淺談科研工程的設(shè)計(jì)管理

吳展華

[摘要]科研工程瞄準(zhǔn)國(guó)家重大需求，是國(guó)家重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，是原始創(chuàng)新和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重要來(lái)源，是國(guó)家核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要體現(xiàn)，其兼具一般工程和科學(xué)研究的雙重特點(diǎn)。在科研工程的管理，尤其是設(shè)計(jì)管理上，相對(duì)于以往常規(guī)工程設(shè)計(jì)存在諸多差異，增加了設(shè)計(jì)管理的難度。我國(guó)科研工程的設(shè)計(jì)管理尚比較薄弱，要積極借鑒先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，并與具體的科研工程實(shí)際的設(shè)計(jì)問(wèn)題相結(jié)合。本文從分析科研工程的特點(diǎn)為基點(diǎn)，著重分析研究了科研工程設(shè)計(jì)管理的相關(guān)要素和控制措施，為國(guó)內(nèi)目前正在開(kāi)展科研工程設(shè)計(jì)的同行提供參考。

引言：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科研能力的日益增強(qiáng)，國(guó)家在大型科研裝置的投入顯著增加，近年來(lái)涌現(xiàn)出一大批重大科研工程項(xiàng)目，其技術(shù)新、難度大、綜合性和系統(tǒng)性強(qiáng)，給傳統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)。本文分析了科研工程的特點(diǎn)，結(jié)合科研工程實(shí)際設(shè)計(jì)管理經(jīng)驗(yàn)，探討了科研工程的設(shè)計(jì)管理的要點(diǎn)和措施。

[關(guān)鍵詞]科研工程 設(shè)計(jì)管理 控制措施

1科研工程的特點(diǎn)

科研工程是指為了進(jìn)行探索或?qū)崿F(xiàn)某一特定的科學(xué)研究而建造的大型科研裝置以及與其配套的附屬設(shè)施。科研工程體現(xiàn)的是政府的意志，重大科研工程具有重要的戰(zhàn)略導(dǎo)向作用，更多地體現(xiàn)丁國(guó)家的長(zhǎng)遠(yuǎn)利益，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展具有重大的理論和實(shí)踐意義。政府通過(guò)實(shí)施重大科研工程，重點(diǎn)支持某個(gè)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)局部的跨越式發(fā)展，帶動(dòng)戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的突破。作為滿足國(guó)家戰(zhàn)略領(lǐng)域科研需求的一種重要組織形式，重大科研工程的實(shí)施必須首先服務(wù)于國(guó)家目標(biāo)，體現(xiàn)國(guó)家利益。

科研工程一般都涉及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的許多學(xué)科領(lǐng)域，是多領(lǐng)域、多學(xué)科、多部門(mén)的系統(tǒng)攻關(guān)和科研創(chuàng)新，具有明顯的科研特征?？蒲泄こ添?xiàng)目一般規(guī)模大、投資多、周期長(zhǎng)，組織管理工作復(fù)雜。科研工程一方面具有科研性質(zhì)，具有科研項(xiàng)目的探索性，另一方面又有大型工程項(xiàng)目一般特質(zhì)，是科研與工程相互結(jié)合的產(chǎn)物。一般工程都采用成熟工藝和選用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)產(chǎn)品，而科研工程的主工藝系統(tǒng)的儀器設(shè)備，大量是非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，無(wú)法通過(guò)常規(guī)工業(yè)渠道采購(gòu)，也沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的設(shè)計(jì)單位和制造廠家，必須組織專(zhuān)門(mén)的力量進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造。

在工藝上，由成熟的一面，更多的是探索。盡管工程建設(shè)所依據(jù)的基本原理是清楚的，但由于國(guó)內(nèi)外都無(wú)縣城的技術(shù)資料可以借鑒，必須進(jìn)行大量的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。可以認(rèn)為科研工程在技術(shù)上有不成熟性?？蒲泄こ讨嘘P(guān)鍵和重要設(shè)備往往需要進(jìn)行預(yù)先的研究或驗(yàn)證。由此，科研工程同時(shí)具有高投入和高風(fēng)險(xiǎn)性的特點(diǎn)。一方面重大科研工程的實(shí)施需要較多的資金支持，另一方面首多種因素的制約，存在較多的不確定性和風(fēng)險(xiǎn)性。

2科研工程設(shè)計(jì)管理與控制體系

在影響項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度與質(zhì)量的眾多因素中，工程管理是最主要的因素之一。建立一套適應(yīng)于科研工程特點(diǎn)的工程管理體系是科研工程建設(shè)成功的重要保障，也是科研工程建設(shè)管理者面臨的一大挑戰(zhàn)。因此，要按預(yù)定質(zhì)量、進(jìn)度、投資順利完成工程建設(shè)，關(guān)鍵在于工程管理，而設(shè)計(jì)管理在工程管理中，又是最重要、最復(fù)雜的環(huán)節(jié)。工程核準(zhǔn)開(kāi)工后，能不能保證工程建設(shè)的質(zhì)量，加快建設(shè)進(jìn)度、節(jié)省投資，工程建成后能否獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益，設(shè)計(jì)工作都起著關(guān)鍵性的作用。設(shè)計(jì)的質(zhì)量、設(shè)計(jì)采用的標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)的修改都是決定工程質(zhì)量的重要因素。設(shè)計(jì)是科研工程建設(shè)的龍頭，是設(shè)備采購(gòu)、土建、安裝、調(diào)試啟動(dòng)和商業(yè)運(yùn)行的依據(jù)。工程建成后設(shè)施的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性很大程度上取決于設(shè)計(jì)的水準(zhǔn)，其工程建設(shè)的成敗，很大程度上取決于設(shè)計(jì)。鑒于設(shè)計(jì)在科研工程建設(shè)運(yùn)行中的重要性，加強(qiáng)設(shè)計(jì)各個(gè)環(huán)節(jié)的管理，尤為重要。

2.1設(shè)計(jì)管理總體要求

科研工程的設(shè)計(jì)任務(wù)涵蓋了多種專(zhuān)業(yè)學(xué)科，一般由多個(gè)單位聯(lián)合設(shè)計(jì)，而各個(gè)單位又分屬不同的系統(tǒng)并擁有自己內(nèi)部的設(shè)計(jì)管理辦法，其管理組織、制度、機(jī)制、流程、方法和標(biāo)準(zhǔn)等均存在不同程度的差異。參與科研工程建設(shè)設(shè)計(jì)人員的管理意識(shí)、能力和水平也參差不齊。因此，設(shè)計(jì)管理要求設(shè)計(jì)單位必須明確劃分職責(zé)以及相應(yīng)的權(quán)限范圍與聯(lián)系渠道，必須保證在所有層次上都有足夠的技術(shù)上合格且受過(guò)適當(dāng)培訓(xùn)的人員;必須明確地規(guī)定負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的各個(gè)部門(mén)之間的接口，并明確設(shè)計(jì)單位、用戶(hù)、設(shè)備廠商、建造單位和其他承包商之間恰當(dāng)?shù)慕涌?必須制定并嚴(yán)格遵守程序;必須定期審查、監(jiān)督和檢查一切與安全有關(guān)的設(shè)計(jì)事務(wù)。從以上要求可以看出，設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)管理中處于接口交匯點(diǎn)的中心地位，但是設(shè)計(jì)管理不僅僅是設(shè)計(jì)單位的職責(zé)，業(yè)主也必須把以設(shè)計(jì)單位為中心環(huán)節(jié)的有關(guān)設(shè)計(jì)管理活動(dòng)納入自己的管理范疇。

2.2科研工程設(shè)計(jì)管理的范疇

科研工程設(shè)計(jì)管理涉及范圍相當(dāng)廣泛，從工程設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、建筑、安裝、調(diào)試、運(yùn)行，管理持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。建筑安裝、調(diào)試、設(shè)備制造、甚至運(yùn)行維護(hù)都要以設(shè)計(jì)文件為依據(jù)。任何一種設(shè)計(jì)方案對(duì)設(shè)備制造質(zhì)量、制造進(jìn)度、建筑安裝進(jìn)度都會(huì)造成影響，設(shè)計(jì)方案影響工程造價(jià)也是明顯的。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，設(shè)計(jì)方案確定后，工程造價(jià)基本大致確定，一旦在實(shí)施設(shè)計(jì)修改必然會(huì)增加造價(jià)。設(shè)計(jì)管理包括以下范圍：設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的選擇、設(shè)計(jì)審查、設(shè)計(jì)接口管理、設(shè)計(jì)修改、設(shè)計(jì)進(jìn)度控制等。

2.3科研工程設(shè)計(jì)管理各要素及其控制措施

（1）組建高效設(shè)計(jì)管理團(tuán)隊(duì)

設(shè)計(jì)是整個(gè)項(xiàng)目管理的龍頭，設(shè)計(jì)管理組織機(jī)構(gòu)的搭建和運(yùn)行是否高效將直接影響整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)度和質(zhì)量。針對(duì)科研工程技術(shù)難度大，涉及面廣的特點(diǎn)，管理者除具備一般工程的設(shè)計(jì)管理技能外，還應(yīng)該掌握該工程工藝及其相關(guān)技術(shù)的要領(lǐng)。設(shè)計(jì)管理組織機(jī)構(gòu)的設(shè)置必須與工程組織機(jī)構(gòu)形成協(xié)調(diào)統(tǒng)一，其目的是通過(guò)發(fā)揮組織機(jī)構(gòu)的管理職能，提高設(shè)計(jì)與技術(shù)服務(wù)質(zhì)量，保證設(shè)計(jì)進(jìn)度，更有效地監(jiān)督和履行設(shè)計(jì)與技術(shù)服務(wù)合同，為實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的總體目標(biāo)服務(wù)。

（2）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的合理選擇

由于無(wú)可借鑒的同類(lèi)項(xiàng)目可參考，科研工程設(shè)計(jì)中，正確的選擇和使用相關(guān)的法規(guī)、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)是極其重要的一環(huán)。各設(shè)計(jì)單位在各個(gè)工程的設(shè)計(jì)、建造、設(shè)備采購(gòu)和監(jiān)造中，都確定了標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范采用的原則，都編制了所使用的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范目錄。采用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)不但影響設(shè)施建成后的安全運(yùn)行也影響工程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)。所以工程項(xiàng)目使用的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范需經(jīng)業(yè)主方審查認(rèn)可。標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范分為設(shè)計(jì)、施工兩個(gè)部分。每個(gè)部分基本按照專(zhuān)業(yè)分類(lèi)，每個(gè)專(zhuān)業(yè)又分成遵照?qǐng)?zhí)行和參考執(zhí)行兩種情況。值得注意的是，標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范與管理規(guī)定均必須是設(shè)計(jì)合同簽訂時(shí)的最新版本，并且隨著工程的開(kāi)展及時(shí)更新。

（3）設(shè)計(jì)管理手冊(cè)的統(tǒng)一與嚴(yán)格執(zhí)行

為統(tǒng)一工程設(shè)計(jì)規(guī)則，方便各設(shè)計(jì)單位和承包商在統(tǒng)一的規(guī)則下出版文件，對(duì)廠房、系統(tǒng)、設(shè)備、管線、電纜的標(biāo)識(shí)方法，各類(lèi)設(shè)計(jì)文件和圖紙的格式及編碼等通過(guò)程序作出統(tǒng)一明確的規(guī)定。從本質(zhì)上講，設(shè)計(jì)管理手冊(cè)提供了設(shè)計(jì)具體操作的工具，在遵守設(shè)計(jì)桂發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)的前提下統(tǒng)一設(shè)計(jì)出圖方式，使設(shè)計(jì)管理在規(guī)范化的平臺(tái)上有效運(yùn)作。一方面有利于提高設(shè)計(jì)工作的標(biāo)準(zhǔn)化，減少差異化;另一方面規(guī)范各方的行為，使各方有章可循，方便設(shè)計(jì)單位和各承包商的管理。

（4）設(shè)計(jì)接口的控制

設(shè)計(jì)接口是指設(shè)計(jì)過(guò)程中各專(zhuān)業(yè)之間用文件形式規(guī)定相互提交的設(shè)計(jì)資料。由于設(shè)計(jì)是連續(xù)性和邏輯性較強(qiáng)的工作，同時(shí)設(shè)計(jì)又是分散的，工程設(shè)計(jì)要涉及不同專(zhuān)業(yè)、不同系統(tǒng)、不同設(shè)備，大量接口都是設(shè)計(jì)工作的重要組成部分。為了承包、工作或管理上的方便，通常按照不同的方式，將整個(gè)工程劃分成許多子系統(tǒng)、部件、子項(xiàng)，當(dāng)這些子系統(tǒng)、部件、子項(xiàng)的工程任務(wù)交由不同的承包商實(shí)施時(shí)，尤其是各個(gè)子系統(tǒng)在空間上無(wú)截然分界時(shí)，彼此間就會(huì)出現(xiàn)大量的相互關(guān)聯(lián)的接口問(wèn)題。

因此，復(fù)雜的科研工程設(shè)計(jì)接口需要一定的控制措施，主要包括以下一些技術(shù)措施：編制接口控制程序，包括接口的編號(hào)、簽發(fā)、接口資糧單格式和資料索取單的格式。編制內(nèi)部接口手冊(cè)和外部接口手冊(cè)，包括系統(tǒng)接口、設(shè)備接口、控制接口、土建接口等，并明確接口提交的時(shí)間。接口手冊(cè)編制的條目越多、越細(xì)，接口管理越方便。在工程網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃編制完成后，應(yīng)立即編制相應(yīng)階段的設(shè)計(jì)接口控制手冊(cè)，所有接口信息由接口工程師匯總動(dòng)態(tài)信息，并保持不斷更新。負(fù)責(zé)接口，特別是設(shè)計(jì)分工由疑問(wèn)的接口，通過(guò)設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)會(huì)的形式確定。為了減少接口僅通過(guò)書(shū)面溝通不暢，可通過(guò)不定期的設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)會(huì)處理。

（5）設(shè)計(jì)審查管理

為了保證設(shè)計(jì)滿足所有的設(shè)計(jì)要求，包括設(shè)計(jì)輸入要求、設(shè)計(jì)過(guò)程的策劃和實(shí)施以及接口管理的要求，必須進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證。設(shè)計(jì)審查主要的控制要點(diǎn)如下：是否正確的選擇了法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的設(shè)計(jì)輸入要求;是否對(duì)進(jìn)行設(shè)計(jì)所必須的假設(shè)作了適當(dāng)?shù)恼f(shuō)明，該假設(shè)是否合理;所采取的設(shè)計(jì)方法是否恰當(dāng)，是否遵守了規(guī)定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn);設(shè)計(jì)輸入是否已正確地結(jié)合在設(shè)計(jì)中;是否遵守了設(shè)計(jì)過(guò)程程序;與設(shè)計(jì)輸入對(duì)照，設(shè)計(jì)輸出是否合理;是否已在設(shè)計(jì)文件、輔助程序或指令、說(shuō)明書(shū)中為借口單位規(guī)定了必要的設(shè)計(jì)輸入和驗(yàn)證要求。

必要時(shí)組織外部專(zhuān)家進(jìn)行整體或?qū)ｎ}的設(shè)計(jì)審查，或委托獨(dú)立第三方或組織專(zhuān)家組進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)的設(shè)計(jì)審查。通過(guò)借助外部審查，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的缺陷或不足，及時(shí)吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，督促設(shè)計(jì)單位提前整改，以彌補(bǔ)業(yè)主單位專(zhuān)業(yè)不齊、人員經(jīng)驗(yàn)不足、審查不到位的困難。

（6）設(shè)計(jì)修改管理

設(shè)計(jì)修改指工程施工過(guò)程中，設(shè)計(jì)單位為了保證設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量完善工程設(shè)計(jì)、糾正設(shè)計(jì)錯(cuò)誤以及滿足施工現(xiàn)場(chǎng)條件變化而進(jìn)行的設(shè)計(jì)修改工作。由于國(guó)內(nèi)目前設(shè)計(jì)工作采用三維設(shè)計(jì)技術(shù)、設(shè)計(jì)審查不到位，現(xiàn)場(chǎng)土建與設(shè)備接口矛盾，設(shè)計(jì)進(jìn)度不合理、安裝次序不合理等導(dǎo)致設(shè)計(jì)修改出現(xiàn)。設(shè)計(jì)修改時(shí)工程設(shè)計(jì)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施階段的必然產(chǎn)物，也是設(shè)計(jì)單位必須完成的一項(xiàng)工作。

設(shè)計(jì)修改可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行控制和管理。所有承擔(dān)設(shè)計(jì)責(zé)任的單位必須建立設(shè)計(jì)修改的程度，所有設(shè)計(jì)修改管理流程必須與源設(shè)計(jì)流程相符合，包括審核、批準(zhǔn)院設(shè)計(jì)的同一單位來(lái)審核和批準(zhǔn)設(shè)計(jì)修改。設(shè)計(jì)修改必須關(guān)注其接口影響和對(duì)其他專(zhuān)業(yè)的影響，確保修改影響分析到位，相關(guān)圖紙修改完善。對(duì)設(shè)計(jì)修改必須所經(jīng)濟(jì)方面的分析和評(píng)價(jià)，不能不考慮經(jīng)濟(jì)性影響。對(duì)于設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足、設(shè)計(jì)責(zé)任心不強(qiáng)導(dǎo)致的重大設(shè)計(jì)修改，必須進(jìn)行根本原因分析和總經(jīng)，做到舉一反三。盡量減少文件圖紙的隨意升班，致使變更信息不全。業(yè)主、設(shè)計(jì)單位、施工單位必須確?，F(xiàn)場(chǎng)工作修改都有紙質(zhì)記錄，要將現(xiàn)場(chǎng)的修改信息全面反映到竣工文件圖紙中。

由于設(shè)計(jì)修改對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量、施工進(jìn)度、投資控制單個(gè)主要方面將產(chǎn)生較大的影響，負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)管理的部門(mén)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量的監(jiān)管，減少設(shè)計(jì)修改的數(shù)量及其對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工的影響。負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)施工管理的部門(mén)，應(yīng)關(guān)注設(shè)計(jì)修改對(duì)工程進(jìn)度、施工質(zhì)量的影響。負(fù)責(zé)投資控制的部門(mén)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注設(shè)計(jì)修改對(duì)工程投資的影響。負(fù)責(zé)設(shè)備采購(gòu)的部門(mén)，應(yīng)關(guān)注設(shè)備修改管理。由于設(shè)計(jì)修改對(duì)設(shè)計(jì)、施工、投資三個(gè)方面的影響是相互的，各部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)溝通合作，盡可能減少設(shè)計(jì)修改的影響。

（7）設(shè)計(jì)進(jìn)度控制

設(shè)計(jì)進(jìn)度控制是對(duì)于設(shè)計(jì)文件進(jìn)度計(jì)劃從編制、發(fā)布、修改/升版、跟蹤/落實(shí)、關(guān)閉等進(jìn)行閉環(huán)控制，對(duì)各方接口予以關(guān)注，必要時(shí)予以協(xié)調(diào)，主要的工作內(nèi)容最終落實(shí)在進(jìn)度的跟蹤和調(diào)整，確保進(jìn)度計(jì)劃的完成符合工程現(xiàn)場(chǎng)的期望。

在工程總體進(jìn)度計(jì)劃的框架下，在充分靠考慮現(xiàn)場(chǎng)施工、設(shè)備采購(gòu)、系統(tǒng)相互關(guān)系等因素后共同編制設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃作為整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)周期的進(jìn)度計(jì)劃。同時(shí)，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)工程的實(shí)際進(jìn)展，在每年年底，經(jīng)業(yè)主方、施工方和設(shè)計(jì)單位共同探討制定下一年的年度設(shè)計(jì)計(jì)劃，作為年度設(shè)計(jì)進(jìn)度控制的基本依據(jù)，并予以正式發(fā)布。