可以分為5級，海洋平臺詳細設計計劃分級如圖1所示。在項目前期準備和實施進程中，隨著可參考的信息越來越具體，影響項目執(zhí)行的各項因素越來越清晰，計劃將被持續(xù)細化和改進。

（1）里程碑計劃。詳細設計作為最底層工作分解結構（WBS），各單體詳細設計作為作業(yè)項，明確各單體詳細設計的計劃開始和計劃完成時間，

用于項目前期規(guī)劃和招投標階段，規(guī)定平臺詳細設計的進度目標。

（2）總體控制計劃。各單體詳細設計作為最底層WBS，在里程碑計劃的基礎上，根據(jù)各單體所涉及的專業(yè)，對各專業(yè)詳細設計計劃的開始時間和完成時間進行規(guī)劃，一般用于投標階段，作為承包商的投標計劃和技術標書的組成部分，對招標文件要求的里程碑進行響應。

（3）總體實施計劃。該計劃一般由總包商負責編制報批，根據(jù)工程項目合同確定工作范圍，涵蓋包括詳細設計在內的各個板塊的工作，是項目實施的基準計劃。各專業(yè)詳細設計作為最底層WBS，在總體控制計劃的基礎上細化明確各專業(yè)具體詳細設計工作和成果文件的時間安排，如規(guī)劃導管架結構專業(yè)建模、計算、圖樣、規(guī)格書等的開始時間和完成時間。

（4）運行計劃。該計劃由承擔具體詳細設計工作的設計單位或分項目組負責編制并提交總包項目組審批。在總體實施計劃的基礎上，將圖樣、規(guī)格書、報告等成果文件進一步細化，如將導管架結構圖樣細化為主結構圖和附屬結構圖，明確每一份圖樣文件的時間安排。

（5）出圖計劃。該計劃由各專業(yè)部室負責編制，在運行計劃的基礎上，根據(jù)詳細的出圖目錄清單，明確各專業(yè)每一份圖樣文件各個版次的提交時間。出圖計劃對于詳細設計與采辦、現(xiàn)場施工工作的匹配性分析十分關鍵，是后續(xù)采辦計劃、加工設計計劃及施工計劃編制的基礎，也是實際執(zhí)行過程中進度跟蹤控制和進度衡量的基準。

2計劃編制流程

根據(jù)合同工作范圍和要求、項目總體里程碑計劃、基本設計文件、以往項目實施經驗等，編制詳細設計進度計劃，詳細設計計劃編制一般流程如圖2所示。采用專業(yè)的計劃軟件進行編制，對于出圖計劃也可使用Excel表格，便于篩選和查看。

21建立工作分解結構，確定權重劃分

海洋平臺詳細設計成果包括數(shù)量龐大的圖樣文件和模型數(shù)據(jù)等。工作分解結構（WBS）是以可交付成果為導向，用系統(tǒng)的方法按一定的原則對項目對象進行逐級分解和分組的方法，其層級每下降一層，代表作業(yè)定義更為詳細。工作分解結構是項目計劃編制和管理的核心，必須包含項目涉及的所有工作范圍，不可漏項。

根據(jù)所編制計劃的級別、項目工作范圍、復雜程度和規(guī)模大小等，海洋平臺詳細設計WBS一般劃分見表1。

根據(jù)要編制的計劃級別，選擇對應的WBS構成，并結合以往項目經驗、費用預算占比、預估工作量、重要程度等，綜合確定各層級WBS權重劃分。

22確定作業(yè)項

作業(yè)項是最底層WBS包含的所有活動，也是為完成WBS必須開展的各項工作，根據(jù)所編制的計劃級別和合同規(guī)定的工作范圍確定。例如，導管架詳細設計結構專業(yè)包含的作業(yè)項有建模、結構計算、規(guī)格書、圖樣、料單、報告等，涵蓋了結構專業(yè)所有的工作內容。作業(yè)項是開展工期估算、建立邏輯關系、編制進度計劃及執(zhí)行和監(jiān)控項目工作的基礎[4]。

23排列作業(yè)順序

在設計活動中，各個專業(yè)的工作有多處交叉和合作[5]，海洋平臺詳細設計包含的各作業(yè)項之間存在一定的邏輯關系，其是排列作業(yè)順序的基礎，包括工藝關系、組織關系、外部制約關系等。在工程項目計劃編制時，除了首尾作業(yè)項，其余所有的作業(yè)項必須至少有一項緊前作業(yè)和一項后續(xù)作業(yè)，否則無法計算得出準確的時間參數(shù)信息和關鍵路徑。

工藝關系是由工藝流程或工作程序決定的，屬于強制性邏輯關系。組織關系是組織因項目整體需要或資源調配需要而人為確定的作業(yè)之間的先后關系，屬于軟邏輯關系，如進行平臺詳細設計計劃編制時，可以根據(jù)現(xiàn)場實際需求，將部分非關鍵圖樣文件適當后延，確保有限的設計人力投入到最關鍵的設計工作當中。外部制約關系是來自于外部的因素，對于詳細設計工作來說，部分圖樣文件的提交依賴于外部信息的輸入，如組塊0版的主結構小梁圖需要獲得相關設備廠家的資料，配管三維圖的提交需要獲得相關設備的管線接口位置信息等。

24預估資源投入，確定作業(yè)工期

作業(yè)工期的長短主要取決于投入資源的數(shù)量和質量。專業(yè)設計人員作為關鍵資源，其投入數(shù)量及投入人員的經驗水平、專業(yè)能力、責任心等因素直接決定了作業(yè)時間。根據(jù)圖樣目錄清單確定各作業(yè)項的具體工作量，參考以往項目實施經驗和統(tǒng)計數(shù)據(jù)、企業(yè)定額等，預估各項作業(yè)設計人力投入工時，結合作業(yè)日歷和可投入的設計人力，計算即得到該作業(yè)工期。如作業(yè)項計劃工時難以準確預估時，也可使用類別估算法、三點估算法等確定作業(yè)工期。

某項資源的投入并非無限，對于工程設計公司而言，各專業(yè)設計人員數(shù)量往往較為固定，需要對眾多的詳細設計項目進行人力分配，因此具體到某個項目的設計人力時一般是一定的。在進行作業(yè)工期評估時，各設計工種高峰期人力投入不得超過該工種實際可獲得數(shù)量，包括自有和外取，如超過資源上限，需要通過“削峰填谷”的方法進行資源優(yōu)化平衡，如將同步作業(yè)調整為流水作業(yè)，減少資源高峰期投入量，使資源投入計劃盡可能貼近實際。

25建立進度計劃初稿

按照上述步驟使用專業(yè)計劃軟件輸入相關信息數(shù)據(jù)并計算得到進度計劃初稿，包括作業(yè)代碼、作業(yè)名稱、計劃工期、計劃開始時間和計劃完成時間等，得到網絡圖和橫道圖，明確總浮時、自由浮時等時間參數(shù)。

26計劃優(yōu)化調整

計劃初稿編制完成后，應進行分析檢查，檢查高峰期設計人力投入是否合理、資源使用是否均衡、關鍵圖樣和資料單提交時間是否滿足采辦需求和現(xiàn)場施工需求、受關鍵設備廠家資料制約的圖樣文件提交計劃是否與采辦計劃相匹配、關鍵路徑設置是否合理等。如發(fā)現(xiàn)問題，則應對計劃進行優(yōu)化調整，調整的主要方法包括修改某些作業(yè)的起止時間、增加或減少人力投入，以調整某些作業(yè)的實施周期、優(yōu)化作業(yè)之間的邏輯關系等。通過工期和資源的優(yōu)化平衡，選擇最優(yōu)組合，確保設計計劃滿足項目需求。

27編制計劃配套計劃文件

正式的詳細設計進度計劃確定并通過審批后，將作為基準計劃，據(jù)此編制進度曲線、各專業(yè)人力投入計劃、出圖計劃、進度計算表及關鍵設備廠家資料需求計劃等，作為后續(xù)進度跟蹤控制的管理工具和基礎。

3進度跟蹤與控制

海洋平臺詳細設計進度與設備材料采辦進度、現(xiàn)場施工進度關系十分密切。詳細設計材料單和設備技術標書的提交是采辦發(fā)標的前提，詳細設計圖樣是現(xiàn)場加工設計和施工工作開展的基礎，同時設備廠家資料也是詳細設計工作的輸入，現(xiàn)場施工是對詳細設計質量的驗證。

詳細設計進度跟蹤控制主要依據(jù)詳細設計出圖計劃、進度曲線、關鍵路徑等計劃工具。在詳細設計階段，計劃人員對照出圖計劃，跟蹤落實每一份圖樣文件各個版次的狀態(tài)和實際提交時間。一方面，與計劃提交時間進行對比，明確是否有滯后；另一方面，根據(jù)所有成果文件各個版次的實際狀態(tài)和權重劃分，自下而上匯總計算詳細設計實際進度，與計劃進度曲線對比，確定進度偏差情況。同時，根據(jù)迭代燃盡圖更新實際工作量完成情況，展現(xiàn)進度發(fā)展趨勢，作為進度控制的依據(jù)和參考。

根據(jù)進度跟蹤結果，分析滯后的原因和其對后續(xù)作業(yè)、關鍵路徑及項目整體進度的影響，根據(jù)分析結果采取必要的措施糾偏，如增加專業(yè)設計人力投入、安排適當加班、召開進度協(xié)調會議等，確保關鍵路徑不出現(xiàn)延誤、不影響后續(xù)的采辦工作和現(xiàn)場施工工作。當設計進度滯后較多、進度偏差超過允許值或出現(xiàn)重大進度變更等狀況而無法有效指導設計工作及后續(xù)工作時，應及時調整升版進度計劃。

詳細設計階段的進度管控要重點把握關鍵圖樣的提交時間，如導管架主結構圖、節(jié)點加強環(huán)圖、靜水壓潰環(huán)詳圖等。特別注意設備材料采辦資料單和技術標書的提交時間與采辦計劃、現(xiàn)場需求計劃的匹配性；明確關鍵設備廠家資料提交計劃，即采辦包授標后多久廠家提供哪些資料，作為詳細設計工作的輸入條件；注意各專業(yè)尤其是結構專業(yè)和配管專業(yè)圖樣提交時間與建造施工時間的匹配性，并留出足夠的加工設計時間。

4工程應用案例

南海某氣田開發(fā)擬新建一座4腿4裙樁導管架無人井口平臺WHPA，水深約62m，導管架重量約為1500t、組塊重量約為1000t。根據(jù)項目總體三級計劃安排和合同要求，為避免導管架在南海季風期進行海上安裝，導管架應不晚于2017年9月25日前實現(xiàn)陸地完工，具備裝船條件，從詳細設計開始到陸地完工僅7個月，整體工期十分緊張。設計單位依據(jù)常規(guī)設計流程制訂了詳細設計4級計劃，某WHPA平臺詳細設計4級計劃如圖3所示，明確了所有圖樣文件的開始時間和完成時間。

在4級計劃基礎上，進一步細化編制出圖計劃及其他進度控制配套文件，明確了導管架成果文件各個版次的提交時間。

總包項目組對導管架出圖計劃和建造計劃進行了匹配性分析，部分結構圖樣0版提交時間不能滿足開工需求，需采取有效措施進行優(yōu)化?？紤]到該導管架較為常規(guī)，0版圖樣在B版圖樣的基礎上大幅度修改的概率很小，最終決定采辦B版結構圖樣進行結構預制工作，待0版圖樣下發(fā)后進行復核，無問題后進行結構總裝。

實際執(zhí)行過程中，項目組安排專人對照出圖計劃每周跟蹤實際圖樣提交狀態(tài)，導管架開工所需的結構圖樣按時提交，確保了導管架于2017年5月10日按時建造開工，開工后圖樣連續(xù)供應，有效保障了現(xiàn)場施工進度，導管架于2017年9月23日較合同提前2d實現(xiàn)陸地建造完工，為后續(xù)海上安裝工作的順利進行奠定了堅實基礎。

5結語

海上油氣田平臺詳細設計作為工程項目建設的實質性輸入，不僅需要對前期基本設計質量進行復核，而且也需要對基本設計成果進行優(yōu)化和細化，得到供采辦和施工的成果文件。在制訂詳細設計進度計劃時，既要滿足詳細設計流程和工序的內在要求，也要做好與后續(xù)采辦與施工計劃的合理匹配和銜接，以滿足項目總體進度目標和漸進明細的原則。本文結合工程應用實例，對詳細設計計劃編制的一般步驟和方法進行了整理分析，對計劃跟蹤控制方法進行了總結，對于后續(xù)海上油氣田平臺詳細設計進度控制工作具有一定的參考意義。

參考文獻

[1]邵衛(wèi)東，付殿福，慈洪生深水導管架的上部組塊施工方案的選擇[J]船海工程，2022，51（6）：7276

[2]張艷芳，趙佳寧，黃懷州，等300m水深級深水導管架拖航分析方法[J]船海工程，2023，52（2）：102104，136

[3]劉華祥，袁玉杰，曾靖波，等導管架平臺用鋼現(xiàn)狀及展望[J]中國海上油氣，2020，32（4）：164170

[4]宋青武，郭慶，高本金，等海洋平臺組塊施工總承包計劃的編制與跟蹤[J]石油工程建設，2016，42（5）：7579

[5]周航石油化工項目設計進度計劃的編制[J]項目管理技術，2019，17（12）：136141

收稿日期：20240523

作者簡介：

王圣強（1981—），男，高級工程師，研究方向：海洋油氣工程項目管理。

宋青武（通信作者）（1986—），男，高級工程師，研究方向：海洋油氣工程項目管理。

張子碩（1993—），男，工程師，研究方向：海洋油氣開采。

鄧楚晗（1994—），女，計劃工程師，研究方向：海洋油氣工程項目管理。

王洪亮（1989—），男，經濟師，研究方向：海洋油氣工程項目管理。