孫麗麗

（中國(guó)石化工程建設(shè)有限公司，北京 100101）

石油化學(xué)工業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)和支柱產(chǎn)業(yè)，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供能源和原材料保障，在經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防事業(yè)和人民生活中發(fā)揮著極其重要的作用，關(guān)乎國(guó)家能源戰(zhàn)略安全。石化工程是典型的復(fù)雜開(kāi)放巨系統(tǒng)，作為科學(xué)、技術(shù)與產(chǎn)業(yè)之間的轉(zhuǎn)化樞紐，它決定著工廠高效生產(chǎn)和價(jià)值提升的基因，是促進(jìn)產(chǎn)業(yè)變革、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的強(qiáng)大“杠桿”。因此，工程管理水平高低和管理模式的先進(jìn)程度，制約著項(xiàng)目建設(shè)和投資收益，影響著石化產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。隨著時(shí)代發(fā)展、科技進(jìn)步和理論創(chuàng)新，石化工程管理模式始終處在不斷豐富和完善的動(dòng)態(tài)推進(jìn)過(guò)程中[1-2]。

本文介紹的以數(shù)字化為支撐的“五位一體”石化工程整體化管理模式，對(duì)工程項(xiàng)目實(shí)施全生命周期綜合整體管理，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的價(jià)值提升。該模式在國(guó)內(nèi)外重大石化工程實(shí)踐中應(yīng)用，規(guī)避了石化工程復(fù)雜巨系統(tǒng)體系的風(fēng)險(xiǎn)不確定性，解決了工程研發(fā)協(xié)同不夠、工程轉(zhuǎn)化效率不高和工程建設(shè)管控不系統(tǒng)等系列工程難題，體現(xiàn)了其具有既自成體系又深度融合和動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)一致的內(nèi)在優(yōu)勢(shì)，大幅提升了工程科學(xué)的轉(zhuǎn)化水平和工程建設(shè)的實(shí)施能力，為國(guó)家能源戰(zhàn)略安全和石化產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供了保障和支撐。

1 石化工程整體化管理模式的構(gòu)建背景

我國(guó)石化產(chǎn)業(yè)起步較晚，改革開(kāi)放后盡管取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，但到本世紀(jì)初，仍然存在：煉廠流程結(jié)構(gòu)不合理，重油加工深度不足，不能適應(yīng)原油劣質(zhì)化發(fā)展趨勢(shì)；生產(chǎn)技術(shù)不完善，高價(jià)值產(chǎn)品收率不高，不能滿足油品質(zhì)量快速升級(jí)和高端化工品旺盛需求；生產(chǎn)控制水平不高，清潔化生產(chǎn)措施不完善，不能滿足綠色低碳和安全環(huán)保的發(fā)展需要；生產(chǎn)裝置規(guī)模偏小，布局較為分散，不能滿足產(chǎn)業(yè)集聚和基地化發(fā)展的需求；生產(chǎn)成本高，競(jìng)爭(zhēng)力較弱，不能滿足產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展需要等一系列問(wèn)題；需要建設(shè)或改擴(kuò)建一批大型化現(xiàn)代石化工廠，以滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。

伴隨改革開(kāi)放，我國(guó)石化工業(yè)邁入了發(fā)展的新階段，產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的背景為石化技術(shù)進(jìn)步和工程管理創(chuàng)新提供了重要載體和廣闊舞臺(tái)。逐步發(fā)展形成的PMC、IPMT、EPC等先進(jìn)管理模式，支撐了石化產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，促進(jìn)了工程管理的水平提升，但仍然不能滿足新世紀(jì)以來(lái)產(chǎn)業(yè)快速高質(zhì)量發(fā)展的形勢(shì)要求，突出表現(xiàn)在科技創(chuàng)新協(xié)同程度不夠、工程轉(zhuǎn)化集成能力不足、工程管理集約水平不高、信息與產(chǎn)業(yè)融合不深、基于風(fēng)險(xiǎn)的管控模式不系統(tǒng)等突出問(wèn)題，迫切需要?jiǎng)?chuàng)新構(gòu)建高效的管理模式，以滿足工程協(xié)同推進(jìn)和項(xiàng)目高效建設(shè)的要求。

2 石化工程整體化管理模式的構(gòu)建

針對(duì)石化工程技術(shù)來(lái)源復(fù)雜、投資強(qiáng)度大、危險(xiǎn)程度高、關(guān)聯(lián)范圍廣、建造周期長(zhǎng)和質(zhì)量安全環(huán)保要求苛刻等特點(diǎn)，在全面探索掌握石化工程項(xiàng)目技術(shù)多學(xué)科、研發(fā)多層次、協(xié)調(diào)多界面、管理多維度、運(yùn)行多子系統(tǒng)的開(kāi)放復(fù)雜而又高度集成的巨系統(tǒng)體系特征和運(yùn)行規(guī)律基礎(chǔ)上，以技術(shù)和管理的整體性、一致性和高效性為目標(biāo)，在系統(tǒng)論、控制論等指導(dǎo)下，依托重大工程實(shí)踐，融合信息技術(shù)成果，創(chuàng)新發(fā)展了集約化、協(xié)同化、集成化、過(guò)程化和數(shù)字化的管理方法，構(gòu)建了以數(shù)字化為支撐的石化工程整體化管理新模式，見(jiàn)圖1。

圖1 石化工程整體化管理新模式示意

在工程實(shí)踐中，將技術(shù)研發(fā)、工廠規(guī)劃、工程設(shè)計(jì)、裝備制造、施工建設(shè)、過(guò)程管控、產(chǎn)品交付和投料試車等工程技術(shù)環(huán)節(jié)融為一體，建立動(dòng)態(tài)循環(huán)和本質(zhì)關(guān)聯(lián)。從圖1看出，石化工程整體化管理模式中的數(shù)字化具有雙重功能，對(duì)內(nèi)基于信息技術(shù)和業(yè)務(wù)流程，關(guān)聯(lián)融合工藝設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)、協(xié)同設(shè)計(jì)和工程管理等內(nèi)容，構(gòu)造數(shù)字工程平臺(tái)和數(shù)字交付平臺(tái)，打通全流程、各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)采集、傳輸和共享，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)和管理服務(wù)全面數(shù)字化，提升精益管理和高效決策；對(duì)外，平臺(tái)化的開(kāi)放屬性和數(shù)字化的賦能特征，使數(shù)字化的工具為其他方法提供支撐，提升其他管理方法的實(shí)施效率和效果，促進(jìn)獨(dú)立子系統(tǒng)的功能重構(gòu)和整體系統(tǒng)的新功能再造，實(shí)現(xiàn)綜合價(jià)值提升。在順時(shí)針?lè)较颍瑥难邪l(fā)到規(guī)劃，從設(shè)計(jì)到制造，從建設(shè)到試車，工程實(shí)施進(jìn)度時(shí)序不斷推移，集約、協(xié)同、集成、管控等子系統(tǒng)進(jìn)行自適應(yīng)、自整合和自優(yōu)化，發(fā)揮各環(huán)節(jié)自成體系和動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)了工程建設(shè)目標(biāo)的逐步達(dá)成；在逆時(shí)針?lè)较?，?shí)施過(guò)程不斷向后反饋迭代、優(yōu)化調(diào)整，及時(shí)對(duì)相應(yīng)內(nèi)容進(jìn)行監(jiān)測(cè)和校正，發(fā)揮了各方法深度融合和動(dòng)態(tài)整合的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)了工程管理理念的不斷完善深化。整體化管理實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目全生命周期技術(shù)進(jìn)步和工程管理的綜合集成，融合形成了“五位一體”的石化工程管理新模式，提升了技術(shù)轉(zhuǎn)化的效能和建設(shè)管理的效率，確保項(xiàng)目整體效益最大化。

2.1 整體化集約

集約是針對(duì)粗放而言，《辭海》中解釋集約是指農(nóng)業(yè)上用提高單位面積產(chǎn)量的方法來(lái)增加產(chǎn)品總量的農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)方式。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中應(yīng)用集約，指通過(guò)經(jīng)營(yíng)要素質(zhì)量的提高、要素含量的增加、要素投入的集中以及要素組合方式的調(diào)整來(lái)增進(jìn)效益的經(jīng)營(yíng)方式[3-4]。隨著時(shí)代發(fā)展，集約方法的應(yīng)用逐漸從農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域拓展延伸到項(xiàng)目管理范疇，使其內(nèi)涵和外延不斷豐富和完善。石化工程整體化集約是針對(duì)多專業(yè)、多界面、多要素和多資源的石化工程建設(shè)特征，圍繞成本節(jié)約、效率提升、技術(shù)先進(jìn)、安全環(huán)保和管理精益等目標(biāo)，借助數(shù)字化工具，對(duì)各階段資源要素進(jìn)行集結(jié)、量化、協(xié)調(diào)和多方案比選優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)整體效益最大化。整體化集約示意如圖2所示。

圖2 石化工程整體化集約示意

從圖2看出，工廠規(guī)劃作為石化工程技術(shù)方案的頂層架構(gòu)，需要在國(guó)家法律法規(guī)、石化產(chǎn)業(yè)政策、產(chǎn)品市場(chǎng)需求等約束條件下，應(yīng)用數(shù)字化模型和軟件工具對(duì)原材料供應(yīng)、加工流程方案、經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益等進(jìn)行同步研究，提高資源利用效率。在規(guī)劃基礎(chǔ)上實(shí)施設(shè)計(jì)方案研究，對(duì)先進(jìn)的工藝技術(shù)進(jìn)行集成優(yōu)化選擇，應(yīng)用REMS（Refinery Energy Modeling System）等數(shù)字化工具，對(duì)能量綜合利用、安全環(huán)保協(xié)同治理和投資收益等內(nèi)容進(jìn)行分析論證，提供經(jīng)濟(jì)合理的工程方案。在建造方案實(shí)施環(huán)節(jié)，評(píng)估設(shè)備材料、制造商、承包商、業(yè)主方等關(guān)聯(lián)方信息和能力，圍繞項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、質(zhì)量、安全、環(huán)保等目標(biāo)，應(yīng)用項(xiàng)目成本控制系統(tǒng)（I-cost）等數(shù)字化工具，對(duì)不同系統(tǒng)、不同層次的人力、物資等資源進(jìn)行整合，減少錯(cuò)誤、避免冗余、節(jié)約成本。與此同時(shí)，后續(xù)環(huán)節(jié)在實(shí)施過(guò)程中，不斷給予前序以反饋，使集約化過(guò)程不斷迭代，方案持續(xù)優(yōu)化便于實(shí)施，最終達(dá)到工程整體方案的集約優(yōu)化。

海南煉化是我國(guó)首座單系列千萬(wàn)噸級(jí)煉廠，項(xiàng)目實(shí)施整體化集約為工程建設(shè)順利推進(jìn)和后續(xù)綠色低碳生產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。如工程設(shè)計(jì)中創(chuàng)新提出全廠大聯(lián)合裝置的理念，集約占地；生產(chǎn)裝置有機(jī)緊密聯(lián)合，集約消耗；工藝物料直接互供、公用工程靠近負(fù)荷中心，集約能量；污染物綜合處理，集約排放。同時(shí)，工程管理集約化協(xié)調(diào)參建方人力資源，有序推進(jìn)項(xiàng)目建設(shè)，實(shí)現(xiàn)22個(gè)月建成投產(chǎn)，較同類項(xiàng)目縮短1年左右；項(xiàng)目的集約化配置為工廠管理扁平化提供基礎(chǔ)，工廠定員僅500余人，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。該廠自2006年以來(lái)的生產(chǎn)運(yùn)行表明，整體化集約使企業(yè)與區(qū)域發(fā)展和諧共存，成為石化企業(yè)清潔生產(chǎn)的典范[5]。

2.2 整體化協(xié)同

協(xié)同學(xué)理論中，協(xié)同是指在復(fù)雜大系統(tǒng)內(nèi)，各子系統(tǒng)的協(xié)同行為產(chǎn)生出的超越各要素自身的單獨(dú)作用，形成整個(gè)系統(tǒng)的統(tǒng)一和聯(lián)合，發(fā)揮協(xié)同增值效應(yīng)[6-7]。石化工程具有跨時(shí)間、跨空間、跨專業(yè)和跨領(lǐng)域等特征，基于并行工程理論，以數(shù)字化為支撐的整體化協(xié)同，通過(guò)協(xié)調(diào)同步發(fā)揮獨(dú)立要素的協(xié)同并行功能，實(shí)現(xiàn)自我調(diào)節(jié)、自我適應(yīng)和同步協(xié)作，促進(jìn)專業(yè)、時(shí)空、相關(guān)方等全要素從零散的單列平衡向有序的陣列平衡轉(zhuǎn)化，確保技術(shù)研發(fā)、工程轉(zhuǎn)化和制造施工等環(huán)節(jié)高效推進(jìn)。整體化協(xié)同示意如圖3所示。

圖3 石化工程整體化協(xié)同示意

石化工程項(xiàng)目建設(shè)通常涉及工藝、設(shè)備、儀表等20余個(gè)專業(yè)，作用和特點(diǎn)各不相同。從圖3看出，要在有限的建設(shè)工期約束條件下，高效高質(zhì)完成建設(shè)任務(wù)，就需要根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)、專業(yè)作用、工作流程等進(jìn)行協(xié)同管理，確保各專業(yè)密切配合，有序開(kāi)展工作；時(shí)空協(xié)同是指石化工程在不同時(shí)間和空間同步開(kāi)展建設(shè)，需要根據(jù)工程實(shí)施階段的特征，對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)、各個(gè)工段、物資供應(yīng)、機(jī)具及人力資源進(jìn)行管理協(xié)同，讓分散的參與方、物資、人力等資源在數(shù)字化平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)有序同步開(kāi)展并相互反饋；相關(guān)方協(xié)同是指石化工程涉及專利商、業(yè)主、承包方、政府監(jiān)管部門等眾多相關(guān)利益方，由于角色、任務(wù)、目標(biāo)、利益、需求等差異，需要通過(guò)整體化協(xié)同來(lái)協(xié)調(diào)各方訴求和關(guān)注點(diǎn)，圍繞建設(shè)優(yōu)質(zhì)工程的統(tǒng)一目標(biāo)，發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，避免資源浪費(fèi)和內(nèi)耗；功能協(xié)同是指石化工程涉及技術(shù)、安全、環(huán)保等多個(gè)功能維度，通過(guò)整體化協(xié)同，能夠促使項(xiàng)目在諸多功能要素制約下，實(shí)現(xiàn)綜合效益和價(jià)值的最大化。在外部橫向協(xié)同和內(nèi)部縱向協(xié)同過(guò)程中，數(shù)字化平臺(tái)使得整體化協(xié)同的同步動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)得以實(shí)現(xiàn)。

芳烴成套技術(shù)是一個(gè)國(guó)家化學(xué)工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志，之前僅美國(guó)和法國(guó)兩家著名公司掌握，技術(shù)壁壘非常高。作為吸附分離核心工程技術(shù)之一，吸附塔格柵專利技術(shù)長(zhǎng)期被國(guó)外壟斷，在該項(xiàng)技術(shù)攻關(guān)的研發(fā)過(guò)程中，工程公司作為工程轉(zhuǎn)化的樞紐，以數(shù)字化平臺(tái)為核心實(shí)施整體化協(xié)同，將科學(xué)研究數(shù)據(jù)和與之相關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)采用CFD、ANSYS等數(shù)字化工具進(jìn)行多方案電子熱模模擬分析，優(yōu)選出適宜的結(jié)構(gòu)，再通過(guò)冷模試驗(yàn)進(jìn)行認(rèn)證確定最終方案用于制造。這一協(xié)同研發(fā)過(guò)程，避免了傳統(tǒng)研發(fā)過(guò)程中資源割裂，往往只依靠冷模實(shí)驗(yàn)反復(fù)驗(yàn)證，造成工期長(zhǎng)，結(jié)果不夠優(yōu)化等問(wèn)題，整體化協(xié)同使工藝模擬、研發(fā)試驗(yàn)、工程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造與現(xiàn)場(chǎng)安裝等多個(gè)環(huán)節(jié)的眾多資源、數(shù)據(jù)和力量進(jìn)行整合，促進(jìn)該核心技術(shù)的高度并行并協(xié)同推進(jìn)，加快成套技術(shù)的實(shí)施進(jìn)度，提高工程轉(zhuǎn)化質(zhì)量和效率，實(shí)現(xiàn)研發(fā)、工程、產(chǎn)業(yè)的良性互動(dòng)，為高效環(huán)保芳烴成套技術(shù)整體成果的成功奠定了重要基礎(chǔ)。該成套技術(shù)項(xiàng)目獲得2015年度國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)。

2.3 整體化集成

《現(xiàn)代漢語(yǔ)詞典》解釋集成為同類事件的匯集，它以系統(tǒng)思想為指導(dǎo)，將兩個(gè)及以上有關(guān)、無(wú)關(guān)的要素或者系統(tǒng)綜合和優(yōu)化為一個(gè)有一定功能、緊密聯(lián)系的新系統(tǒng)，是主動(dòng)尋優(yōu)過(guò)程[8]。石化工程具有多學(xué)科、多專業(yè)、多方物資和多門類的特征，基于系統(tǒng)論、信息論、控制論等理論和方法形成的整體化集成，是將用于執(zhí)行工程項(xiàng)目的相關(guān)學(xué)科等若干資源、功能、界面，借助數(shù)字化平臺(tái)，以共同的價(jià)值追求和緊湊的組織結(jié)構(gòu)，完成主動(dòng)尋優(yōu)和系統(tǒng)優(yōu)化，發(fā)揮綜合集成的“1+1＞2”的放大增值效應(yīng)，降低工程投資，提高工作效率，縮短建設(shè)工期，規(guī)避建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)。石化工程整體化集成示意如圖4所示。

圖4 石化工程整體化集成示意

從圖4看出，針對(duì)石化工程涉及化學(xué)、環(huán)境、控制、機(jī)械等多學(xué)科特征，從專業(yè)融合、集群項(xiàng)目設(shè)計(jì)、材料集中管控等方面對(duì)項(xiàng)目資源進(jìn)行集成，提高使用效率；針對(duì)石化工程多專業(yè)特征，構(gòu)建工藝設(shè)計(jì)集成平臺(tái)（I-process）、工程設(shè)計(jì)集成平臺(tái)（I-engineering）等，對(duì)工藝、能量、環(huán)保、安全等專業(yè)進(jìn)行集成，對(duì)工藝、配管、儀表等設(shè)計(jì)進(jìn)行集成，減少過(guò)程界面，提高工程質(zhì)量；針對(duì)多方物資供應(yīng)類別、進(jìn)度、區(qū)域等方面的差異，基于供應(yīng)鏈管理理論、物流運(yùn)作一體化整合思想、量?jī)r(jià)杠桿思想、現(xiàn)代智能經(jīng)濟(jì)等為理論支撐，從關(guān)鍵設(shè)備、大宗材料的采購(gòu)建造入手，對(duì)采購(gòu)框架協(xié)議、采購(gòu)統(tǒng)一平臺(tái)組建、模塊化建造策劃等方面進(jìn)行集成，組織和協(xié)調(diào)采購(gòu)活動(dòng)涉及到的商流、物流、信息流和資金流等要素有機(jī)協(xié)調(diào)工作，調(diào)高采購(gòu)整體效率，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確及時(shí)供應(yīng)；針對(duì)運(yùn)輸、安裝等多門類特征，從工廠化預(yù)制等入手，實(shí)施集中吊裝、集中預(yù)制、集中防腐、集中運(yùn)輸，縮短工期，提高質(zhì)量；整體化集成通過(guò)學(xué)科、專業(yè)等子系統(tǒng)集成為多系統(tǒng)，再?gòu)亩嘞到y(tǒng)集成為綜合系統(tǒng)，促進(jìn)項(xiàng)目管理從繁雜到有序、從分散到集中，實(shí)現(xiàn)了整體高效管理。

大型裝備模塊化建造是整體化集成的典型范例，如在某國(guó)際石化工程中，1 500萬(wàn)噸/年常壓加熱爐尺寸和重量巨大（25米長(zhǎng)、17米寬、26米高，約1 000噸），如果按照常規(guī)現(xiàn)場(chǎng)焊接施工模式，會(huì)對(duì)項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度、成本費(fèi)用和質(zhì)量安全造成重大影響。采用整體化集成，對(duì)該大型加熱爐從設(shè)計(jì)、采購(gòu)、制造、運(yùn)輸、施工等進(jìn)行全方位的模塊化，實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)無(wú)縫對(duì)接，僅制造就比傳統(tǒng)方式節(jié)省6個(gè)月工期，采購(gòu)、運(yùn)輸、施工等環(huán)節(jié)的質(zhì)量和費(fèi)用控制更為精細(xì)，大幅減少現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)，安全系數(shù)顯著提高，并打破制約我國(guó)石化裝備制造走向國(guó)際市場(chǎng)的瓶頸，提升了我國(guó)石化工程參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的話語(yǔ)權(quán)。

2.4 過(guò)程化管控

石化工程技術(shù)復(fù)雜、進(jìn)度緊湊、界面重疊等特點(diǎn)，決定了風(fēng)險(xiǎn)會(huì)貫穿于項(xiàng)目建設(shè)的始終，影響項(xiàng)目的成敗，甚至很多風(fēng)險(xiǎn)會(huì)潛伏和疊加衍生出新的更為復(fù)雜的風(fēng)險(xiǎn)，給企業(yè)安穩(wěn)長(zhǎng)滿優(yōu)生產(chǎn)運(yùn)行埋下安全隱患。傳統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)管控以結(jié)果為導(dǎo)向，強(qiáng)調(diào)對(duì)事故發(fā)生的原因、過(guò)程及后果進(jìn)行反向的梳理和剖析，得到教訓(xùn)供同類項(xiàng)目參考。隨著石化工程項(xiàng)目超大型化和項(xiàng)目群現(xiàn)象出現(xiàn)，不確定性因素增加，風(fēng)險(xiǎn)管控面臨極大的考驗(yàn)。過(guò)程化管控從全過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和評(píng)估出發(fā)，提出防控措施，建立過(guò)程目標(biāo)，并進(jìn)行監(jiān)測(cè)和反饋，形成完善的實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)管控體系，實(shí)現(xiàn)從結(jié)果向過(guò)程管理、符合性向有效性管理的轉(zhuǎn)變，有效提升了石化工程建設(shè)質(zhì)量。石化工程過(guò)程化管控示意如圖5所示。

圖5 石化工程過(guò)程化管控示意

過(guò)程化管控將所有的業(yè)務(wù)、管理活動(dòng)都視為一個(gè)流程，注重連續(xù)性，打破部門和崗位壁壘，鼓勵(lì)各部門、各崗位間互相合作，共同追求流程的績(jī)效。從圖5看出，石化工程過(guò)程化管控是針對(duì)石化工程設(shè)計(jì)、變更、費(fèi)用、進(jìn)度、安全、環(huán)保等風(fēng)險(xiǎn)要素繁雜且極易引發(fā)次生風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)，通過(guò)全過(guò)程梳理各項(xiàng)業(yè)務(wù)流程，理順對(duì)象和系統(tǒng)間的內(nèi)在聯(lián)系，進(jìn)行過(guò)程分解和風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，編制末級(jí)作業(yè)流程圖及配套風(fēng)險(xiǎn)清單，制修訂技術(shù)管理、運(yùn)營(yíng)管理和項(xiàng)目管理標(biāo)準(zhǔn)，推進(jìn)管理工作由結(jié)果管理向過(guò)程管控、風(fēng)險(xiǎn)管控同步轉(zhuǎn)變。它強(qiáng)調(diào)的管理對(duì)象是業(yè)務(wù)流程，強(qiáng)調(diào)以整體目標(biāo)為出發(fā)點(diǎn)，以流程為導(dǎo)向來(lái)設(shè)計(jì)組織框架，使流程連續(xù)流暢，形成有機(jī)整體，最大限度化解風(fēng)險(xiǎn)、減少損失，確保預(yù)期工程目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

普光天然氣凈化廠是川氣東送的關(guān)鍵項(xiàng)目之一，處理規(guī)模世界第二、硫黃產(chǎn)量世界第一。普光天然氣硫化氫濃度高達(dá)150 000 ppm，采用傳統(tǒng)工程風(fēng)險(xiǎn)管理方法，難以有效識(shí)別復(fù)雜風(fēng)險(xiǎn)及潛在風(fēng)險(xiǎn)，給生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)留下重大安全隱患。以過(guò)程化管控為指導(dǎo)，從開(kāi)展設(shè)計(jì)、施工、制造、檢驗(yàn)等風(fēng)險(xiǎn)分析入手，開(kāi)展特大型散裝硫黃安全儲(chǔ)運(yùn)與消防關(guān)鍵技術(shù)研究，開(kāi)發(fā)特大型凈化廠安全集成系統(tǒng)，實(shí)施凈化廠與氣田的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)全過(guò)程化管控，能及時(shí)判斷事故類型、準(zhǔn)確定位并自動(dòng)啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，確保了凈化廠的安全。該項(xiàng)目建成投產(chǎn)以來(lái)，每年凈化近百億方天然氣，為我國(guó)高含硫天然氣的安全經(jīng)濟(jì)凈化處理提供示范，涵蓋該項(xiàng)目的特大型超深高含硫氣田安全高效開(kāi)發(fā)工程獲2012年度國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)。

2.5 數(shù)字化方法

數(shù)字化是通過(guò)信息技術(shù)，建立數(shù)據(jù)組織模型，將工程的技術(shù)與管理信息轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，經(jīng)由信息流進(jìn)行表達(dá)、傳輸和處理的過(guò)程。數(shù)字化管理具有為集約、協(xié)同、集成和過(guò)程管控賦能的特征，確保整體化管理過(guò)程數(shù)據(jù)同源和信息同根，提高工程質(zhì)量、縮短建設(shè)周期，實(shí)現(xiàn)精益工程管理。從物理工廠工程建設(shè)開(kāi)始，同步實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)數(shù)字化工廠建設(shè)的設(shè)計(jì)新模式，確立以集成化設(shè)計(jì)為源頭進(jìn)行數(shù)字化工廠建設(shè)的技術(shù)路線，構(gòu)建了基于工藝與工程集成化設(shè)計(jì)、三維協(xié)同設(shè)計(jì)及工程管理的數(shù)字化工廠建設(shè)平臺(tái)，見(jiàn)圖6。

圖6 石化工程數(shù)字化平臺(tái)示意

從圖6看出，工藝設(shè)計(jì)集成化平臺(tái)融合了流程模擬、動(dòng)態(tài)模擬、熱力學(xué)計(jì)算等多項(xiàng)功能，將工藝設(shè)計(jì)結(jié)果輸出作為后續(xù)工程設(shè)計(jì)的輸入；設(shè)備、儀表、配管等專業(yè)在工程集成化平臺(tái)上同步開(kāi)展工程方案研究和設(shè)計(jì)，輸出的結(jié)果進(jìn)一步通過(guò)三維協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)，將材料、應(yīng)力等信息進(jìn)一步融合輸出到數(shù)字化平臺(tái)上；費(fèi)用、風(fēng)險(xiǎn)等內(nèi)容通過(guò)工程管理數(shù)字平臺(tái)的集合功能，為數(shù)字化平臺(tái)提供管理支撐，使數(shù)字化交付成為可能。數(shù)字化工程的交付構(gòu)建了具備“自動(dòng)化、數(shù)字化、可視化、模型化、集成化”特征的數(shù)字化工廠，為更高階的智能化工廠建設(shè)奠定數(shù)字基礎(chǔ)。

石化工程數(shù)字化是以數(shù)字化平臺(tái)為支撐，在石化工程全生命周期內(nèi)，沿時(shí)間維度，按正向順序來(lái)實(shí)施數(shù)字化的過(guò)程。數(shù)字化方法示意見(jiàn)圖7。

圖7 石化工程數(shù)字化方法示意

從圖7看出，項(xiàng)目建設(shè)初期，采用集成化平臺(tái)和數(shù)字化方式，對(duì)最小單元的相關(guān)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)映射，使對(duì)象標(biāo)準(zhǔn)化和唯一化，傳遞到工程的后續(xù)各個(gè)環(huán)節(jié)，變文檔驅(qū)動(dòng)為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)；在采購(gòu)、建造等過(guò)程，將制造批次、日期、檢驗(yàn)等信息補(bǔ)充和完善到相應(yīng)類庫(kù)中，使對(duì)象更為系統(tǒng)和立體，便于后續(xù)追溯和反饋；在物理工廠建造完成交付的同時(shí)，將與之完全對(duì)應(yīng)的數(shù)字化工廠交付業(yè)主，為將來(lái)工廠的運(yùn)行、檢維修、改擴(kuò)建等提供豐富的數(shù)據(jù)支撐，使信息的生命周期延長(zhǎng)，促進(jìn)在信息技術(shù)和智能制造技術(shù)支撐下實(shí)現(xiàn)智能工廠的建設(shè)效率。數(shù)字化方法使得圍繞安全、操作、施工的三維模型協(xié)同審查成為可能，工程各參與方在數(shù)字化模型中先于物理工廠的建設(shè)及早發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，提高建設(shè)質(zhì)量和效率，規(guī)避建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)。

某石化項(xiàng)目中，通過(guò)構(gòu)建以工廠對(duì)象為核心的信息組織模式，將物理工廠建設(shè)過(guò)程中產(chǎn)生的設(shè)計(jì)、采購(gòu)和施工等數(shù)據(jù)，借助集成化設(shè)計(jì)平臺(tái)以數(shù)字化形式整體移交，使建設(shè)階段的信息延伸到生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)過(guò)程，促進(jìn)了物理工廠和數(shù)字化工廠的同步建設(shè)，使工程設(shè)計(jì)整體效率提高25%以上，節(jié)省4 000萬(wàn)元的數(shù)字化工廠建設(shè)成本，為企業(yè)節(jié)省70%改造方案編制時(shí)間和近50%的人力投入，創(chuàng)造較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。在此項(xiàng)目基礎(chǔ)上，編制相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在數(shù)字化交付領(lǐng)域的空白，引領(lǐng)了石化工程數(shù)字化技術(shù)發(fā)展。

3 石化工程整體化管理模式的實(shí)踐

3.1 國(guó)內(nèi)案例：我國(guó)首套千萬(wàn)噸級(jí)煉廠——海南煉化項(xiàng)目

至本世紀(jì)初，我國(guó)石化工業(yè)取得長(zhǎng)足進(jìn)步，但仍存在煉廠單系列裝置規(guī)模偏小、渣油轉(zhuǎn)化深度不足、輕油收率不高、能量綜合利用率低、清潔化生產(chǎn)措施不完善等突出問(wèn)題。

采用石化工程整體化管理模式，實(shí)施工廠規(guī)劃整體化集約，建立了協(xié)同建設(shè)機(jī)制，采用集成化設(shè)計(jì)方式，流程化風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和過(guò)程管控，取得了多項(xiàng)重大突破。項(xiàng)目實(shí)施中采用的“原油蒸餾—渣油加氫—重油催化裂化—加氫裂化”的重油集成化組合工藝，使海南煉廠汽煤柴油收率達(dá)到81%，比當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)平均水平高7個(gè)百分點(diǎn)，處于國(guó)際領(lǐng)先水平；集約化布置、能量集成應(yīng)用等，使煉廠能耗降低15%，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平；污水綜合處理等技術(shù)，使煉廠噸油水耗、噸油排水和廢水COD均低于國(guó)內(nèi)一級(jí)指標(biāo)42%，實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)。

2006年海南煉廠建成投產(chǎn)，工藝技術(shù)國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到95%，設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到98%，標(biāo)志著我國(guó)具備了依靠自有技術(shù)設(shè)計(jì)和建設(shè)國(guó)際先進(jìn)水平現(xiàn)代化大型煉廠的能力，具有里程碑意義，為青島、惠州等后續(xù)煉化基地的建設(shè)提供了支撐。該工程獲2011年國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)和全國(guó)工程總承包金鑰匙獎(jiǎng)。

3.2 國(guó)外案例：迄今為止我國(guó)最大海外合資煉化——中沙延布煉廠項(xiàng)目

2011年中國(guó)石化與沙特阿美在沙特延布合資建設(shè)煉廠，該項(xiàng)目設(shè)計(jì)加工能力20 Mt/a，總投資近85億美元，項(xiàng)目面臨建設(shè)地條件艱苦、文化差異明顯、管理理念不同等一系列難題。

項(xiàng)目建設(shè)中，推行整體化管理模式，從協(xié)同化管理角度出發(fā)，創(chuàng)建“溝通協(xié)調(diào)＋有效監(jiān)督”的協(xié)調(diào)程序和“人崗相宜”的人才培養(yǎng)體系，確保合資協(xié)議全面落實(shí)；從過(guò)程化管控角度出發(fā)，采用“管控指導(dǎo)＋技術(shù)支持”的方法，強(qiáng)化變更管理和過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)管理，充分發(fā)揮中方的技術(shù)支撐；從集成化管理角度出發(fā)，創(chuàng)新建立涵蓋51項(xiàng)管理制度的海外合資煉化工程項(xiàng)目管理新體系，順利推動(dòng)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、建設(shè)和試運(yùn)行。

2015年該項(xiàng)目建成投產(chǎn)，比概算節(jié)約2億多美元，實(shí)現(xiàn)1.6億安全人工時(shí)。2016年1月20日，國(guó)家主席習(xí)近平和沙特國(guó)王薩勒曼共同按下該煉廠商業(yè)運(yùn)營(yíng)啟動(dòng)鍵，標(biāo)志著我國(guó)石化工業(yè)拉開(kāi)了向更廣闊國(guó)際市場(chǎng)邁進(jìn)的帷幕。該項(xiàng)目獲2015年普氏年度全球最佳建設(shè)工程獎(jiǎng)、2016年MEED海灣地區(qū)最佳工程獎(jiǎng)。

4 結(jié)語(yǔ)

基于大量石化工程實(shí)踐，不斷探索優(yōu)化工程管理模式，分析研究項(xiàng)目活動(dòng)內(nèi)在規(guī)律和管理方法邏輯關(guān)聯(lián)，將研發(fā)、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、采購(gòu)、制造、施工、交付、試車等工程建設(shè)生命周期內(nèi)各自割裂的要素進(jìn)行有機(jī)整合，構(gòu)建了以數(shù)字化為支撐的“五位一體”整體化管理新模式。工程實(shí)踐表明，該模式在國(guó)內(nèi)外重大石化工程實(shí)踐中應(yīng)用，規(guī)避了石化工程復(fù)雜巨系統(tǒng)體系的風(fēng)險(xiǎn)不確定性，解決了工程研發(fā)協(xié)同不夠、工程轉(zhuǎn)化效率不高和工程建設(shè)管控不精等系列工程難題，提高了工程建設(shè)效率和質(zhì)量，為特大型石化工程的順利高效執(zhí)行提供了依據(jù)和理論指導(dǎo)，對(duì)石化產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展和保障國(guó)家能源安全有重要意義。

當(dāng)前，以云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能為代表的信息技術(shù)急速發(fā)展，給我們帶來(lái)了變革機(jī)遇，工程公司作為科研技術(shù)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的重要樞紐，將肩負(fù)起保障石化產(chǎn)業(yè)綠色、低碳、安全、智能發(fā)展的重要使命。在工程實(shí)踐中繼續(xù)發(fā)展完善石化工程整體化管理模式，使其自成體系、深度融合、動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)一致的巨大優(yōu)勢(shì)得到進(jìn)一步發(fā)揮，解決更多石化工程中的難題和不確定性，讓更多的不可能變?yōu)榭赡埽龠M(jìn)工程與人文、社會(huì)和生態(tài)之間的和諧相容，讓“工程夢(mèng)”助力實(shí)現(xiàn) “中國(guó)夢(mèng)”！