深水壓力艙海底管道屈曲試驗(yàn)進(jìn)度優(yōu)化研究

余建星，王永更,林鎮(zhèn)詩(shī)，卞雪航，周建德，于 敏，孫 剛

（天津大學(xué) 港口與海洋工程教育部、天津市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，建筑工程學(xué)院，天津300072）

深水壓力艙海底管道屈曲試驗(yàn)進(jìn)度優(yōu)化研究

余建星，王永更,林鎮(zhèn)詩(shī)，卞雪航，周建德，于 敏，孫 剛

（天津大學(xué) 港口與海洋工程教育部、天津市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，建筑工程學(xué)院，天津300072）

天津大學(xué)深水壓力艙的建設(shè)對(duì)于深水結(jié)構(gòu)屈曲等研究提供了很大的便利，通過試驗(yàn)研究深水海底管道屈曲，由于試驗(yàn)的復(fù)雜性和特殊性，試驗(yàn)過程沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室開始試驗(yàn)耗費(fèi)很大的人力物力，試驗(yàn)過程很容易出現(xiàn)誤工現(xiàn)象，因此有必要對(duì)試驗(yàn)的進(jìn)度進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。利用Project軟件對(duì)試驗(yàn)進(jìn)度進(jìn)行安排，并給出合理的建議和實(shí)施措施，對(duì)于以后試驗(yàn)的順利進(jìn)行有很大幫助。

深水壓力艙；試驗(yàn)進(jìn)度；進(jìn)度優(yōu)化

海底管道是海洋石油開發(fā)的生命線，管道結(jié)構(gòu)是一種典型的薄殼結(jié)構(gòu)，由于深水海底復(fù)雜的環(huán)境條件，這種薄殼結(jié)構(gòu)會(huì)在內(nèi)壓和外力作用下發(fā)生屈曲失穩(wěn)破壞，一旦破壞不僅要增加管道修復(fù)所需的費(fèi)用，同時(shí)在能源和環(huán)境上會(huì)造成嚴(yán)重的損失和影響。

天津大學(xué)深水壓力艙的建設(shè)對(duì)于深水海底管道屈曲的研究提供了很大的便利，通過試驗(yàn)的方式研究深水海底管道屈曲，進(jìn)而提出管道屈曲控制方法，為深水海底管道的設(shè)計(jì)提供參考。

深水壓力艙模擬海底高壓環(huán)境屈曲試驗(yàn)，國(guó)內(nèi)外很少見，沒有實(shí)際經(jīng)驗(yàn)可循，過程十分復(fù)雜，是以出現(xiàn)問題解決問題的方式進(jìn)行的，試驗(yàn)過程具有很強(qiáng)的探索性，耗費(fèi)很大的人力物力，因此對(duì)于試驗(yàn)過程進(jìn)行很好的安排和優(yōu)化，才能使得試驗(yàn)項(xiàng)目能夠按期保質(zhì)保量的完成。通過在深水壓力艙海底管道屈曲試驗(yàn)過程中總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，本文主要介紹了深水壓力艙海底管道屈曲試驗(yàn)的流程，對(duì)試驗(yàn)流程進(jìn)行優(yōu)化，并針對(duì)試驗(yàn)過程出現(xiàn)的問題提出了合理的建議及實(shí)施措施，對(duì)以后試驗(yàn)?zāi)軌蝽樌咝У耐瓿捎泻艽髱椭?/p>

深水壓力艙海底管道屈曲試驗(yàn)項(xiàng)目根據(jù)試驗(yàn)管件數(shù)量的不同，其工期也不一樣，因此完成所有管道試件的試驗(yàn)即是完成試驗(yàn)項(xiàng)目。MS Project軟件是世界上最受歡迎的項(xiàng)目管理軟件，本文采用此軟件進(jìn)行試驗(yàn)周期的計(jì)劃編制，對(duì)試驗(yàn)的全程進(jìn)行進(jìn)度管理和優(yōu)化。

1 深水壓力艙海底管道屈曲試驗(yàn)過程

根據(jù)總結(jié)的試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)可將一組試驗(yàn)進(jìn)行分解，其主要可以分為試驗(yàn)前期準(zhǔn)備、管件送入壓力艙體、固定前后端蓋密封壓力艙體 、艙體注水加壓試驗(yàn)、拆卸前后端蓋、試驗(yàn)管件出艙后處理六個(gè)部分。此六個(gè)階段總體上是以試驗(yàn)先后順序進(jìn)行的，如圖1所示橫道圖，每個(gè)階段都還有詳細(xì)的工序，如表1所示試驗(yàn)詳細(xì)工序。

圖1 試驗(yàn)的主要階段

由于試驗(yàn)的特殊性和其他原因，表1中的部分工序受到一定的限制，在一定程度上影響了試驗(yàn)項(xiàng)目的進(jìn)度。

（1）工人數(shù)量的限制：俗話說人多力量大，有些工序需要的人員越多越好，但工作人員是有限的，因此工人的數(shù)量對(duì)試驗(yàn)進(jìn)度影響很大，順利按期完成試驗(yàn)項(xiàng)目需要足夠的工作人員。

（2）操作空間的限制：有些工序并非人員越多工序完成的越快，如第19，23，28道工序都進(jìn)行應(yīng)變片檢查等，由于應(yīng)變采集箱比較小，線路密集，多組人員測(cè)量不太現(xiàn)實(shí)，反而更加混亂；第11，13，15三道涂膠工序受到應(yīng)變片沿管件環(huán)向粘貼限制，人員安排也不能很多。

（3）設(shè)備、工具的限制：一些大型單一的輔助設(shè)備，如天車，有兩種工序同時(shí)需要使用的時(shí)候，則必須有前有后；第2，10，17，19，23，28 道工序都需要用到萬用表，萬用表的數(shù)量影響到了試驗(yàn)的進(jìn)度；第8道工序打磨畫線位置受到打磨機(jī)數(shù)量的限制等等。

表1 試驗(yàn)詳細(xì)流程

（4）試驗(yàn)特殊性限制：如第12，14，16及19道工序涂膠防護(hù)后的固結(jié)時(shí)間，這些步驟本身不需要太多人員，但要求的時(shí)間必須達(dá)到，因此對(duì)試驗(yàn)進(jìn)度也有影響；固定前后端蓋密封壓力艙體這一階段工作質(zhì)量要求很高，沒有達(dá)到艙體的密封要求進(jìn)行了加壓試驗(yàn)，一旦出現(xiàn)漏水等問題前面的工序便白費(fèi)，對(duì)試驗(yàn)進(jìn)度造成致命性的影響。

2 試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)度優(yōu)化

基于上述試驗(yàn)進(jìn)度受到的限制，需要進(jìn)行試驗(yàn)項(xiàng)目的優(yōu)化，合理安排調(diào)配試驗(yàn)，使得盡快圓滿地完成試驗(yàn)項(xiàng)目，本文選用較為簡(jiǎn)便實(shí)用的項(xiàng)目管理軟件——MS Project。

項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃編制的一般方法主要有里程碑計(jì)劃圖法、網(wǎng)絡(luò)圖法以及甘特圖法。里程碑計(jì)劃圖法列出項(xiàng)目的關(guān)鍵工序以及這些工序的開始或完成日期；網(wǎng)絡(luò)圖計(jì)劃是利用網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃對(duì)任務(wù)的工作進(jìn)度進(jìn)行安排和控制，保證實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的科學(xué)的計(jì)劃管理技術(shù)；甘特圖法是進(jìn)度計(jì)劃最常用的一種工具，又稱為橫道圖，最早由亨利·甘特于1917年提出，因而得名。

由于甘特圖簡(jiǎn)單、明了、直觀，易于編制，因此它成為小型項(xiàng)目管理中編制項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃的主要工具，本文以甘特圖來表示試驗(yàn)進(jìn)度。它的橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示工序。

使用Project軟件進(jìn)行進(jìn)度編制的步驟如下：

（1）設(shè)置日歷：日歷是整個(gè)項(xiàng)目推進(jìn)過程中的時(shí)間參考基準(zhǔn)，它決定工作時(shí)間，以日歷來確定工作日和休息日，例如本文下面假設(shè)的試驗(yàn)項(xiàng)目工作日安排為周一至周日，每天工作時(shí)間為7:00—21:00，中午晚上各有一個(gè)小時(shí)休息時(shí)間。當(dāng)然可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，如深水壓力艙前期的試驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)間要求比較緊，安排為24 h輪班進(jìn)行試驗(yàn)。

（2）設(shè)置資源庫(kù)：將資源配置規(guī)劃中的各種資源輸入資源庫(kù)。

（3）設(shè)置資源日歷：各種資源有不同的使用特點(diǎn)，如工作人員有8 h／d工時(shí)限制，而設(shè)備工具資源則不需要休息，可以不同資源需設(shè)置不同的資源日歷。

（4）任務(wù)輸入：將各種工序輸入Project的任務(wù)表。

（5）建立各工序間的聯(lián)系：Project的任務(wù)與任務(wù)之間有相關(guān)和無關(guān)之分。相互聯(lián)系指一個(gè)任務(wù)的開始依賴于另一任務(wù)的執(zhí)行情況，工序之間有前后次序關(guān)系。

（6）資源配置：將資源庫(kù)中的資源分配到不同的任務(wù)中。當(dāng)然，用到新的資源時(shí)，可以一邊輸入到資源庫(kù)，一邊分派到任務(wù)。

（7）進(jìn)度計(jì)劃跟蹤：項(xiàng)目跟蹤可以幫助解決在項(xiàng)目進(jìn)行中遇到的問題，例如實(shí)際的進(jìn)度是否和計(jì)劃相違背等，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整。

（8）調(diào)整資源：在資源分配中，常常發(fā)生資源沖突，如資源需求數(shù)超過可使用數(shù)，此為前面所提到的工人設(shè)備數(shù)量不足等問題；同一資源分配到不同任務(wù)中，而不同任務(wù)發(fā)生在同一時(shí)間時(shí)，這就是前面所說的天車等設(shè)備同時(shí)使用的情況。

經(jīng)過以上一系列步驟，基本上完成了一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃的編制、管理和控制。

通過Project軟件，對(duì)試驗(yàn)進(jìn)度進(jìn)行編制，如下圖2所示的試驗(yàn)項(xiàng)目的甘特圖，為一根管件完整試驗(yàn)過程的進(jìn)度計(jì)劃，通過開始時(shí)間與完成時(shí)間可知，一個(gè)完整的試驗(yàn)周期需要6 d時(shí)間，如果按這一周期計(jì)算來進(jìn)行整個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目，那么進(jìn)行10組、幾十組的試驗(yàn)需要幾個(gè)月甚至一年的時(shí)間，非常耗時(shí)耗力，因此需要在各試驗(yàn)過程間進(jìn)行合理的工序、人員及其他資源的調(diào)配。

圖2 Project編制流程圖

從上面的甘特圖中可以看到一組試驗(yàn)的關(guān)鍵步驟（紅色標(biāo)記）為：4～15，17～19，21，22，24～27，29～35。

可以看出，一組試驗(yàn)周期的關(guān)鍵步驟非常多，大部分工序包括其中，而在實(shí)際進(jìn)行整個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)是不能按一根管件的順序依次進(jìn)行試驗(yàn)的，這樣耗時(shí)很長(zhǎng)，人員和設(shè)備都沒有得到充分的利用。需要各個(gè)工序間的協(xié)調(diào)運(yùn)行，調(diào)節(jié)好人員和設(shè)備的使用，例如在進(jìn)行試驗(yàn)管件進(jìn)入艙體的過程中可以進(jìn)行下一個(gè)跟管件的預(yù)處理；在涂膠固結(jié)過程時(shí)，空閑的人員和閑置的工具可以進(jìn)行其他預(yù)處理工作；注水過程中可以進(jìn)行其他工序的操作等等。因此要進(jìn)行好進(jìn)度的安排，試驗(yàn)過程中及時(shí)進(jìn)行合理的調(diào)配，會(huì)使各種資源利用最大化，順利按時(shí)按量完成試驗(yàn)項(xiàng)目。

3 進(jìn)度影響因素及改善措施

3.1 進(jìn)度影響因素

前面的資源和工序的調(diào)整使得進(jìn)度得到很好的優(yōu)化，但還有一些因素影響試驗(yàn)項(xiàng)目的進(jìn)度，甚至影響了前面的資源的調(diào)配。

3.1.1 工具的損壞及易耗品短缺

試驗(yàn)過程中，需要大量的易耗物品和工具進(jìn)行輔助，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)在使用過程中有時(shí)可能缺少某一物品（如防護(hù)應(yīng)變片線路所用熱縮管等）或關(guān)鍵設(shè)備損壞（如天車等）而使得試驗(yàn)過程處于停滯狀態(tài)，非常影響進(jìn)度。

3.1.2 人員素質(zhì)

人員技術(shù)的熟練和態(tài)度對(duì)試驗(yàn)進(jìn)度和試驗(yàn)質(zhì)量很重要，一個(gè)小小的操作失誤可能對(duì)試驗(yàn)進(jìn)度影響很嚴(yán)重，對(duì)試驗(yàn)質(zhì)量更不用說。

3.1.3 其他因素

一些意外的事件也會(huì)對(duì)試驗(yàn)造成影響，如實(shí)驗(yàn)室區(qū)域停電，基本會(huì)使所有工序進(jìn)入停滯狀態(tài)。

3.2 進(jìn)度改善措施

基于上述的影響因素，除了試驗(yàn)項(xiàng)目的進(jìn)度優(yōu)化還要提出一些合理化的建議和措施來保障試驗(yàn)的正常順利進(jìn)行：

（1）工作人員培訓(xùn)：進(jìn)行試驗(yàn)的人員都進(jìn)行相關(guān)的培訓(xùn)，做到上手快，迅速成為熟練工，并做到協(xié)調(diào)默契，盡量避免設(shè)備工具的損壞和操作的失誤。

（2）合理分工：工作人員要保證仔細(xì)和分工合理，各有所為，盡量避免一人多工，以免因多項(xiàng)工作牽連而誤工，操作過程盡量不出現(xiàn)返工、誤工現(xiàn)象。

（3）物品工具的管理與觀察：各種物品進(jìn)行分類放到指定的位置，如剪刀、夾線鉗等相同類型的常用可放到一起；同時(shí)使用的如剪刀和膠帶也可放一起便于使用。使用物品和設(shè)備時(shí)進(jìn)行監(jiān)督和觀察，對(duì)物品數(shù)量及設(shè)備的使用情況進(jìn)行詳細(xì)記錄，便于提前做好準(zhǔn)備購(gòu)買和修理，表2為編制的物品設(shè)備使用記錄情況模板部分內(nèi)容。

表2 物品工具使用情況記錄表模板

表3 試驗(yàn)管件進(jìn)行情況記錄表模板

（4）建立合理的規(guī)則制定：建立合理的制度，約束每個(gè)工作人員保證有充分的責(zé)任心對(duì)待工作，避免操作失誤影響試驗(yàn)進(jìn)度，甚至危及生命財(cái)產(chǎn)安全。表3為試驗(yàn)管件進(jìn)行情況記錄表模板部分內(nèi)容，其中每組試驗(yàn)每一環(huán)節(jié)都保證準(zhǔn)確無誤，并有相關(guān)責(zé)任人登記。

4 結(jié)論

本文根據(jù)已經(jīng)完成的深水壓力艙海底管道屈曲試驗(yàn)進(jìn)行了試驗(yàn)的流程介紹，利用Project軟件對(duì)試驗(yàn)過程的進(jìn)度安排進(jìn)行編制，對(duì)深水壓力艙海底管道屈曲試驗(yàn)的進(jìn)度進(jìn)行了一定的優(yōu)化，針對(duì)試驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的問題提出了一些建議和提高試驗(yàn)效率的改善措施，相信在以后的試驗(yàn)過程中起到它相應(yīng)的作用，使試驗(yàn)項(xiàng)目又好又快地完成。

[1]張濤,Project軟件在項(xiàng)目進(jìn)度管理中的應(yīng)用[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā),2010,29(6)：91-92.

[2]潘立文.淺談Project軟件在港口工程施工項(xiàng)目管理中的應(yīng)用[J].廣東科技,2009,206：28-29.

[3]黃斐.MS Project項(xiàng)目管理與應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2008.

The Process and Schedule Optimization of Submarine Pipeline Buckling Test in Deepwater Pressure Tank

YU Jian-xing,WANG Yong-geng,LIN Zhen-shi,BIAN Xue-hang,ZHOU Jian-de,YU Min,SUN Gang
（Key Laboratory of Harbor and Offshore Engineering,School of Civil Engineering,Tianjin University,Tianjin 300072,China）

The establishment of the deepwater pressure tank provides a great convenience for the deepwater submarine pipeline bulking test,which could contribute studying the deepwater submarine pipeline bulking by real test.For the complexity and specificity of the test and lack of experience,it consumed a lot of human and material resources.There would be lots of errors during the tests.Therefore the schedule of the test is very important and necessary.Scheduling the test by Project software and giving some recommendations and implementation measures is very helpful for the test.

deepwater pressure tank;process of test;schedule optimization

P751

A

1003-2029（2011）02-0028-04

2011-02-11

國(guó)家科技重大專項(xiàng)資助項(xiàng)目（2008ZX05026-005-05）；上海交通大學(xué)海洋工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究基金資助項(xiàng)目。

余建星（1958— ），男，教授，博士生導(dǎo)師，主要研究方向：深水海底管道屈曲以及大型工程結(jié)構(gòu)可靠性分析與優(yōu)化、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與控制。Email:yjx2000@tju.edu.cn