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核电工程项目设计进度管理浅探

 摘 要:在当今能源越来越紧张的环境下,核电工程对于能源结构的调整有着积极、重要的作用。本文结合作者的工作实践对核电工程项目设计进度管理进行探讨。
   核电站建设是一个庞大而复杂的系统工程,而且项目投资大、建设周期长,这两大要素要求实行严格的进度计划管理与控制据业内人士测算,若某电三期工程延期一个月,将增加财务费用约200075美元,若延期一年,电站的运营单位将损失5亿美元,这仅仅只是经济效益,作为一个单台机组年发电量约75亿千瓦时的电站,延期发电对于国民经济造成的影响可以说是难以估计的,所以在建设过程中必须实行严格的进度管理与控制,通过制定严谨的进度计划对工程进行进度控制和资源控制,保证项目按期发电。因此,核电工程设计进度控制管理至关重要。
一、关于风险因素的分析 
1.工序搭接加大了项目设计的不确定性 
正常情况下后工序要在前工序定稿后再进行,但实际中很多时候后工序都在前工序未完成时就已开始,并且前工序进行变更时后工序也要相应地修改。由于设计中专业种类多,设计文件要求非常严格,因此,专业工序间的搭接和制约也加大了项目设计进度管理的难度。 
2.设计资源的单一性加大了进度管理的风险 
在某项工程设计中,人的因素占很大比重,是项目设计阶段的最主要资源。核电工程建设的其它阶段,资源的形式一般都是多样的,如果某项资源不够了,可能用其它资源来进行替代。但是在项目设计阶段,即使设计软件和计算机设备都是最先进的,也只能起到辅助作用,没有资源可以代替人脑进行设计。目前的核电设计专业人员,往往一个人同时负责几个核电项目或多个子项的的专业设计工作,设计任务可能会要求是在同一个时间点完成,这会造成很大的进度风险。
3.专业设计资源的缺乏 
无论是采购制造还是核电设计,在国内均处在自主化进程中。尤其是核岛设计和采购资源非常稀缺,仅有少数几家具有核一级系统设计资质。国家积极发展核电的刚性资源需求同国内市场设计能力和资源矛盾突出,因此设计进度和质量管理的难度和重要性不言而喻。
4. 设计接口众多加大进度控制风险
核电厂的设计工作一般会有一个总体设计院,两到三个分包设计院,还有众多的负责设备设计与设备供应的供货商商。设计工作的开展需要各个设计院及供货商之间进行资料交换,各种资料交换需要严格的时间控制以满足进度要求,任何接口资料交换的延误都会对进度控制带来风险。
二、核电工程进度管理 
1、科学编制
设计进度计划在核电工程项目进度计划体系中从属于工程二级进度计划,属于第三层次,因此又称为设计三级进度计划。编制设计三级进度计划的前提条件和准备工作有:成立进度计划编制团队、搭建进度管理平台、明确设计合同范围、定义外部接口、研究工程二级进度计划等。设计进度计划的编制流程:
1 )建立工作分解结构创建工作分解结构(Work Breakdown Structure,WBS)是把项目可交付成果和项目工作分解成较小的、更易于管理的组成部分的过程。WBS不仅反映了项目管理人员对项目范围的准确把握,也反映了项目进度计划的编制详细程度和与控制深度。工作包是WBS中的基本工作单元,是每一WBS分支中的最低一层。 
为了对设计工作进行综合性的控制,制定出合理的设计三级进度计划,必须对核电工程设计合同范围内的设计任务进行恰当地分解。首先,进度计划团队建立匹配设计三级计划深度的项目层级的WBS,并将各工作包分配到相应的专业;然后,各专业复核WBS中各自相关工作的完整性及层次结构的合理性,提出增加、删除或修改意见;最后,设计控制经理组织WBS综合审查,最终确定所有工作包。 
2)定义活动活动是项目进度计划控制和管理的基本单元。定义活动是识别为完成项目可交付成果而需采取的具体行动的过程。 
核电工程项目设计活动根据功能可分为三类:设计接口类、设计过程类、设计成果类。这三类活动是设计进度计划的主体,且基本上每个工作包都包含这三类活动。 
设计接口类包括核岛设计各专业间的接口、核岛与常规岛间设计接口、设计与采购的接口等方面。对于核岛设计各专业间的接口,同一个接口应包含资料提出和资料接受两个方面,分别由资料提出专业和资料接受专业负责。对于核岛与常规岛间设计接口或设计与采购的接口,一个接口应只设置资料提出或资料接受。设计接口类活动的策划是编制接口控制手册及开展接口控制工作的依据。由于接口活动的主要工作在资料提出方而非资料接受方,因此一般将接口资料提出活动设置为任务作业,考虑其工期和工作量,将接口资料接受活动设置为完成里程碑作业,避免重复考虑工期和工作量。一般情况下,设计接口资料接受活动应能清晰地定义每个工作包的设计输入,是该工作包设计工作的逻辑起点。 
设计过程类主要是实施工作包所必须的过程,例如,一个典型的工艺系统设计需要经历系统参数计算、系统性能计算、确定系统流程图、系统布置及工况计算等设计过程,并最终形成系统说明书。每个工作包下的设计过程类活动的设置应能体现主要的设计过程。 
设计成果类主要是出版某份或某类文件,设计成果类活动体现了设计活动的目的,通过这些活动可以控制设计成品输出的进度。核电工程项目设计成果根据是否对外交付可分为外部设计成果和内部设计成果。外部设计成果又叫可交付成果,这类成果必须体现所有的合同交付物,是编制设计进度计划的根本目的,也是项目管理和合同管理的核心内容;内部设计成果是为实现外部设计成果所必须的支持性的工作或文件,如模型的建立、支持性材料等,大多数属于知识产权或技术秘密范畴。完整的设计过程管理必须全面考虑内部设计成果和外部设计成果,但是对于成熟的设计,在设计三级进度计划的编制过程中,可以重点安排设计外部成果相关的活动,并严格对照合同设计交付物检查外部成果活动项的完整性,对于内部支持性活动的安排可以简化处理。
3)排列活动顺序
排列活动是识别和记录项目活动间逻辑关系的过程。要合理排列活动顺序,首先需要考虑层级较高的WBS之间大致的逻辑顺序,如先安排总体性工作,然后进行系统设计、设备设计,再考虑布置设计、土建设计等,在每一大块设计工作内部,根据主次关系、设计工作的上下游关系,按先主后次、先上游后下游的原则依次逐步开展每个工作包下设计活动逻辑关系的策划。 
  为了讨论方便,将设计进度计划中存在的逻辑关系分为两种:设计逻辑与管理逻辑。设计逻辑反映了技术接口在设计工作推进时的相互支持和制约关系,设计逻辑之外的,为满足工程需要的其它各种逻辑关系,如合同中约定的限制条件、设计管理的人为安排等则可归为管理逻辑。设计逻辑属于硬逻辑,需遵循一定的设计规律,管理逻辑属于软逻辑,主要是为了满足工程需要而做出的人为安排。 
  逻辑关系类型不同,在设计三级进度计划中的设置原则与方式也不一样。 
  与土建、安装等施工活动相比,核电工程项目设计活动最大的特点就是各工种之间迭代和嵌套关系复杂,要求设计管理者有丰富的设计经验,熟悉设计流程,能够有效打开和解决诸多的连环套,减少迭代次数。因此,对于设计逻辑,在设计三级进度计划中要做到既能体现各个工作包之间的主要技术接口,又必须合理解决设计活动之间的嵌套问题,例如,对于特别重要且预期必须的迭代,可以在计划中明确安排,对于一般的迭代过程则可以仅反映一次接口交换活动,相关活动过程适当延长工期,其迭代关系不必在设计三级进度计划中表达,具体的设计流程在下一级计划中明确。 
  对于管理逻辑,可以结合项目的具体情况以及可以投入的资源进行预先安排,在过程中不断与合同以及工程二级进度计划中约定的限制条件进行比对、匹配和调整。 
  4)估算活动工时和工期设计活动的主要资源就是设计人员,整个项目的总工时及各级分解数据,既是项目内部管理的基础又是对外签订合同的重要依据。因此,在设计进度计划的编制过程中应同时安排工时估算。 
  工时估算分至上而下和至下而上两种。至上而下的分解由设计控制经理组织实施,从WBS的顶层进行分解,分解至与三级进度计划匹配的工作包层级。至上而下的分解可以与WBS分解同步进行。至下而上的工时估算由各专业负责,从活动的估算开始,汇总到上一层的工作包,通过工作包再逐级汇总到各级WBS。自下而上的分解可以与设计活动的策划同步进行。设计控制经理需组织专家对由两种估算方法所获得的工时估算进行对比、评估和调整,最终形成项目的工时估算基准。在此基础上,根据项目可以利用的资源情况估算每个活动的工期。 
  5 )进度计算排列好活动顺序并完成活动工期估算后,计划工程师运行P6的进度计算功能,获得经过计算平衡的初稿设计三级进度计划。 
  6 )调整和优化设计三级进度计划计划工程师比对经过进度计算后的初稿设计三级进度计划与工程二级进度计划,判断设计进度能否满足工程进度和项目内控要求,若能够满足则进入下一步;若不能满足,则重新调整活动之间的逻辑关系或活动的持续时间,直到所有设计活动都能满足工程进度和项目内控要求。 至此,设计三级进度计划的编制工作宣布结束,发布后的三级进度计划将进入进度执行和控制阶段。 
  2、严格执行 
  核电项目的设计三级进度发布,需要各专业所进度协调经理校核、各专业所的所长审签、项目设总审核、设计院主管院长批准。目前核电工程进度一般是倒排的进度,即先定出核电站商业运行时间目标,再按照建设(土建安装调试)周期倒排出工程开工节点(核电FCD)及施工进度安排,根据施工进度需求再合理安排设计进度。因此设计进度必须严格执行,否则将影响最后的商运目标,带来经济损失。
  3、进度的动态控制 
  工程唯一不变的就是变化,针对这些变化必须对进度进行动态跟踪以达到进度控制的目的。理论上进度动态控制可以通过P6软件对进度进行跟踪来做到,但核电项目进度复杂,关键路径不止一条,设计文件数量庞大,P6无法满足进度管理要求。因此为有效管理设计进度,核电项目进度管理引入了设计文件索引(IED)的概念,即通过建立数据库或表格,对计划出版的每一份设计文件进行策划,包括文件编码、名称、版本、状态、计划出版时间、实际出版时间等信息。完整、准确、及时是IED的基本要求,动态是IED的基本特点。最初策划的IED的计划出版时间必须满足设计三级进度要求。IED的使用有利于设计的精细化管理和施工方的施工准备工作。
  设计进度工程师负责编制和跟踪IED,跟踪手段主要包括事前跟踪和事后跟踪。事前跟踪是对未来几个月计划出版的文件进行风险预估,针对风险较大的进度要重点关注并及时通知工程总包方和施工方风险情况。事后跟踪是通过定期统计IED的按期出版率、累计出版率等信息来判断设计进度执行情况,如果出现进度延误,设计方首先要寻求有效措施防止进度进一步延误,还要将延误情况报告总包方,将后续影响通过施工、调试等板块共同分担消化,必要时可申请设计进度调整。设计进度调整后,设计进度工程师应及时更新IED。
  目前很多核电设计单位已经开始采用赢得值法进行设计进度跟踪管理。运用赢得值法原理对项目的实施情况作出客观的评估, 可及时发现原有问题和执行中的问题,有利于查找问题的根源,并能判断这些问题对进度和费用产生影响的程度,以便采取必要的措施去解决这些问题。
三、结束语 
  总之,核电工程投资大、周期长,参与施工的单位众多,核电工程设计进度控制管理是事关整个核电站建设的关键因素。文章从实际情况出发,总结目前核电工程项目设计进度管理,以期寻求更有效的控制方法。
参考文献: 
[1](美)项目管理协会著,王勇,张斌译.项目管理知识体系指南(PMBOK指南)第4版[M].北京:电子工业出版社,2010年. 
[2]马国丰,屠梅曾,制约因素在项目进度管理的应用[J].管理工程学报,2002(4)