海洋工程平臺建造數字化管理系統S-OEI

施 煒

（中遠海運重工有限公司，上海 200135）

0 引言

海洋工程平臺及其關鍵裝備的設計與制造技術水平的高低是衡量一個國家海洋工程領域油氣資源開發綜合能力的重要指標。隨著全球油氣資源消費的快速增長，海洋油氣開發平臺及其配套平臺與裝備得到了快速發展，對海洋工程平臺功能與結構要求不斷地復雜化，船東的個性化需求不斷增加，全球整個海洋工程裝備行業綜合競爭力也在的不斷加劇，船廠使用傳統的造船模式已經很難適應現代化海洋工程平臺建造發展的需求。在當前海洋工程平臺市場訂單競爭激烈的情況下，如何盡可能地減少詳細設計與生產設計的時間、提高平臺建造質量與效率、確保平臺交付的質量、減少后期平臺營運中的缺陷等尤其關鍵，隨之出現了海洋工程平臺建造的新模式，即數字化建造模式，為海洋工程平臺建造領域帶來了新的思想和技術支持[1]。日本、韓國、新加坡等先進造船國家為了保持本國造船行業的國際競爭優勢，不斷地加大造船技術的研發投入，這對船廠提高船舶建造生產效率、降低建造成本、縮短建造周期以及改善施工環境等起著重要作用。

數字化造船始于90年代初，當時日本的三菱重工、川崎重工等船廠在CAD/CAM應用的基礎上著手進行計算機集成信息管理系統、計算機集成制造系統（CIMS）的開發和應用；2000年后，韓國三星重工（SHI）也喊出了“數字三星Digital Samsung”的口號[2]。面對國外強勁對手的數字化造船系統的開發，國內船舶企業也在加緊步伐開發自己的數字化造船系統，2000年后，造船方面如滬東中華開發了HZS-CIMS企業信息化造船系統，江南造船廠開發了“e江南”數字化造船系統，廣船國際開發了GSI-SCMIS數字化造船系統。海洋工程平臺數字化建造方面，如2011年后中遠海運重工開始著手研發S-OEI海洋工程平臺項目建造管理系統，該企業級管理系統的研發填補了國內海洋工程平臺制造領域的空白。自2006年以來，中遠海運重工決定轉型發展海洋工程平臺制造，經過幾年的摸索與開拓創新，中遠海運重工已經具備了大型海洋工程平臺設計與建造能力，由于國外先進的海洋工程平臺項目建造管理系統對中國船廠設定了很多限制，而國內又沒有開發成熟可用的海洋工程平臺項目管理系統，如果中遠海運重工在海洋工程平臺數字化制造管理方面還是沿用了原來的數字化造船系統，將嚴重制約中遠海運重工轉型海洋工程平臺領域的可持續發展戰略，所以開發了S-OEI海洋工程平臺項目建造管理系統。截止目前，該系統已經在中遠海運重工承建的N407自升式鉆井平臺和N419圓筒型鉆探儲油平臺等項目進行了全面應用，并取得了良好應用效果。

1 數字化建造系統

1.1 數字化建造

海洋工程平臺數字化建造就是以平臺生產建造全過程的數據融合為基礎，以數字化建模仿真與優化軟件和企業信息化系統為紐帶，將建模仿真數據、信息化系統、先進的平臺建造技術和現代化的建造模式融合應用到海洋工程平臺項目的生產設計、建造計劃、任務派工、項目設備調試、安全監督等建造的全過程。使海洋工程平臺實現以建模仿真為核心的數字化手段，以平臺建造與建造過程數字控制為核心的數字化建造，以虛擬樣機和數字仿真模擬為核心的數字化測試與試驗，以現代建造模式和業務流程建模為核心的數字化管理，從而實現數字化建造[3]。

1.2 數字化建造系統

數字化建造系統就是指海洋工程平臺建造過程系統化，利用企業信息技術，突破“時、空、地、部門、個人”的障礙，解決管理控制中的技術瓶頸，實現數字化建造管理控制及時化、透明化、精確化、規范化，從而最大程度的提高船廠生產建造資源優化配置，同時保證平臺建造生產的有效計劃、組織、實行、管理。

2 數字化建造管理系統

數字化建造管理系統是指海洋工程平臺建造過程所運用的數字化管理系統，中遠海運重工在海洋工程平臺建造項目管理過程總結經驗后，開發了S-OEI海洋工程平臺項目管理系統，其通過項目結構與配置管理技術，建立設計、生產、物資、管理、任務派工、外包計價協同信息共享平臺，以設計物量與所需工時為參考，實現外包成本的主動管理。

2.1 S-OEI系統結構介紹

2.1.1 系統平臺

S-OEI項目管理系統采用多層結構，分別采用Java、Flex開發技術，通過中間層調用SAP服務端的RFC接口，實現與SAP數據庫的讀寫操作。數據中心采用集中化管理，不僅節約了硬件資源，還對系統的后期集中升級維護帶來極大地便利，對于以后加強業務標準化管理、系統的推廣和培訓提供強有力的保障。S-OEI項目管理系統與SAP系統的深度集成，對建造過程中的各類成本控制及物料跟蹤管理起著重要作用。

2.1.2 系統業務結構

S-OEI項目管理系統業務結構是隨著實踐檢驗逐步完善起來的。最初，系統研發以生產業務流程來指導S-OEI項目管理系統的開發思路，隨著公司矩陣管理思路的逐漸成熟，系統的業務流程得到不斷拓展和優化，再用優化過的生產業務流程來指導實際生產業務，通過這種“經驗總結—提煉—再總結—再提煉”的不斷檢驗、優化的過程，完善企業標準業務流程框架（SBF）。從“管理技術上來說”，閉環管理是基線計劃管理的基本目標。

該系統建立了以基線計劃為核心的項目計劃管理平臺，可以使設計、采購、生產等業務環節的一線管理員能及時了解項目的計劃和進度情況，便于及時調配生產資源，實現項目管理的各部門協同、有序操作。

圖1 項目全周期閉環管理圖

依據思路清晰的“設計—生產—計價—核算”體系，借助統一作業分解編碼，把設計物量清單、基線計劃、生產工作包、電子價格本等有機組合，消除信息的傳遞不暢通。理清數據基礎，搭建產品結構，把各專業的設計物量清單集成在統一的產品結構下，跟蹤生產、計價過程，為系統的管理和改進提供有力的支持。本系統多層次低耦合的特點，更適應海洋工程平臺項目“柔性”特點的系統架構，集作業分解編碼為主線，計劃、設計、生產、計價、核算為一體，環環相扣，又互相適應，呈現“包容性增長”的架構特點。

2.2 系統應用內容

S-OEI項目管理系統涉及到海洋工程平臺領域的各個方面，根據現代造船技術要求，是在計算機數字化信息技術條件下造船管理系統的徹底變革，主要體現為以下幾個方面。

2.2.1 對建造成本進行管控，有效控制財務現金流量風險

在海洋工程平臺建造的先行階段，工作人員會按照圖紙下發批次匯總設計所需的材料和設備清單（設計物量），把這部分物量傳遞到 S-OEI項目管理系統，車間科長可以依此編制車間月度計劃工時分配和施工隊，生成固有作業工作包任務，主管可根據工作包派工，施工班組每日反饋工作包實動工時。如需修改作業，系統會自動創建修改作業工作包，這樣可以有效規避實際派工作業量或多或少的隱形問題。工作包執行完工操作后，可以在SAP系統內導入工作包，創建外包賬單，賬單建立完后執行提交計價，外管部可以打開SAP系統實現計價。

打通了船體結構專業、鐵舾裝專業、管系專業、輪機專業物量、電氣專業、通風專業和涂裝專業的設計物量（BOM），結合各專業外包價格本對外包分賬單實行自動計價，可以有效解決長期困擾的外包工程成本控制的難題。考慮待上傳的物量清單數據量較大，可以通過現有建模軟件（TribonAM和鷹圖）實現數據接口，前提是設計必須實現精度建模，發生現場建造修改變更，必須及時在三維建模軟件內及時更新模型數據，然后把物量數據及時發布到S-OEI系統內。

在未派工階段實現工程建造費用的初步預測，對于大包合同類工程可以確定工程造價，也可以為非大包類工程提供建造單價的量化指標。根據生產作業進度及量化的作業成本，結合系統的計算功能，前瞻性地確定企業應付外包工程款和合理編制資金計劃，有效控制財務現金流量風險。

2.2.2 對建造過程進行管理，有效管理建造施工任務

車間能否根據工作量有效派工，體現了企業的工作效率和管理能力S-OEI管理系統的產生有效解決了這一問題。S-OEI系統以Primavera P6的四級、五級計劃為主軸，系統按照建造計劃的分解結構自動創建關聯的任務列表，任務列表中的任務項對應到S-OEI系統內的工作包中，工作包按照輔工種類型進行逐層次劃分，不同的工作包對應不同的編碼，輔工種與SAP系統的外包成本科目對接，實現外包費用的成本歸集，在派工操作時，會嚴格區分輔工種進行施工作業的合理分配。車間依據系統的派工指示安排每天的施工任務，確保任務嚴格按照節點計劃能有條不紊地實施。一旦建造過程中出現了滯后，系統會進行事前預警并實施項目健康性檢查，通過計算和分析，形成歷史任務處理經驗值，用來協助處理未來可能滯后工程的“糾偏”工作。系統有效持久化地運行和管控，實現了項目管理的協同、有序的閉環管理目標。

2.2.3 消除環節間信息“孤島”，建立遵循統一流程的共享平臺

由于海洋工程平臺項目都是龐大、復雜的項目，而傳統的應用系統大都是為了適應一些局部的業務需求而獨立開發的，設計系統與生產管理系統之間不能進行有效聯合作業，致設計與建造無法緊密結合，設計信息無法直接為建造服務，因此導致設計與建造脫節，從而使建造周期加長，相應建造成本增加。由此也產生產品設計信息無法與建造信息共享，前期設計系統與后期生產設計系統割裂明顯，數據、模型難以共用，更不能回溯，在“設計”與“生產”形成兩大“孤島”，特別是基本設計與后期詳細設計不能無縫連接，造成大量重復設計，重復建立模型的工作，形成資源、人力等大量浪費，全生命周期的數據支持也更是不足，很少有歷史記錄和歷史數據的存儲。

S-OEI項目管理系統在消除信息“孤島”方面發揮了很好的作用，實現了項目協同管理。引入了RFID（射頻識別）實現物料的倉儲管理，引入了文檔管理系統（EDMS）實現技術各類圖紙的管理，接入 SAP系統實現設計物量的庫存物資檢索和缺貨警告。系統之間形成信息共享、相互交換，實現對車間對各種工作計劃、項目工時統計、生產物資分配等管理過程的優化配置，管理系統的應用原則就是為生產車間與建造現場提供相應的數據，使預舾裝件、管附件、零件部件等能夠在主船體分段建造時進行預裝配，有效利用資源，減少資源浪費，提高工作效率，一定程度上降低運營成本。

3 結論

全球油氣市場在2015年～2018年經歷了一段低谷以后，市場需求出現了復蘇，但是海洋工程平臺市場復蘇比較緩慢，且部分海洋工程平臺存在過剩問題，雖然中遠海運重工通過開發的S-OEI項目管理系統提升了建造管理、優化了冗余，提升了效益，減低了成本，減少了建造周期，但是還存在不足的地方，還沒有完全達到自動化，部分需要人工錄入等。后面將繼續優化系統，為項目數字化建造發展更進一步，以期為中國海洋工程平臺行業數字化建造發展提供一定的借鑒，起到示范引領作用。