海外鐵路信號設計與傳統的差異

李 嘉

（北京全路通信信號研究設計院有限公司，北京 100073）

1 對海外項目基本認識

1）海外項目和海外項目設計

我國鐵路工程項目承包長期停留在設計、采購、施工平行建設承包模式上，而國際市場普遍采用“設計—采購—施工總承包”模式（簡稱EPC總承包），或“交鑰匙工程總承包模式”（即turnkey）。在我國鐵路企業“走出去”戰略的大環境下，有設計和系統集成能力的企業逐漸接觸海外項目?？梢灶A見，企業承接的海外項目絕大部分是“EPC”模式的發包項目。因此，有必要對海外EPC鐵路信號項目設計與傳統的差異進行研究，提高承接海外交鑰匙項目的能力。

2）傳統設計與海外項目設計的差別及其缺點

國內企業缺乏對EPC總承包項目的內在設計規律的認識，缺乏對國際設計標準的掌握，缺乏對EPC總承包項目的設計管理能力，缺乏EPC總承包項目中設計對采購和施工的帶動管理能力。隨著我國“走出去”戰略的實施，企業越來越多的承攬國外的EPC總承包項目，越來越需要搞好設計管理。國內設計公司如果不從現在開始注意積累設計經驗，提高設計管理能力，無疑在將來會失去更多的競爭優勢。

3）設計在海外項目的重要性和難度

EPC工程總承包作為一種工程項目建設的合同策略與組織方式，是否能成功地運用，很大程度上取決于設計工作的質量以及設計管理的水平。設計是整個工程總承包項目的龍頭，對項目的工期、質量和成本都有很大的影響。在EPC項目管理中，設計的管理有很大難度。高水平的設計管理可以降低EPC項目的風險，使項目成本節約，進度提前。反之，設計管理不善，可能導致承包商利益損失，甚至虧損。

1.1 海外EPC工程項目的特點

按照《建設項目工程總承包管理規范》（GB/T 50358-2005）的要求和解釋，EPC總承包是“工程總承包企業受業主委托按照合同約定對工程建設項目的設計、采購、施工、試運行等實行全過程或若干階段的承包”。承擔EPC項目的“企業應建立覆蓋設計、采購、施工、試運行全過程的項目管理體系，提高項目實施的效率和效益”。

EPC模式一般適用于大型工業投資項目，主要集中在石油、化工、冶金、電力工程。采用該模式建設的項目都有投資規模大、專業技術要求高、管理難度大等特點。

1）項目建設規模大、周期長。比如中國鐵路通信信號集團公司和龐巴迪公司聯合體承接的巴基斯坦鐵路信號工程項目線路總長約1 000 km，工期3～4年。

2）對總承包商的技術和管理綜合能力要求高。

3）設計方在總承包項目中起主導作用。

①總承包項目將設計、采購、施工等環節集于一體，設計方對項目的質量、工期及成本影響較大，設計的管理是整個項目能否順利完工的關鍵。

②在這類工程中，很多設備需要訂制，甚至需要設計并制造全新的設備。而采用EPC模式，在設計的同時進行設備材料的采購，而且設計和施工實現了深度交叉，從而有效地縮短了建設工期。

4）項目風險大。

①由于業主往往只提供項目的預期目標，在簽訂總承包合同時尚缺乏詳細計算依據，因此，通常只能參照類似已完工程估算工程量，前期設計深度不足，對項目的成本影響較大。

②在EPC模式下，設計、采購、施工任務全部由承包商來完成，由承包商來承擔工程建設過程中的絕大部分風險。業主過失風險往往也要求承包商來承擔。

③國際項目風險不可能依靠行政管理的方法，而必須采用國際通行的合同管理方法。

④業主只提供預期的目標，業主的組織和協調任務量少。

1.2 海外EPC項目設計工作特點

1）進度自覺性要求高。進度控制要以我為主。

2）設計改動多、版本多、同一文件多次批復。

3）設計獲得批準的不確定性。承包商的設計一般要求業主或其聘請的工程師批準，不同國家的設計習慣不同，采用的標準不同，承包商提交的設計業主不能正確理解，易造成批準延誤或修改和補充設計。

4）技術規范不明確，標準差異大。需要按項目定制一套技術和設備標準的支持體系提交業主，基礎性工作量大。中國鐵路標準常常不能適用，就算能用，也要翻譯作為項目文件提供，文件量大?？偝邪毯驮O計分包商都對EPC合同中所要求的標準和規范不熟悉，或現有設備與合同要求有差異。

5）設計調查要求一次性深入。調查若不詳細，一可能沒有更多的調查機會，二可能根據錯誤的設計輸入開展設計，帶來不可估量的損失。所以調查時間長，資料龐大，對應存檔難，資料查找難。

6）設備材料選用的風險高于傳統項目。設計必須嚴格執行合同規定的性能要求，承包商不能為了降低成本而忽視性能指標的要求，工程完工后更改很困難，最終承包商不得不向業主支付巨額的經濟賠償。

7）產品定制多、難度大。采用新產品、新技術、新方案時缺乏認證，容易造成設計分包方與總包方責任不清?；蛟谠O計方評審供貨商技術標準時不能通過。在采用新工藝、新方案時必須審慎，盡可能采用經過實踐驗證的和完全掌握的工藝和方案。

2 新的工作特征和理念

2.1 EPC總承包項目中的設計基本工作特征

1）設計工作量大，影響大。專業技術要求高、技術風險大、管理難度大等。

與傳統模式相比，EPC總承包項目中總承包商由于負責設計工作而承擔了更多的項目風險。

從事國際工程，一般要求上報各種方案、記錄等大量文字材料，這些方案都要求與實際條件相適應，具有較高的操作性。比如現場必須嚴格按照所報方案施工，如果上報方案在施工過程中需改變，必須重新上報新的方案。

2）工期長、各環節工期交叉。

①設計工作要貫穿EPC項目從開始到結束的全過程。

②產品參數是詳細施工圖開展工作的必要輸入條件，還影響著后序工作的啟動時間，因此，設計工作需要貫穿在采購工作之中，在不同的設計階段完成不同的設備材料的技術文件包，陸續進行設備材料的采購。

3）定制。很多設備需要定制，采購過程時間長，比如前面提到的巴基斯坦鐵路項目對道口的標準要求不同于我國，道口設備就沒有成型產品，需要定制。

所以設計單位需要轉變設計理念，主動適應海外EPC項目。

2.2 新的設計工作理念

EPC總承包項目設計的內容和服務對象均與傳統方式不同。傳統的設計理念落后，不符合現代建設項目的全生命周期設計、與環境協調、項目可持續發展的要求。

1）設計的地位和服務對象發生變化。參與總承包項目，設計工作不再是獨立面對業主的單一設計任務，而應在總承包商的統一管理下，負責整個項目周期的所有設計工作。

2）設計管理不僅僅是傳統的設計工作監督，而要以預防為主。設計管理關系著整個總承包項目的管理成敗，設計應當站在全局的角度進行統一管理。

3）動態設計。EPC總承包項目允許各環節的適當交叉。為了加快工程進度，往往是邊設計邊施工，施工中發現問題及時更新設計文件，每項設計接近結束時，便開展相應的施工準備工作。不再是傳統的所有設計工作完成后才開始施工環節。因此，在項目實施過程中要采取動態設計的理念。

4）設計人員應由單純的設計工作轉變到總承包的思路上來，在設計過程中納入采購和施工的建議，同時要對采購和施工的技術部分進行審核，考慮相應的工作量。設計方案選擇要統籌兼顧。

5）出圖方式與國際慣例接軌，加強對國外規范的學習和研究。

6）為獲得經濟效益，從設計階段就要注意索賠和反索賠。

7）設計人員應該參與對外工程的設備采購和施工過程的全程監督。

8）保證了設計的進度、質量和成本，才能保證EPC項目的進度、質量和成本。

3 EPC項目設計與傳統設計的具體差異

3.1 海外項目設計現狀

1）“拿設計費，完成施工圖”的傳統理念。

2）管理手段傳統，索賠意識淡薄，知識管理、內容管理的意識淡薄。

3）缺乏歷史資料和經驗，缺乏知識管理系統、信息系統。

3.2 設計過程和工期的差異

事實上，海外EPC項目并非只是將設計、采購、施工做簡單加法拼湊在一起。而是總承包商根據業主的要求，基于自身具備的技術、管理、實施能力，一攬子承擔設計、采購、施工任務，直至試運投產和驗收，以“交鑰匙”的方式移交給業主一個完整的、運行良好的項目。

1）EPC項目的模式決定了設計工期與采購和施工工期需要深度交叉

進度控制是整個EPC工程的生命線，完不成進度不但會被罰款，項目成本也會增加。EPC總承包模式的基本出發點在于促成設計、采購和施工三者之間的早期結合，其作業的邏輯關系是設計、采購、施工、試運行的深度交叉。為了縮短EPC項目的總工期，EPC項目的主要設計過程貫穿于項目各個階段，從大宗材料采購和詳細設計關閉、到施工階段、開通、試運階段，各階段隨時隨地要受制于設計動態。以設計為主導，設計向采購、施工延伸，可實現設計、采購、施工的深度交叉，不僅有利于設計提前接觸采購資料，加快設計進度，而且可以發揮設計人員熟悉設備材料特性的技術優勢，為進一步優化選材方案、降低投資創造條件。合理交叉帶來縮短工期、增加效益的機會，但同時伴隨著返工風險。決定合理交叉深度的原則是機會大于風險。

比方說：設計總體要和施工經理溝通了解盡可能詳細的施工計劃和施工組織方案（特別是分包工作），這是至關重要的，它可以使設計、采購明白施工活動的順序，以及哪些圖紙、設備材料必須先到現場，使得設計、采購在前期能夠有計劃地支持施工。

2）工期的深度交叉決定了必須不斷進行信息流動

EPC項目工期交叉的特點需要設計單位盡早提供設計資料，然后對其不斷細化。與傳統設計不同，EPC項目設計的過程必須滿足各方的信息流動要求，信息流動控制的適當與否是決定詳細設計階段能否成功的最為關鍵的因素。此階段大量的信息流動分3個層面：一是在設計內部各專業之間；二是設計各專業與制造廠之間；三是設計與采購、施工等部門之間。按照設計計劃和設計程序，各專業負責人和文控員要確保設計圖紙文件的正確快速流動。文件和材料需要專人進行管理，并配有跟蹤軟件系統，定期出版狀態報告，和文控員緊密配合及時有效地保證系統信息快速流動。協調工作運行控制的有效與否，直接影響到設計進度和廠商交貨進度。

3）盡早提供草稿，不斷更新版本，來滿足信息的不斷流動

解決設計與采購、施工等各部門間的信息流通不暢問題的手段之一，就是盡早提供設計草稿，然后不斷更新，使得設計龍頭有帶動全身躍動的能力，不能過于強調在我國傳統建設體制下的設計周期和出版次數。比如傳統設計中專業間互提的上下序要求，基本用文字描述就能達到要求，而海外項目由于各干系人語言理解、工作方式、流程、標準等不盡相同，文字表達往往造成誤解，而發布圖紙草稿能更好地解決這個問題。另外，這也是向業主申報工作量并申請付款的手段之一。但是對于設計單位來說，需要把握好版本更新的次數，盡量減少無謂的工作。

4）設計關閉

文件版本更新帶來的另一問題，是文檔不能始終處于更新中的狀態，必須要酌情對文檔進行關閉。設計關閉階段實際上是詳細設計階段的一部分。此階段開始的前提：大部分圖紙己完成，或已得到了業主的批準。此階段將隨著設計進展持續進行，比如，信號平面圖得到業主批準后就要及時關閉設計。之后若提出修改意見，則按變更辦理。在設計階段后期，要編制設計關閉和消號計劃，將設計工時分配，確定每周需完成的工作量，監控工作效率，及時將工作重心轉移到現場配合上。圖1表示了海外項目設計過程產生差異的內部原因。

另外，工期交叉使計劃工作更為重要。

設計與采購、施工深度交叉、相互制約的關系使得設計計劃工作尤為重要。設計人員要有較強的自主時間觀念。如果上序單位的信息沒到而開始本專業的設計工作，會造成返工，浪費工時。該計劃是對項目主進度計劃中設計部分的細化，細化到所有詳細設計和設備、材料、儀表等早期采購活動，所有在關鍵路徑上的主要活動、先后順序和強制關系都要表明，作為計劃控制、進度報告、偏差分析和計劃預測的主要工具。這樣可對各專業間和部門間的協調起到框架性指導作用。施工也與設計有著直接的聯系，所以設計活動一定要仔細地與施工計劃安排相協調。在詳細設計階段，可以安排施工人員從施工安裝和維修的角度來審查設計圖紙文件，以盡早發現錯誤，避免返工。設計總體要排出合適的各種活動的先后順序，以指導設計有序地工作。同時要向下強調早日訂購長周期設備和制定并遵循計劃的重要性。

注：以上涉及的海外項目設計階段的說明請參考筆者另一篇文章《海外EPC鐵路信號項目設計階段劃分》。

3.3 產品定制（適應性研發）階段的設計實施

為保證產品設計輸入資料的及時和準確，設計專業有必要深入到產品定制或產品適應性研發中。

由于設計過程要完成對項目產品的詳細和具體的描述，因此設計專業和產品研發的結合直接影響EPC工程總承包項目產品的水平和質量。信號專業設計與工程項目產品密切相關，發達國家把工程的系統設計與產品定制的設計合并，大大提高了工程系統設計的水平。設計專業和產品定制工作接軌不僅能提高工程總承包項目產品的水平和質量，而且有利于與發達國家的業主及工程公司合作，加速進入國際市場。例如在巴基斯坦鐵路項目中，業主對軌道電路設備提出了定制某些設備參數的要求，需要對現有設備進行適應性研發，以適應業主要求和當地條件。在科研立項后，設計人員要參加科研小組，細化工程需求。該工作要注意產品更新后是否需要通過試驗和第三方安全認證方能應用于實際工程。

通常，根據項目的規模和復雜程度，完成上述產品定制設計工作需要半年到1年的時間，因此必須在項目基本落實的同時（即在項目基本落實，但合同尚未簽訂時）盡早開始進行。

在產品定制完成后，項目的主要設備參數也就確定下來了，與此對應的項目的主要設備投資規模也就確定了，因此，必須重視該階段設計的準確性，從而做到既滿足項目要求，又沒有擴大項目規模。這是控制項目成本的關鍵之所在。

3.4 采購工作納入設計程序

在可以預計的未來，海外項目的采購工作將逐步納入設計程序。

在EPC項目設計過程中，設計與采購工作應合理交叉、密切配合，保證設計成品質量和采購設備、材料的質量。采購納入設計程序的主要內容包括：1）設計專業負責編制請購單和技術規格說明書；2）設計專業負責對制造商報價中技術部分進行技術評審；3）設計專業負責審查確認制造商的先期確認圖和最終確認圖；4）設計專業分期分批提交設備、材料請購文件。

采購納入設計程序，有以下優點：1）設計專業按專門制定的表格和要求編制請購單和技術規格說明書，能準確表達設計要求，減少采購過程的技術錯誤；2）設計專業負責對制造商報價中技術部分的技術評審，確保采購的設備、材料符合設計要求；3）設計專業負責審查確認制造商的先期確認圖和最終確認圖，保證設計質量和設備、材料制造質量，同時有利于設計工作的提前開展，縮短工期；4）設計專業分期分批提交設備、材料請購文件，保證關鍵、長周期設備提前訂貨，縮短采購周期和工程建設總周期。達到該效果需要提前改進總承包商內部的技術管理體制和組織架構。

而在國內客運專線建設的傳統總包模式中，主要設備采購由施工總承包方分包給設備集成商完成。

3.5 設計人員應注意的事項

設計要嚴格遵守業主合同規定的設計條件、建設規模、設計范圍以及業主指定的分包商和標準規范。沒有業主的授權千萬不可擅自更改。對業主或監理工程師疏忽和遺漏的地方要及時記錄下來。對業主或工程師授權進行的修改等和對影響設計文件質量、投資和進度的指令應妥善保管。屬于設計人員的職責范圍之內的應及時提出意見和建議，在規定日期沒有答復的應按有關規定繼續進行。前期的設計方案對于采購和施工具有較大的風險。因此，對于重大的技術方案，要求由總承包商來抉擇，避免以后發生變更，將責任全都推到設計的身上。

設計上對工藝、材料和設備等方面的選擇應當合理。除嚴格遵守制定的國際標準外，還應及時得到業主或監理工程師的批準。要堅持事前通報的原則。承接EPC項目并不是工作越多做越好，業主沒要求做的如果做了，不僅得不到經濟上的補償，還會受到罰款。因此，設計人員做每一件事必須事前通報，得到許可。要采用網絡技術制定設計進度。在國內網絡技術已在工程施工計劃中開始使用，設計階段還沒有開展。為滿足業主的進度要求，今后應該使用網絡技術制定動態計劃，使人力資源合理配置。采用先進技術制定計劃，有助于順利完成工作，減少業主對設計進度所要求的索賠。

綜上所述，我國傳統設計單位參與海外EPC工程，應該以知名的國際同類企業作為標桿制定發展目標，著力進行各種能力的提高。

[1] GB/T 50358-2005 建設項目總承包管理規范[S].

[2]李嘉.國際EPC總承包項目下的設計咨詢業務風險管理研究[D].北京：北京交通大學.