程大威

摘 要：近些年，海洋工程建造中出現(xiàn)一種新興的建造模式——模塊化建造，這種全新的建造模式不但可以高效的整合有利資源，還可以幫助工程提前竣工，憑借著其高效率與低成本的突出優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)漸漸成為海洋工程建造中的重要技術(shù)，并作為其重要發(fā)展方向不斷向前推進(jìn)?；诔杀痉治龊Ｑ蠊こ棠K化建造設(shè)計(jì)進(jìn)行具體分析發(fā)現(xiàn)，相比于舊式海洋工程建造模式中的各個(gè)層次，模塊化建造設(shè)計(jì)可以顯著降低海洋工程施工中設(shè)計(jì)改變所引發(fā)的材料花費(fèi)，而且可以減少海洋工程施工中大型裝備的使用次數(shù)，減少海洋工程中不必要的滑道設(shè)備使用時(shí)間，同時(shí)還可以減少施工中的高空腳手架建設(shè)、減少施工中的人工成本。最后通過具體海洋工程施工項(xiàng)目分析，驗(yàn)證海洋工程模塊化建造設(shè)計(jì)可以降低施工成本的具體途徑。

關(guān)鍵詞：成本分析;海洋工程;模塊化;建造設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.100

海洋工程主要對(duì)海洋資源進(jìn)行的各種活動(dòng)如開發(fā)、恢復(fù)、建造以及利用為主，一般施工場(chǎng)地設(shè)置在海岸線旁。海洋工程的建設(shè)和施工相比于陸地工程的難度增大，受到多種海洋環(huán)境因素（臺(tái)風(fēng)、潮汐、海流等）的影響，工程施工很難順利展開。但近些年各種新興建造技術(shù)發(fā)展勢(shì)頭的日益迅猛，被逐漸應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中，而模塊化建造以降低施工成本與提升工程施工效率的特殊優(yōu)勢(shì)，受到各個(gè)施工工程項(xiàng)目的青睞，因此也逐漸取代傳統(tǒng)的海洋施工模式，成為現(xiàn)階段的主流建造模式，并著減少了海洋工程建造成本。

1 模塊化建造的內(nèi)涵

模塊化建造是指區(qū)別于傳統(tǒng)工程項(xiàng)目的施工方式，它將施工項(xiàng)目的各個(gè)環(huán)節(jié)分成不同的模塊，每一個(gè)模塊把結(jié)構(gòu)主體、機(jī)器、電路、管道、涂裝等部分集合成一個(gè)整體，再把這些模塊合為一體的施工模式。因此相較于傳統(tǒng)的施工活動(dòng)，模塊化建造必須要和產(chǎn)品制造、模塊具體設(shè)計(jì)策略以及具體情況相結(jié)合，才能在保證其專業(yè)性同時(shí)最大發(fā)揮作用。模塊化建造相比于舊的傳統(tǒng)的施工建造，模塊化建造具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)。第一，模式化建造作為一種高效率、低成本和安全的新興建造模式，已成為海洋工程領(lǐng)域的重要技術(shù)以及發(fā)展趨勢(shì)。模式化建造通過高效利用已有施工材料和反復(fù)利用過往材料，把相似的、反復(fù)的施工過程模式化和定制化，把分散的、簡(jiǎn)易的工作整合化，以此來增加施工各部分的收益、質(zhì)量，達(dá)到提高工程質(zhì)量的目的。詳細(xì)建造流程就是通過具體設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)建造、分散制作等各個(gè)部分或者每一個(gè)單獨(dú)部分，把不同的階段整合到一起，工業(yè)化、程序化地完成不同環(huán)節(jié)的一體化建造，并利用吊裝與裝運(yùn)設(shè)備的使用，將各個(gè)模塊進(jìn)行組裝，從而在保證施工效率的同時(shí)，最大化的減少資本投入。第二，模塊化建造相比于舊的傳統(tǒng)的海洋工程施工建造模式，在建筑材料使用、建筑設(shè)備使用、人力投入、施工安全管理等方面的建造成本都顯著降低。第三，模塊化建造能夠把一部分產(chǎn)品同時(shí)放在不同場(chǎng)所完成，主要部分在運(yùn)輸安裝以及抵達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)之前就完成拼裝，這樣不單單能夠避免在海洋工程施工過程中出現(xiàn)誤差，而且還沒有施工場(chǎng)地限制，從而顯著減少施工時(shí)間，提高了施工建造效率。第四，傳統(tǒng)構(gòu)件式建造在工程項(xiàng)目施工中多多少少會(huì)在部分設(shè)備的安裝過程中出現(xiàn)一些調(diào)試和改變，但是在模塊化建造中非常完美的避開這些情況，因?yàn)槟K化建造的絕大部分設(shè)施早在工程設(shè)計(jì)之時(shí)就已經(jīng)考慮在內(nèi)，所以相比較而說更加完整。

2 成本分析下海洋工程模塊化建造設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用

2.1 減少工程設(shè)計(jì)改變情況

模塊化設(shè)計(jì)是海洋工程模塊化建造重要內(nèi)容，具體應(yīng)用策略是將工程項(xiàng)目劃分為不同的模塊，并使用電子信息技術(shù)對(duì)其進(jìn)行三維模型設(shè)計(jì)，以達(dá)到對(duì)不同模塊進(jìn)行整合和優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。因此，海洋工程在使用模塊化設(shè)計(jì)時(shí)，除了應(yīng)該考慮基礎(chǔ)系統(tǒng)情況外，還要設(shè)計(jì)工程施工活動(dòng)的總體建設(shè)思路，將施工活動(dòng)、模塊設(shè)計(jì)以及項(xiàng)目管理工作的先后關(guān)系進(jìn)行協(xié)調(diào)，使不同模塊能夠以最高的效率輸送至車間組裝，以保證海洋工程建造活動(dòng)高效完成，從而在減少工程設(shè)計(jì)改變情況的同時(shí)，降低工程設(shè)計(jì)改變引起的材料成本。

目前低成本的模塊化建造設(shè)計(jì)，在施工材料的選擇方面已經(jīng)有具體的標(biāo)準(zhǔn)和要求，但隨著時(shí)代的發(fā)展，有些標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)過時(shí)，設(shè)計(jì)師在思考標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)要多想想有沒有更適合的選擇。海洋工程設(shè)計(jì)時(shí)要盡量選擇可以再生、可以重復(fù)使用、對(duì)海洋環(huán)境沒有危害的建造材料，與此同時(shí)還要保證所選材料來源廣、成本低、性價(jià)比高，用最少的材料達(dá)到最佳的質(zhì)量。另外，還可以利用標(biāo)準(zhǔn)化手段減少施工材料的種類，比如建筑表面裝飾、油漆種類等。但是材料種類過少又會(huì)造成建造多樣性的降低，所以要依據(jù)海洋工程的建造規(guī)模來決定施工材料的種類。

2.2 減少設(shè)備作業(yè)臺(tái)班的模塊化設(shè)計(jì)

許多施工材料與設(shè)備都需要依靠大型履帶吊機(jī)，造成施工場(chǎng)所很容易被大量的履帶吊機(jī)和站車位置影響施工活動(dòng)的順利開展。而應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì)的海洋工程，可以在施工活動(dòng)開展前將模塊在其他場(chǎng)地或車間進(jìn)行建造，然后再輸送至各個(gè)建造現(xiàn)場(chǎng)，減少使用設(shè)備作業(yè)臺(tái)班的成本，并可以有效減少對(duì)各種履帶吊機(jī)的使用次數(shù)，從而在保證工程進(jìn)度的過程中完成成本控制。

2.3 降低滑道占用時(shí)間的模塊化設(shè)計(jì)

海洋施工模塊的總裝場(chǎng)地必須采用滑道來進(jìn)行總體組裝，對(duì)于不同的裝置和設(shè)備，可以依據(jù)設(shè)計(jì)安排整體進(jìn)入滑道進(jìn)行組裝。在這種條件下完成整體的組裝后，再通過利用船舶完成海上油氣田的輸送工作，因此滑道在一定程度上也成為工程建設(shè)的重要內(nèi)容，尤其是在同時(shí)開展多個(gè)工程項(xiàng)目時(shí)，各個(gè)項(xiàng)目對(duì)滑道的使用率直接與工程建造成本的高低有關(guān)。

但在模塊化設(shè)計(jì)中，海洋工程建造可以讓多個(gè)作業(yè)單位同時(shí)施工，并將重要路徑中的模塊輸送至其他施工場(chǎng)地，如車間或其他建造地點(diǎn)，從而在提升施工效率的同時(shí)降低滑道占用的時(shí)間，提高建筑資源使用率的過程中有效降低成本投入。

2.4 減少高空腳手架數(shù)量的模塊化設(shè)計(jì)

為了保障施工人員安全和工程順利開展，傳統(tǒng)的海洋工程施工進(jìn)行高空作業(yè)時(shí)要求搭建腳手架和防護(hù)網(wǎng)，此外施工人員在施工過程中必須要攜帶安全帶、安全帽與跳板等各種類型的安全保障工具，并通過標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)護(hù)工人的安排，來保障建造施工活動(dòng)的順利開展，雖然這些措施能夠有效的降低施工事故發(fā)生的概率，但同時(shí)也存在著投資成本高、施工效率低的問題。海洋工程使用模塊化建造，能夠?qū)κ┕C(jī)械、管道、電路等專業(yè)安裝步驟開展整體化設(shè)計(jì)安排，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)榈孛姘惭b，減少施工中高空作業(yè)的腳手架和防護(hù)網(wǎng)的搭建和人力物力的投入，從而在降低高空手腳架數(shù)量以及各種搭建費(fèi)用的同時(shí)，保證工程建造效益的最大化。

2.5 減少投入資金的模塊化設(shè)計(jì)

在建造施工活動(dòng)中，機(jī)械、管路、電路等內(nèi)容可以同時(shí)施工，加快工程項(xiàng)目的進(jìn)程。而且在模塊化建造設(shè)計(jì)過程中，很大程度上減少施工人員施工過程中的工作量和危險(xiǎn)性，有助于提高監(jiān)查工作的順利

開展。同時(shí)，模塊化設(shè)計(jì)對(duì)施工空間擁擠的現(xiàn)象進(jìn)行改善，改變傳統(tǒng)施工環(huán)境，使高空搭建腳手架的數(shù)量與架子鋼管等靠人力傳送的現(xiàn)象逐漸減少，因此在施工效率有效提升的過程中，施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度也隨之減弱，使工程資金投入在施工作業(yè)更加便捷的前提下逐漸降低，從而有效保證建筑效益空間的最大化。

海洋工程應(yīng)用模塊化建造時(shí)，能夠使工程項(xiàng)目的各個(gè)分支模塊同時(shí)開展施工作業(yè)，所以相較于傳統(tǒng)海洋施工工程而言，能夠有效減輕施工人員的工作量并提升施工效率，從而在改善工程作業(yè)施工環(huán)境的同時(shí)，減少施工安全事故情況出現(xiàn)。海洋工程中的一部分高空危險(xiǎn)作業(yè)可以被轉(zhuǎn)移到陸地上進(jìn)行施工，因此可以使工程管理人員更直接的開展管理工作，在杜絕施工安全隱患的同時(shí)，保證施工人員的生命安全，在潛移默化的過程中，減少因?yàn)榘踩鹿识~外支出的各種資金投入。

2.6 有效降低海洋工程油漆材料成本

通過模塊化建造能夠降低傳統(tǒng)建造過程中，出現(xiàn)的因后期施工中新添加的附件而破壞甲板片的油漆，因此可以減少很多打磨和修補(bǔ)的工作，海洋工程模塊化建造中的大部分附加構(gòu)件可以和甲板片一起涂裝，能夠有效的提升涂裝效率，從而降低油漆材料的成本。

2.7 提高質(zhì)量的同時(shí)降低質(zhì)量成本

施工過程地面進(jìn)行焊接工作環(huán)境比高空作業(yè)更好（如避風(fēng)、預(yù)熱等），更加有助于保障焊接質(zhì)量。通過把海洋工程施工現(xiàn)場(chǎng)的建設(shè)活動(dòng)大部分轉(zhuǎn)移到易控制、易操作的專業(yè)制作車間中操作。這樣不僅可以保證制造活動(dòng)的快速、有序進(jìn)行，還可以簡(jiǎn)易、實(shí)時(shí)反饋情況和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，更加容易控制工程施工質(zhì)量;減少因分開檢查或者檢查不到位導(dǎo)致的質(zhì)量問題而增加成本費(fèi)用。

2.8 降低安全管理成本和施工風(fēng)險(xiǎn)成本

海洋工程模塊化建造可以對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行同時(shí)施工，最大程度的減少施工人員和工作量、施工交互作業(yè)、施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)施、臨時(shí)搭建廠房等設(shè)施，還可以改善人員施工環(huán)境，降低施工風(fēng)險(xiǎn)。模塊化建造將一些高空作業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)榈孛孀鳂I(yè)，減輕空間式交叉工作強(qiáng)度，顯著降低安全風(fēng)險(xiǎn)，有效保障施工人員的人身安全，同時(shí)保障工程施工成本的合理支出。

2.9 統(tǒng)籌優(yōu)化建造方案，減少總體建造成本

海洋工程利用模塊化建造，有助于整體統(tǒng)籌，優(yōu)化建設(shè)方案，減少整體工程造價(jià)。模塊化建造主要通過在設(shè)計(jì)過程中合理安排各種生產(chǎn)設(shè)計(jì)、工程施工以及管理等各方面關(guān)系，從機(jī)械和材料角度，綜合各種有利資源，整體考慮施工過程中的各種條件和情況，然后選擇最佳方案進(jìn)行實(shí)施，選擇綜合風(fēng)險(xiǎn)最小、成本最低的方案進(jìn)行施工。

3 結(jié)束語

海洋工程模塊化建造作為一種新興的建造方式，為未來海洋工程建設(shè)發(fā)展起到了積極的推進(jìn)作用，同時(shí)其顯著的優(yōu)越性已經(jīng)獲得當(dāng)前行業(yè)領(lǐng)域的廣泛認(rèn)可，因此必將成為海洋工程建造中的佼佼者。

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