基于SPM系統的EPC項目材料控制管理流程

唐鑫強(中國成達工程有限公司，四川 成都 610096)

0 引言

近年來，EPC項目逐漸趨于大型化和高度集成化。項目參與人員多，涉及設備材料品種繁復，加上項目工期往往很緊張，設計采購期間伴隨著大量的設計變更管理和采購變更管理。項目管理層面對材料控制工作也提出了更高要求。傳統的材料控制一般只針對管道材料進行管理，并在項目各階段向不同專業收集條件和輸出請購。管理軟件一般只能依托MS EXCEL。整個材料控制過程存在輸入輸出條件不統一、信息集成性差等弱點，已不能很好滿足目前EPC項目對材料控制工作的要求。通過引入材料管理軟件SmartPlant Material，材料控制工程師才具備“全流程、全材料”對項目材料實施控制管理的可能。

SmartPlant Material(SPM)是一個可應用與整個工程生命周期的工程材料管理系統。SPM是一個參與一切與材料相關活動的統一平臺，它能定性、定量地在項目建設過程中管理設計、請購、采買、催交、接收、倉庫管理和材料發放的數據庫管理系統。通過應用SPM，材料控制工程師的管理效率大幅提高，從而達到降低項目材料成本、加快項目進度、規避材料風險的目的[1]。SPM系統具有一套嚴謹的材料管控邏輯，這也就要求使用者嚴格遵照邏輯要求來進行操作，以最大限度地發揮SPM的管理效能。

1 材料控制流程

材料控制的工作貫穿于整個項目始終。在項目執行的各階段，材料控制工程師需要與設計工程師、采購工程師、庫房工程師等項目職能人員溝通和共享數據，并進行全方位的協調管理[2]。

通過應用SPM的E&PI(BOM)設計、E&PI(Req)請購、Site現場管理模塊，材料控制工程師和其他專業管理人員可以在同一平臺上建立、更新和共享項目數據，實現項目的一體化管理，避免重復工作，保證數據的一致性。

1.1 項目設計階段

SPM的BOM模塊要求設計各專業采用統一模板編制材料導入表，這就從前端保證了設備材料數據的一致性。相較以往各專業按各自模板文件提交設計數據的方式，大大減少了材料控制工程師處理數據的時間。通過PDS、PDMS和SP3D等三維設計軟件自帶的SPM數據接口，還可以將圖形數據直接導出為滿足SPM要求的設計數據。數據可包括材料唯一碼、材料描述、材料尺寸、材料材質等，實現數據的無縫對接，避免了人工編制材料表可能出現的錯漏，也極大地減輕了設計人員的工作負荷。

向SPM導入BOM之前，首先要對BOM模塊進行基礎設置，設置在B10 Administration下進行。一般需要根據實際項目策劃對BOM Types、Flat Conf igurations(FC)和Node-Type Hierarchy進行輸入設置。如果已經在SPM中執行過其他項目，也可以通過Copy BOM Setup功能，拷貝其他項目的設置。需要注意的是，BOM導入表的結構要與FC的結構保持一致，否則系統會在導入過程中報錯，并最終導致BOM無法導入。FC的結構應在滿足信息完整的前提下盡量簡潔。

項目初期，材料控制工程師應向各專業宣貫項目的材料控制流程，其中應包括將要采用的BOM導入表模板。各設計專業根據導入表模板，編制材料導入表并提交材料控制工程師，由材料控制工程師檢查無誤后導入SPM。

1.2 項目采購階段

導入的BOM表是請購單的材料清單基礎。材料控制工程師經過綜合考慮采購分包計劃、項目規模、施工分包、庫房規劃等因素，在E&PI(Req)模塊進行請購單的編制。運算請購前需要對BOM Setup Nodes、Nodes and Templates和MTO Types進行設置。BOM Setup Nodes劃定運算請購的BOM節點范圍，即和設計確認后的本次可供采購的材料范圍。Nodes and Templates定義采購分包的劃分，采購分包需得到設計專業和采購專業的共同確認，且應在滿足項目分包要求的前提下盡量精簡，避免冗余的分包。MTO Types建立采購運算作業包，即把請購范圍和采購分包串聯起來。

設置完成之后，通過運算Material Take Off(MTO)生成請購材料表。運算請購前需要選擇本次請購是提出增補量(shortage)還是減少量(surplus),以獲得預期的請購材料表。通過我司自主開發的SPM報表平臺，能導出可編輯版的請購材料表，供材料控制工程師進行校核。經過校審簽字的請購材料表和專業技術規格書同時傳遞給采購組開展詢價工作，同時在Maintain Requisition中完善請購材料的期望交貨日期(QOS Date)和交貨地(Delivery Designation)，將請購傳遞到(Release)采購環節。

1.3 項目施工階段

設備材料到現場后，需要在Site模塊下開展現場材料控制工作。SPM可以實現從材料入庫，到材料預留、材料出庫、材料移庫等全流程的現場材料控制工作。發料之前首先要根據現場施工分包情況添加施工分包單位(Subcontractors)作為發料對象；然后定義庫房劃分(Warehouses，包括實體庫房和虛擬庫房)，以便在材料入庫和出庫時劃分材料歸屬的庫房；最后定義發料作業的范圍(Work Packages),包括定義材料的類型、材料所屬的設計節點，以便在預留發料時可以更快更準確的定位到材料。

材料入庫可以選擇根據合同入庫(Prepare MRR by PO)或根據箱單入庫(Prepare MRR by Packages)。前者更適于設備的入庫；后者更適于大宗材料的入庫。通過利用SPM開放的數據接口，可以開發數據導入插件，實現大宗材料按到貨箱單批量入庫的功能。同時也可利用二維碼或條形碼技術，將貨物信息以圖形碼的形式打印在包裝表面或貨物本體上。庫房管理人員通過手持掃碼設備，進行掃碼入庫。以上功能的實現徹底打破了傳統入庫工作繁瑣費時的節奏。

材料出庫可選擇按預留單出庫(MIR by Reservation)或直接出庫(MIR by Direct Issue)。預留出庫實際是指材料預留和材料根據預留出庫兩個操作。材料控制工程師結合現場施工需求、材料庫存情況和設計量，在預留功能模塊下，將可以發放給施工單位的材料劃歸到預留單中，施工單位憑預留單進行材料領用。預留單中的材料以BOM中的設計量為基礎，且與節點發生關聯。同時預留單中的材料處于被鎖定的狀態，避免了“重復”發料的情況。材料根據預留出庫時，材料控制工程師調用預留單，確認實際出庫數量，然后生成出庫單。系統會自動判定哪些節點的材料已發放足量，之后不會再次被預留。出庫數量大于節點的材料會自動進入過量庫，供材料控制工程師調配。這種出庫方式嚴格以設計量為基礎，可以精確控制材料的發放。

直接出庫則是完全由材料控制工程師確定出庫數量。材料控制工程師通過篩選發放材料的代碼，填寫實際材料實際出庫的數量，形成直接出庫單，系統只會判斷庫存量是否滿足出庫需求。應用這種出庫方式，材料控制工程師擁有更高的調配材料的自由度，但是需要在系統外建立數據表格，以材料的設計量為基礎，對材料發放進行控制。

2 材料控制管理需要注意的問題

在項目實際執行中，需要結合項目特點，預判項目執行過程中可能出現的障礙，結合SPM系統管理邏輯的要求，制定出具體對策，切不可削足適履，為了管理而管理。結合近年所執行的EPC項目中遇到的實際問題，進行以下要點總結，以供參考。

2.1 BOM材料表的質量

使用SPM進行材料控制管理的前提是完整的設備材料編碼系統，即做到“一物一碼”。因此需提前編制公司級或項目級的設備材料編碼詞典，以供設計人員編制BOM材料表時使用。以某年產30萬噸BDO項目為例，根據供貨范圍劃分，總包方需采購接地扁鋼等材料。由于以往EPC項目中該類材料不屬于總包方供貨范圍，材料控制工程師提前預判該情況后，組織設計專業對相關材料的編碼進行了編制。在相關材料請購發出時，可以參照使用的材料編碼，使材料采購得以順利進行，避免了臨時抱佛腳影響項目進度，同時也擴充了公司的編碼詞典庫，為后續項目提供參考。

同時，材料控制工程師還應審查BOM表的格式是否滿足SPM要求、材料描述是否完整。材料數據導入SPM后，如果需要修正，只能逐條修改。所以導入前的檢查工作應足夠細致，可以編制檢查導入表的工作手冊，以保證導入SPM的數據準確有效。

2.2 采購分包的合理策劃

采購分包要與項目的采購供貨計劃相匹配。更重要的是，材料控制工程師還應根據項目規模和項目結算要求進行策劃。以上述BDO項目為例，項目規模為傳統BDO項目的三倍，同時配套的上下游裝置也是普通項目的數倍，項目概算的塔器和反應器等就有1 600多臺。結合現場安裝分包情況和分裝置結算費用的要求，材料控制工程師以采購供貨計劃為基礎，在Nodes and Templates分包功能下，選取不同的BOM Node，將請購材料表按WBS中的裝置進行了劃分，即按不同裝置發出請購單。這樣采購在詢價過程中可以根據分包大小向不同供貨商進行詢價，分散供貨風險。同時要求廠家在發貨時按不同裝置的請購單進行分別包裝或分車發貨，現場接受材料和發放材料也更有針對性，避免了大宗材料到場后產生擠壓。同時，得益于請購階段就對裝置進行了劃分，費用控制經理對采購費用的結算也能夠按不同裝置進行。

2.3 SPM請購單傳遞的時機

目前EPC項目合同工期越來越短。某4.6萬噸/年PTMEG及公輔EPC項目，整個合同工期只有16個月，這在以前是不可想象的。工期縮短往往被壓縮的都是設計周期。為了滿足進度要求，設計人員往往采取“平行設計”的方式。這種方式突破了傳統的收到條件才進行設計然后發請購的方式，而是設計初期就發出請購，然后邊完善設計邊和廠商進行技術澄清，這極大縮短了設計的周期。帶來的問題就是請購文件從發表到最終技術協議簽訂，往往會經歷數次升版，材料控制工程師相應的需要對手中的請購單進行升版。而在SPM中，如果請購單已經發送(Release)到采購，修改就要進行數個環節的撤回操作，較為繁瑣。所以這種情況下，應當保持請購單的開放(OPEN)狀態，購單升版后，在系統外進行請購單的升版傳遞。待技術協議簽訂后，再將系統中的請購單發送到采購。這樣就避免了冗余的系統操作，同時不影響請購執行的進度。

2.4 現場材料入庫的劃分

材料入庫之前，需在SPM中定義項目中將要使用的庫房，這個庫房既可以是傳統意義上的實體庫房，既封閉庫、半封閉庫、堆場等，也可以是“虛擬庫房”，即施工單位直送庫、過量庫、變更庫等。充分規劃和利用好虛擬庫房，可以增加材料入庫和材料出庫時的便利性。

例如上述PTMEG項目中，施工分包安裝單位有兩家，材料控制工程師在SPM系統設置階段，在系統中設置了兩家分包單位的虛擬直送庫。總包方采購的某批大宗工藝管道材料到場后，材料控制工程師按照分裝置到貨的材料箱單，將材料分別入庫到兩家施工單位的虛擬直送庫中。在進行預留發料或直接發料時，優先選擇領料單位所對應的虛擬直送庫。這樣發料時就可以通過入庫數量來把控發放數量，減輕了預留發料時需勾選大量設計節點來把控發放數量的工作。同時材料控制工程師還可以根據現場實際施工進度需求，來調整施工單位從對方的虛擬庫中領料，增加了管理的靈活性。

2.5 現場材料出庫方式的選擇

由于項目工期愈發緊張，項目實際執行中往往存在“邊設計邊施工”的情況，這種情況對SPM的預留出庫(MIR by Reservation)功能是相當不友好的。因為預留出庫依托的是BOM表中材料的設計數量，一旦材料預留出庫后，就和設計節點產生了關聯，如果再進行材料表升版等改變BOM設計節點的操作，將產生大量的變更庫材料。材料控制工程師需花費很多精力來進行移庫的操作，才能把系統中的出庫數據和實際出庫數據做平。所以預留出庫的方式更適用于藍圖版的BOM表。

而實際需要出庫的時候，系統中往往只有中間過程版的BOM表。這時的BOM表節點在后續設計過程中可能會發生大量變化，這種情況建議選擇直接出庫(MIR by Direct Issue)。該出庫方式不受BOM表制約，只要確認實際出庫材料的代碼，就可以能保證出庫數據的準確性，同時避免了BOM升版對SPM中的庫房數據造成沖擊。當然這種出庫方式需要系統外建立材料平衡表來輔助確認發料數量，沒有完全發揮SPM自動化判定發料數量的優勢。

3 結語

通過運用SPM進行EPC項目材料控制管理，材料控制工程師能夠以更高的效率去執行項目各階段工作，從而更好地滿足項目控制管理的要求。相較于傳統的管理方式，SPM的管理流程具有更好的數據共享性和及時性，能夠確保項目各專業的數據在同一平臺進行流轉，避免錯漏發生。

當然也要看到，每個項目根據其工期、產品的不同，都有其特殊性。在應用SPM時應結合項目的實際特點，制定出具體的操作方案，切不可被某一種SPM的應用模式所限制住。

總的來看，運用SPM在EPC項目中進行材料控制管理是大勢所趨，對軟件的靈活運用，極大提升了材料控制工作的管理效能。