淺談海洋工程中的模塊化建造及質量管理控制

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計和實踐中得到應用，并且取得了較好的效果，模塊化建造模式也在日益受到關注和認可。文章結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用，并結合近幾年從事模塊化建造積累的經驗，從質量檢驗的角度對如何提高模塊化建造中的質量控制水平提出了一些觀點和意見。

關鍵詞：海洋工程；模塊化建造；質量管理控制；中海油海工項目；項目管理 文獻標識碼：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建造方法而言，已廣泛應用在艦船武器系統、航天器和電子設備及大型裝備等領域，是對傳統設計方式和生產模式的創新和發展。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。目前中海油國內海洋工程項目從設計和現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。總結中海油海洋工程領域的模塊化建造主要體現在如下方面：（1）詳細設計模塊化；（2）加工設計模塊化；（3）設備制造模塊化；（4）施工建造模塊化。模塊化設計和建造不同于傳統建造，它需要設計、施工和管理各方都具備模塊化的管理思維、高效的設計建造水平和足夠的建造資源。設計和現場建造在制定方案時要充分結合現場管理人員水平、施工隊伍能力和現場資源配置。考慮施工、設計及管理成本和項目建造進度，對于重復性或相似性高的設施，目前都采用模塊化的方式設計和建造。

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

2 模塊化建造定義

相對于傳統的現場建造，模塊化建造就是充分利用現有場地資源和重復利用以往資源，將相同的、重復的工作模式化和固定化，將簡單的、零散的工作集成化，以提高產品的效益、質量，提高工作效率。具體實施手段就是通過詳細設計、加工設計、現場施工、產品制造等各個環節或每一個獨立環節，將不同的專業融合在一起，產品化地實現各個階段的一體化建造。最終利用大型運輸設備和吊裝設備，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。

相對于傳統的詳細設計，模塊化建造就是將系統功能和使用環境相同或相似的設施進行模型化及系列化設計；對于新項目在確定設計基礎數據后，只需在設計庫中選擇相同或相近的類型進行適當的修改即可；甚至對相似度很高的項目，只需更改名稱，核實確認后即可使用。

相對于傳統的加工設計，模塊化建造需要結合詳設圖紙、現場施工能力和資源等若干方面，盡可能地結合各專業進行一體化的設計，確保在滿足安全質量的前提下，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計工作主要針對上部組塊及生活樓等大型項目總裝現場，它不受設計、產品制作的影響，對現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計水平、管理水平和建造能力是一個很大的挑戰，適合規模較大的項目和重復性或相似性高的項目。對于海上設施，現場模塊化建造適用于平臺上部組塊的整體及分體建造、設備設施的撬裝制作、生活樓及鉆機系統的產品化預制等；詳細設計的模塊化建造則適合不同定員的生活樓系列設計、不同型號的鉆機模塊系列設計以及不同的設備設施撬塊系列設計等，使用時，不需要再重新設計，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場，它不受設計、產品制作的影響，對現場資源和施工能力水平要求較高。海洋工程建設過程中，模塊化建造工作的實行至少應滿足如下條件：（1）項目設計能力、管理水平和施工隊伍能力應滿足模塊化的條件并能協調一致，這要求項目管理單位必須有完整及良好的項目管理體系，使項目各個環節能夠做到在管理上高效統一，在執行上和諧緊湊，在施工中保證安全質量；（2）應有足夠符合建造條件的場地資源；（3）應有足夠的符合運輸條件的設備機具；（4）應有足夠符合吊裝條件的設備機具；（5）應有足夠的項目后勤保障以適應多個子項目的多專業化運轉；（6）相關各方必須有充分的模塊化建造理念。從長遠來看，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，更提高了生產效率，降低了生產成本，縮短了施工周期，并為運營期間產品的維修與維護提供了可靠的保障。

4 常見模式及優缺點

4.1 常見模式

常見的海洋工程固定設施模塊化建造模式主要有：

4.1.1 詳設設計方面：（1）項目單元模塊化，如不同系列的生活樓設計、不同系列的采修模塊設計、不同系列的鉆機模塊設計、不同系列的棧橋模塊設計、不同系列的火炬臂模塊設計等；（2）預制構件系列化，如不同規格的斜梯系列設計、欄桿系列設計、地漏系列設計，以及舾裝構件的系列設計等；（3）產品制作撬裝化，如將不同系列或不同類型的產品撬裝化設計，該方式的應用目前已規模化及常態化。對于詳細設計在設計模塊化和系列化后，可以建立圖庫，將其通用化，設計時可以隨時調取。

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

4.1.3 現場建造方面：所有的模塊化設計最終都反映到現場的模塊建造。期間均通過加工設計承上啟下和深入，但加工設計的模塊化設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，如預制結構分片的大小、結構立體化施工的程度、整體模塊建造的分割范圍等。

4.2 優缺點

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。分析其優缺點主要有：

4.2.1 優點：（1）設計集成化，能夠大大提高詳細設計和加工設計的出圖效率。尤其對于重復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成本，提高了施工效率和質量；（3）多專業的同時施工有利于項目的統一協調；（4）主體及各專業釋放次數減少，減少了報檢次數，提高了涂裝效率；（5）高空作業次數減少，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有針對性的考慮，確保模塊化在施工方案上可行，在質量運行上可靠。

5 質量管理控制及注意事項

5.1 質量管理控制

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主方、建造方、設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識。從模塊化建造的優缺點可以看到，模塊化的成功應用首先要保證模塊化在進度、安全、質量、成本、效率等各方面的綜合效果要優于傳統方法。而質量是模塊化各隊伍能力的綜合體現，好的產品質量對項目進度、成本和效率都有很大的影響。為降低模塊化施工導致的質量隱患和風險，模塊化的質量管理除應按照正常檢驗計劃執行外，還應做好如下工作：（1）各方要有健全的質量保證和質量控制體系，尤其對于施工單位尤為重要；（2）各環節及現場施工隊伍要有嚴格按照批準程序施工的觀念并能夠嚴格執行；（3）每個現場需配備足夠的各專業質量控制人員，確保各環節受控；（4）文件資料編制提交及報審要及時；（5）加工設計及現場質量人員專業知識要強，避免各專業之間沖突而導致后果；（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

現場質量保證應重點做好如下工作：（1）圖紙文件的有效性收發與跟蹤；（2）設備設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）現場技術問題的跟蹤回復；（5）各專業及重要工序之間的節點控制；（6）各設計專業及現場之間的統一協調；（7）各專業質量人員的統一調配；（8）數據庫龐大，做好文件資料的分類管理工作。

現場質量控制應重點做好如下工作：（1）嚴格按圖要求施工，減少返工現象的出現；（2）嚴格控制裝配尺寸和精度，防止總裝過程的偏差；（3）設計、施工和檢驗等各專業之間的現場協調配合；（4）材料的出場標識及存放，避免模塊間的混用；（5）避免共性問題的重復出現；（6）涂裝前設備設施及舾裝構件的防護；（7）模塊較多導致的焊口統計和數據庫錄入；（8）不同項目設計基礎數據的變化引起的設計參數變化調整；（9）QC人員應加強現場的溝通等。

6 結語

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的一種趨勢，正在日益受到關注和認可。作為現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，從設計、施工各個環節完善體系，積累經驗。同時質量體系良好的運行是模塊化管理的核心，只有切實提高質量合格率才能享受模塊化建造帶來的高效率和低成本。本文只是結合筆者近幾年從事模塊化建造工作積累的經驗和認識，希望通過介紹和總結，達到相互學習和交流的目的。

參考文獻

[1]海上固定平臺規劃、設計和建造的推薦作法（API 2A）[S].

[2]中國船級社.材料與焊接規范（2009）[S].

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

（責任編輯：王 波）