巴西GASCAV天然气管道EPC项目设计管理

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  摘要:国际EPC总承包项目设计管理处于整个项目工作的核心地位,对项目质量、工期和成本管理等有着最重要的和直接的影响。结合作者参与的中国石化集团国际石油工程公司执行的巴西GASCAV天然气管道项目设计和采办管理工作的实际经历,分析了巴西GASCAV天然气管道EPC项目设计特点,针对巴西EPC总承包项目设计环境条件,综述了该项目设计工作分解、分包商选择及管理、基本设计审查、采办过程中设计工作的控制、设计质量控制及进度控制等设计关键工作控制,同时介绍了相关巴西国际石油公司项目设计管理做法。因此为中国公司在高当地化要求的国家EPC项目设计管理提供借鉴。
  关键词:设计管理;工作分解;分包商;质量控制;进度控制
  Abstract:The design management occupies a pivotal position in international EPC project ,it make an important and indirect influence to the quality ,construction period and cost control of the EPC project. With the actual experience of design management on GASGAV Natural Gas Pipeline EPC Project the author involved, the thesis analyzes the main characteristics of the scope of design of the projects. Then ,the thesis introduces the WBS of the project design,evaluation and selection of subcontractors for designing work, coincidence check of basic design ,design activities in procurement, quality control and progress control on project design etc under the circumstance of the project design in Brazil. The thesis also introduces the related procedures and system of project designing management in Petrobras Petroleum Corporation. It could provide the reference for design management of the international EPC project in the countries with high local requirement for Chinese project contractors.
  Key Words: Design management, WBS, subcontractor, quality control, progress control
  一 前言
  巴西是一个中等发达国家,巴西国家石油公司(以下简称巴油)地面建设项目管理程序、制度完善,企业标准体系完整。2006年以前,外国工程公司在巴西从事地面工程工总承包业务的效果都不理想。中国石化集团国际石油工程公司在2006年4月承但了巴西国家石油公司CASCAV天然气管道项目。该项目位于巴西里约热内卢州和圣灵州内,南起里约热内卢州的Cabiunas,北至圣灵州的Campos,管径28英寸,长度303公里。这是中国公司在巴西承担第一个EPC总承包项目,针对巴西这个当地化要求高、设计标准齐全、项目运行程序完整的项目环境,制定了合理的项目设计工作执行计划,精心组织和管理各设计分包商协同工作,有效地控制项目设计各关键工作,最终按照项目计划成功地完成了项目设计工作,为成功执行整个EPC项目起到了“龙头”作用。该项目也是同期几年来巴西国家石油公司第一个按照计划完成的项目,2008年8月,巴西国家石油公司专门授予承包商 “2007年度杰出工程奖”,承包商项目也获得了良好的经济效益。
  二 设计工作内容和范围
  1、项目设计内容
  项目设计内容包括303km线路设计和站场设计。其中线路设计包括4条大型河流的水平定向钻穿越(HDD)设计、阴极保护设计和地理信息系统(GIS)的建立;站场设计包括3个城市门站、4个收(发)球站、13个阀室和1个支线阀室设计,整个项目的SCADA 设计。
  2、项目设计工作范围
  (1)基本设计文件审查。包括工作范围确认、技术方案澄清及技术替换方案的建议等。
  (2)线路及站场的详细设计。
  (3)根据ITB文件要求编制需要提交的设计文件清单(Deliverables List)。
  (4)编制各类设备(包)、材料的RM文件。
  (5)设备、材料采购的技术澄清和技术建议书评审;设备、材料供应商提供的设计资料澄清和确认;厂家设备制造图纸的审批、质量计划的审批(包括检验计划、试验计划和功能接受试验计划等)。
  (6)操作手册的编制。
  (7)供应商 Data Book 整理。
  (8)竣工资料(As-Built/Data book)整理汇编。
  三 项目设计特点和困难
  巴西CASCAV天然气管道EPC项目具有以下特点。
  1、管道自动化水平高
  项目全部站场和阀室实现远控和站控,均按有人巡检、无人操作设计,全线采用SCADA系统进行远程数据采集和监控,并设有光纤通讯及微波通讯两套系统。自动化信息化水平高。   2、管道数据库及管道地理信息系统(GIS)
  需要建立管道数据库,包括管道本身的重要信息(如管道焊缝的编码、坐标、焊接和检测资料等)和管道沿线经过的地面附着物、典型地形地貌等,因此保证项目运营和维修时沿线关键信息的可查询和追溯。在管道数据库基础上建立管道地理信息系统(GIS),为后期信息的检索提供了直观的平台。
  3、设计工作范围广泛
  同一般国际EPC合同项目的设计工作相比,该项目设计还要完成大量的厂家质量计划的(包括检验计划、试验计划和功能接受试验计划等)审查,要完成厂家资料和竣工资料的汇编以及地理信息系统的建立。
  4、业主对承包商设计工作管理程序完善
  巴油是一个国际大石油公司,有多年的工程管理经验,有自己完善的设计管理模式和程序,业主对设计文件审批程序完整、节点多。虽然便于操作,但非常耗时间,对项目设计在计划下完成是一个挑战。
  5、设计标准规范齐全及语言困难
  巴油具有非常健全的标准体系,在以自己制定的工程标准为基本标准外,还主要采用美国的工程标准,土建及市政等通用专业采用巴西国家规范,巴油自己的标准和巴西国家标准大部分仅有葡语版。对中国工程师来说存在着语言困难。
  四 设计工作分解及分包商的管理
  1、设计工作分解及设计分包商的选择
  整个项目设计内容多、设计工作范围广,在葡语为主的语言环境及巴西石油公司比较特殊的技术标准体系和项目管理体系下,对设计工作进行合理的分解和选择合适的设计分包商是项目顺利实施的基础。针对项目的技术特点和困难、设计公司的技术能力、设计公司承担巴油项目的经历、分包工作价格等因素来选择设计公司及其子分包商。整个设计工作分解及选择的设计分包商情况如下。
  (1)选择中石化上游设计院(江汉设计院)总体负责设计,承担站场工艺设计和相关专业的设计,选择巴西Citmain设计公司作为合作公司,由Citmain设计公司负责审核江汉设计院的设计,使其符合巴西国家及巴油的设计标准、规范,并完成设计文件的葡语翻译。
  (2)由于当地专业制造商IVC公司具有承担巴油类似项目的经历,3个城市门站的工艺包分包给该公司进行详细设计和制造。
  (3)Rockwell巴西公司是一家实力较强的公司,并有承担巴油类似项目的经历,因此将专业性强和巴油接口界面复杂的SCADA系统设计分包给Rockwell巴西公司承担。
  (4)线路设计(包括线路的勘察、工程测量、河流HDD穿越设计、阴极保护设计、GIS设计、地貌恢复及水工保护设计等)交给线路施工分包商完成。总包商通过全面的资格审核并报业主批准,最终选择了曾经承担过巴油类似项目的当地公司负责整个线路的阴极保护设计、GIS(地理信息系统)的建立。线路设计则由线路施工分包商完成,合同责任明确,避免了线路设计延迟对施工的影响而带来扯皮和索赔。
  2、对设计分包商的管理
  (1)设计管理机构的工程师主要由当地工程师组成
  EPC项目部设立了设计管理部,由设计管理经验丰富的中方人员担任经理,管理人员以当地工程师为主,包括自动化仪表、机械、电气、土建、管道工程师和文控人员等。负责协调和业主、各个设计分包商的关系,负责线路分包商设计文件的审批。不断探索当地设计工程师的管理方法。一是尊重当地的风俗习惯,对外籍工程师实行人性化管理,加强与外籍员工的沟通交流,采用各种方法激励其积极性;二是建立和不断完善设计管理岗位工作标准,使外籍员工知道如何进行工作和需要达到的目标。因此充分依靠当地员工的语言优势、当地工作经验完成项目设计管理工作,依托他们协调处理与业主、各设计分包商、供货商以及项目部内部各部门的关系。因此解决了中方人员签证、语言困难以及对巴西国家及巴油标准不熟悉的问题。
  (2)通过合同管理手段管理设计分包商
  总包商和业主之间的合同对设计工作的要求是完整和严密的,责任条款清晰。为了管理好设计分包商及有效地控制设计工作,利用合同管理手段来管理设计分包商的工作。通过和设计分包商签订责任全面、界面清晰的设计分包合同对设计过程、进度和质量进行控制。如设计各个工作的时间接点及延迟的责任、项目执行人员的资历要求及更换、提供资料的质量要求、出席技术交流会议的人次及地点要求等规定,通过合同;并按照EPC总包合同的规定对施工分包商的设计资质和能力要进行审查,对分包商选定的设计分包商进行审查和批准等。
  3、合理和高效的设计文件审批流程
  (1)线路设计文件审批流程
  线路分包商的详细设计文件首先报设计管理部工程师审查,批准后再报业主的现场代表审批,未批准的及带意见的设计文件返还施工分包商修改并重新报批,最终被EPC承包商和业主批准了的设计文件才能用于施工(Issued For Construction)。线路分包商还负责线路竣工图及竣工资料整理,业主和设计管理部派工程师代表对竣工图进行现场踏勘验证,最终经过业主代表签字认可的竣工图才能最终被业主所接受。
  (2)站场设计文件审批流程
  站场设计分包商(江汉院∕CTIMAIN公司)的详细设计文件通过内部审查和总工程师审查和批准后,然后释放到业主指定的SIGEM系统(巴西石油公司设计文件管理系统)报业主批准,业主的审图意见将通过SIGEM系统自动反馈给设计部,业主最终批准的文件才能发放到施工现场。
  站场竣工图以施工分包商提供的红线图为依据,业主现场工程师对分包商提交的红线图逐张审查签署,然后站场设计分包商汇总编辑电子版文件。总包商QHSE部最终汇总各种输入文件、请购文件、设备供应商Data book及所有竣工图,最后汇编成册,完成项目竣工资料,最终由报业主审查批准,待全部文件都被业主批准后然后关闭。
  五 项目设计进度控制
  1、控制各设计分包商按照设计进度计划进行设计工作
  根据项目总进度计划安排设计工作时间计划,严格控制进度关键线路上的设计文件提交时间。主要关键工作控制情况如下:一是控制线路分包商站场测量、岩土工程勘察按照计划和相应质量要求完成和提交,因此保证岩石隔垫、穿越套管及夹克管数量按照计划完成,以满足线路施工的需要。二是在施工分包商开始站场施工之前,积极关注和了解施工进度以及对设计图纸的需求时间接点,如有延迟,至少在现场图纸需求30天之前制定设计赶工计划,及时提供施工用图纸,避免施工分包商的索赔。三是积极和业主沟通,在巴油SEGIM系统出现故障影响设计报批时,采用了光盘报批或现场硬拷贝手工批复方式,待SEGIM系统正常后,进行升版后进行补报。四是积极和业主沟通,对于设计周期长以及现场急用图的专业,让业主加快批复和批准。   2、各专业供应商(厂家)互提资料处理和进度控制
  EPC项目设计过程中处理各专业供应商(厂家)的互提资料及落实其进度是设计进度控制的难点。巴油对EPC项目设计和采办相关工作的控制程序完善,文件审批节点多。具体如下:项目设备、材料的RM文件首先由总包商设计编制后然后报巴油工程师审批,各专业供应商(厂家)技术建议书、设备制造图纸及设备制造质量计划(包括检验计划、试验计划和功能接受试验计划等)等则先由总包商审批后然后报巴油工程师审批,以上每个过程巴油的批准一般需要2~5次反复,每一次批复和修改持续的时间为1~2周,因此设计工期是很紧张的。
  设计管理采取了以下措施:一是在项目初期和设计时就要充分考虑到采购对设计进度的影响和设计对采购的影响,优先安排订货周期长、制约施工关键控制点的设计工作,如微透平发电系统、热电偶发电系统、收发球筒和干线阀门等;二是管理站场设计分包商及时回复和RM文件相关的澄清、及时评审和审批供应商(厂家)的技术建议书、制造图纸和制造质量计划,和及时整合厂家提供的设计资料;三是对各专业供应商(厂家)设备制造过程中出现的变更及相应技术问题进行处理,安排专业工程师赴供应商(厂家)处检查设备制造、处理。
  3、合理组织设计工作的实施
  项目设计前期,为了克服签证限制带来的困难,站场设计工作安排在中国进行,同时安排和动迁当地设计公司(Citmain 设计公司)的工程师到中国参与设计工作。在2007年4月之后,根据项目进展情况,及时动迁江汉院的7名工程师到里约和当地设计公司一起进行设计工作,因此方便和相关厂家沟通、业主工程师交流,加快了图纸报批工作和保证了设计进度。
  六 重视基本设计文件的审查工作
  基本设计文件审查是巴西CASCAV天然气管道EPC项目合同的规定,也是保证详细设计顺利实施的基本条件。基本设计文件审查的目的是对基本设计文件中不合理、模糊和缺失的技术问题进行审查和提出解决方案,然后和业主进行交流,通过技术澄清的方式报业主批准,所有的技术澄清最终汇总形成基本设计一致性审查报告,被批准的基本设计一致性审查报告和基本设计文件一起作为详细设计的输入文件。
  重视基本设计文件的审查工作是项目设计管理的重要环节,因此安排了经验和水平高的工程师承担这项工作,弄清楚基本设计指标、设备规格书等要求,对基本设计不合理的地方及时与巴油工程师澄清,因而避免了详细设计少走弯路和保证项目的设计进度。如基本设计审查过程中,安排有经验的工程师沿线路进行检查,发现了基本设计中局部管道线路经过了水源保护区、5个站场处于水淹区,由于处于水淹区的站场填方工作量很大,因此及时和业主工程师进行交流,对经过水源保护区的线路进行改线;对部分处于水淹区的站场调整了位置,这样使得业主能够及时完成新征地工作,因此没有影响项目的施工计划。
  七 设计质量控制
  1、建立项目设计质量体系文件和制定相应规定
  根据业主招标文件的要求,首先建立了设计工作质量保证和控制体系,包括《设计文件编制要求程序文件》、《现场设计修改统一要求》、《设计文件升版和施工图出版和分发统一要求》、《站场及线路勘测统一要求》;还统一了设计模版,包括设计图纸、图纸送审单(GRDT)、文件传阅单(Transmittal)等文件模板。二是把程序文件和各项统一规定落实到设计管理活动中,按照质量管理体系文件要求进行控制,针对存在问题的原因,及时制定纠正和预防措施。使得整个质量体系有效运行和使设计工作处于受控状态。
  2、设计质量关键活动的控制
  (1)搞好设计衔接
  由于设计分包商较多,清晰划分各设计分包商的设计界面和做好设计衔接是设计质量管理的关键之一,特别是设计图纸接口。如站场设计与线路设计之间在进出站场和阀室区域的衔接;站场设计与阴极保护设计之间在电源供应方面的衔接;站场设计和SCADA 设计的衔接等。
  (2)通过质量审查帮助改进设计工作质量
  针对业主以及第三方的质量审查,在每一次外审之前对各设计队伍开展内部质量审查,尽可能发现不合格的地方并及时整改,不断改进和完善。
  (3)设计讨论和审核
  站场设计图纸的设计过程中,分期分批地提交给施工分包商进行审核,把设计中的“错、漏、碰、缺”等问题消灭在工程开工前,因此避免施工过程中因为设计文件的问题出现返工,因此也避免施工分包商对总包商的索赔。
  八 项目设计对项目成本影响的控制
  为了做好设计对项目成本影响的控制,主要采取以下一些措施:
  1、在设计过程中根据设计标准确定工程所需材料、设备的标准。
  2、监督设计分包商严格按照EPC合同的要求开展各项设计活动,避免提高设计标准。
  3、建立项目限额设计控制程序,明确各阶段的限额设计目标,通过优化设计方案,实现对工程造价费用的有效控制。
  4、督促FRONT A和FRONT B & C 3个分包商的干线设计严格执行分包合同和现场工程量变化签证制度,对于象雨季影响、水泥夹克管用量增加等现场变更,要求其严格按现场变更程序清理准备现场变更报告,并报总包商和巴油批准。另一方面严格审查设计图纸,确认其提供的材料采购数量和图纸相符。
  九 体会
  1、选择当地设计公司合作以满足业主项目管理体系及其标准的要求
  设计工作对整个EPC项目的运行和管理起着决定性的作用。在EPC总承包模式下,总承包商要有强大的设计力量,才能缩短工期和优化设计,设计力量的不足往往造成总承包项目的失败,设计分包管理往往成为总承包项目设计管理的短板。本项目设计工作量较大,总包商没有将设计工作全部或者大部分交给中石化系统的设计院承担,而是将设计工作进行分块,将大部分的工作分包给当地有能力、有巴油项目经验的设计公司承担,充分利用其语言优势和熟悉业主标准及习惯做法的优势,确保设计质量和设计进度。
  2、高度重视和合理的设计前期工作是整个项目设计工作基础
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