石油化工工程工藝管道施工過程物流一體化研究

楊 森，郭福利，王建民，楊萬順

（1.中國石油天然氣第一建設(shè)有限公司，河南 洛陽 471023；2.華北水利水電大學(xué) 管理與經(jīng)濟學(xué)院，河南 鄭州 450046）

1 引言

隨著國家對石油化工行業(yè)準(zhǔn)入的放開，石油化工工程呈現(xiàn)出投資金額大、工期短、施工管理難度高的特點。工程物資金額占總投資約一半的特點，決定了物資管理工作量及物流費用巨大。圍繞物資組織施工的特點，決定了施工過程中物流管理的重要性。眾所周知，物流管理是工程項目成功與否的關(guān)鍵因素之一[1]。當(dāng)前我國的工程項目物資依然是主要基于零散型與高成本化運輸，大量資源存在被浪費與重復(fù)冗余調(diào)度現(xiàn)象，物流系統(tǒng)性與一體化聯(lián)合特征表現(xiàn)十分低端[2]。工藝管道施工是石油化工工程建設(shè)中最關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是施工管理的重中之重，受制于倉儲、防腐、預(yù)制、閥門試壓、現(xiàn)場安裝等眾多因素影響，物流系統(tǒng)的效率直接影響工程工期及成本。因此，對石油化工工程工藝管道施工過程物流優(yōu)化是十分必要的。

傳統(tǒng)項目管理方法在提高效率、減少項目成本方面的作用已顯著變小，而引進物流管理的思想進行工程項目物資管理技術(shù)的變革，十分必要[3]。石油化工工程建設(shè)項目各參與方基于合同進行合作，容易造成某些參與方之間的聯(lián)系不夠緊密，形成各參與方只顧自身的經(jīng)濟利益，而不考慮項目的整體效益。因此，物流一體化模式正是對此現(xiàn)狀進行革新。

很多施工企業(yè)在工藝管道施工過程中，對倉儲、防腐、預(yù)制、閥門試壓、現(xiàn)場安裝等環(huán)節(jié)做了局部的物流優(yōu)化，取得一定成效但也存在一些問題。比如某施工企業(yè)將倉儲、預(yù)制進行了一體化管理，提高了預(yù)制工作效率，但實際工作中出現(xiàn)防腐場地遠、轉(zhuǎn)運效率低等制約的短板；某施工企業(yè)將倉儲、閥門試壓進行服務(wù)外包，雖然控制了成本，但出現(xiàn)相互推諉扯皮，工作效率低的現(xiàn)象。綜合以上，要對工藝管道施工過程中倉儲、防腐、預(yù)制、閥門試壓、現(xiàn)場安裝等全部環(huán)節(jié)物流進行優(yōu)化。

2 工藝管道施工過程物流的內(nèi)涵

國內(nèi)對工程項目物流管理的研究主要集中在流程設(shè)計與建模、管理功能的優(yōu)化、物資管理對工程的影響以及如何加強物資管理在工程中的應(yīng)用等方面。深入到工藝管道施工過程物流研究不多。相近研究，諸如周寧等認為將物流看作是生產(chǎn)、銷售等滿足工程需要的主體活動，強調(diào)在石油石化工程需求驅(qū)動作用下，實現(xiàn)生產(chǎn)、運輸、安裝使用同步化[4]。余開常[2]認為工程項目根據(jù)工料調(diào)度的需求建立一個集供應(yīng)、調(diào)度、發(fā)放和接收的一體化物流格局，從而達到縮減中間環(huán)節(jié)成本和提高施工建設(shè)效率的效果。張劍等認為物流一體化就是利用物流管理，使產(chǎn)品在有效的供應(yīng)鏈內(nèi)迅速移動，使參與各方的企業(yè)都能獲益，并認為從石油石化行業(yè)角度，構(gòu)建統(tǒng)一的現(xiàn)代大物流，使行業(yè)物流要素和物流資源得以高效利用[5]。這些研究也都體現(xiàn)出構(gòu)建物流一體化來提高效率。

基于上述研究以及實踐工作情況，提出“工藝管道施工過程物流”概念，它是指從各種單一物資根據(jù)施工管理要求經(jīng)過倉儲、防腐、預(yù)制、閥門試壓、安裝等多個工作環(huán)節(jié)之間交互流動后，最終轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)裝置用的工藝管道的過程。涉及管理主體包括施工企業(yè)物資部門、防腐企業(yè)施工隊、預(yù)制單位施工隊、閥門試壓站、安裝單位施工隊等，交互流動是指物資在防腐、預(yù)制、閥門試壓等環(huán)節(jié)需要不斷與倉儲環(huán)節(jié)進行流動。

3 工藝管道施工過程物流的現(xiàn)狀

工藝管道是能源工程類工藝模塊的核心“動脈”，施工主要分為預(yù)制及安裝兩個階段[6]。因此，工藝管道物資分為預(yù)制用物資和安裝用物資。其中預(yù)制用物資包括鋼管、管件、法蘭等，安裝用物資包括閥門、螺栓、墊片、管支架等。以下主要從工作流程、場地布局、管理機制等方面介紹傳統(tǒng)模式的現(xiàn)狀。

3.1 傳統(tǒng)模式的工作流程

3.1.1 預(yù)制用物資的工作流程。預(yù)制用物資工作流程，即從到貨驗收后辦理入庫手續(xù)、出庫給防腐隊、防腐作業(yè)、再次入庫、出庫給預(yù)制施工隊、再次入庫，到出庫給安裝施工隊的過程，如圖1所示。

3.1.2 安裝用物資的工作流程。安裝用物資可以一次出庫給安裝施工隊，但是其中閥門由于需要試壓，因此流程如圖2所示。

3.1.3 傳統(tǒng)模式工作流程特點。傳統(tǒng)模式下預(yù)制用物資的工作流程特點是環(huán)節(jié)多、流程長、需要進行三個單位之間流轉(zhuǎn)以及辦理三次出庫手續(xù)。閥門物資工作流程特點是需要進行多次轉(zhuǎn)運以及辦理二次出庫手續(xù)。這種模式會造成物流速度慢、管理人員重復(fù)配置增多、人員成本增加。

3.2 傳統(tǒng)模式的場地布局

3.2.1 傳統(tǒng)模式的場地情況。在傳統(tǒng)模式下相互獨立的不同單位獨立規(guī)劃各自的場地，主要包括為倉庫、防腐場、管道預(yù)制場、閥門試壓站等。傳統(tǒng)模式的場地布局特點是場地之間相互獨立，各自管理，并且相互之間保持一定距離。

圖1 傳統(tǒng)模式下預(yù)制用物資工作流程圖

圖2 傳統(tǒng)模式下閥門工作流程圖

3.2.2 傳統(tǒng)模式場地之間物流。傳統(tǒng)模式下，各場地相互之間通過轉(zhuǎn)運及裝卸機械設(shè)備進行物資流動，如圖3所示。

從圖3 可以看出，預(yù)制用物資流動順序：P1→P2→P3→P4→P5，其中 P 代表管道(Pipe)，P1 為未防腐物資從倉庫到防腐場，P2 為已防腐物資從防腐場到倉庫，P3為已防腐物資從倉庫到預(yù)制場，P4為已預(yù)制物資從預(yù)制場到倉儲，P5 為已預(yù)制物資從倉庫到安裝現(xiàn)場。閥門流動順序：V1→V2→V3，其中V 代表閥門(Valve)，V1 為未試壓閥門從倉庫到閥門試壓站，V2 為已試壓閥門從閥門試壓站到倉庫，V3 為已試壓閥門從倉庫到安裝現(xiàn)場。

圖3 傳統(tǒng)模式場地之間物流圖

傳統(tǒng)模式場地之間物流特點是各單位分散布置，各自建立廠房等臨時用設(shè)施，并配置行車、叉車、起重機等轉(zhuǎn)運及裝卸機械設(shè)備，倉庫和其他場地之間物資交互流動頻次高。這種模式會造成物資轉(zhuǎn)運次數(shù)多、物資運輸成本高、物資損耗量大以及容易發(fā)生丟失，特別是由于物資丟失或找不到等原因帶來的窩工，導(dǎo)致無法正常施工以及工程工期延誤。

3.3 傳統(tǒng)管理機制

傳統(tǒng)工藝管道施工過程物流管理模式，即倉儲管理、防腐作業(yè)、現(xiàn)場預(yù)制、閥門試壓、現(xiàn)場安裝等工作都是由物資部門、防腐隊、預(yù)制施工隊、閥門試壓站、安裝施工隊各自管理，按照各自工作流構(gòu)建管理流。管理特點是管理主體多，各自管理場地，管理環(huán)節(jié)多，職能重疊，工作界面模糊，推諉扯皮嚴重。物流特點是物資流動慢、流動路徑長、物資損耗量增多，最直接的結(jié)果是成本增加、工期延長。

傳統(tǒng)多級倉庫管理模式，即由多個管理主體分級負責(zé)倉庫管理，一級庫由業(yè)主負責(zé)管理，二級庫由施工企業(yè)負責(zé)管理，三級庫由施工隊負責(zé)管理，也許還有施工班組的四級庫。這種模式的物流路徑必須經(jīng)過一級庫、二級庫、三級庫后才能夠到達安裝區(qū)。特點是倉儲建設(shè)成本高，易發(fā)生丟失、浪費，物資利用率不高。

傳統(tǒng)施工預(yù)制管理模式，即由各施工隊根據(jù)施工任務(wù)界面各自承擔(dān)工藝管道的預(yù)制任務(wù)。特點是預(yù)制任務(wù)分散到各施工隊，技術(shù)質(zhì)量控制參差不齊，各施工隊自主管理并配置預(yù)制用設(shè)施設(shè)備。

4 工藝管道施工過程物流優(yōu)化分析

4.1 優(yōu)化策略

效率和成本是石油化工工程工藝管道施工中需要重點考慮的層面，效率是工期的保障，保障工期是降低成本的前提。要提高效率、保障工期并降低成本，物流優(yōu)化是重要的環(huán)節(jié)，因此提出了物流優(yōu)化的一體化目標(biāo)。

石油化工工程工藝管道施工中物流主要受工作流程、場地布局、管理機制等三個方面制約，每個方面變化都會引起物流效果的變化。工作流程決定了場地布置，二者又共同決定了采用的管理機制。

綜合以上，在傳統(tǒng)模式基礎(chǔ)上通過構(gòu)建一體化模式，按照工作流程、場地布局、管理機制的順序進行優(yōu)化是工藝管道施工過程物流優(yōu)化的最佳策略。

4.2 工作流程的優(yōu)化

4.2.1 預(yù)制用物資優(yōu)化后工作流程?；谝惑w化模式從工作環(huán)節(jié)、轉(zhuǎn)運次數(shù)、人員配置等方面優(yōu)化倉儲、防腐、預(yù)制等工作流程，如圖4所示。優(yōu)化后，3次出庫變?yōu)?次出庫，倉儲、防腐、預(yù)制三個單位之間的流程轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€單位內(nèi)部的流程；物資轉(zhuǎn)運次數(shù)銳減；三個單位的管理人員數(shù)量精簡；傳統(tǒng)預(yù)制方式轉(zhuǎn)變?yōu)楣S化預(yù)制，工廠化預(yù)置深度可以達到60%甚至更高，預(yù)制效率大幅提升，而傳統(tǒng)預(yù)制方式只能達到25%～35%[7]。

圖4 優(yōu)化后預(yù)制用物資工作流程圖

4.2.2 閥門優(yōu)化后工作流程。基于一體化模式從轉(zhuǎn)運次數(shù)、出庫次數(shù)等方面優(yōu)化倉儲、閥門試壓等工作流程，如圖5 所示。優(yōu)化后，2 次出庫變?yōu)? 次出庫，倉儲、閥門試壓兩個單位之間流程轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€單位的內(nèi)部流程；物資轉(zhuǎn)運次數(shù)減少；兩個單位管理人員數(shù)量精簡。

圖5 優(yōu)化后閥門工作流程圖

4.3 場地布局的優(yōu)化

基于一體化模式對場地布局進行優(yōu)化。通過集中布置，把物流經(jīng)過的各個環(huán)節(jié)中所使用的場地及其配套的設(shè)施、設(shè)備進行統(tǒng)一布局、統(tǒng)一規(guī)劃，實現(xiàn)轉(zhuǎn)運及裝卸機械設(shè)備的共享，減少倉庫和其他場地之間物資交互流動頻次，減少轉(zhuǎn)運次數(shù)，如圖6所示。

圖6 優(yōu)化后區(qū)域之間物流圖

從圖6 可以看出，優(yōu)化后預(yù)制用物資流動順序：YHP1→YHP2→YHP3，其中YHP 代表優(yōu)化后管道，YHP1 為物資從倉儲區(qū)到防腐區(qū)，YHP2 為已防腐物資從防腐區(qū)到預(yù)制區(qū)，YHP3為已預(yù)制物資從預(yù)制區(qū)到安裝現(xiàn)場。優(yōu)化后閥門流動順序：YHV1→YHV2，其中YHV 代表優(yōu)化后閥門，YHV1 為未試壓閥門從倉儲區(qū)到閥門試壓區(qū)，YHV2為已試壓閥門從閥門試壓區(qū)到安裝現(xiàn)場。優(yōu)化后，將四個單位管理的四個場地優(yōu)化為一個單位管理的四個區(qū)域。分散的場地布置轉(zhuǎn)變?yōu)榧械膮^(qū)域一體化。物資轉(zhuǎn)運距離減少，物流速度加快，物流總周期變短。預(yù)制用物資流動環(huán)節(jié)減少，閥門物資流動環(huán)節(jié)減少。物資轉(zhuǎn)運距離和轉(zhuǎn)運次數(shù)減小，帶來物資轉(zhuǎn)運費用降低，以及物資損耗量減少。四個單位的轉(zhuǎn)運及裝卸機械設(shè)備分散配置，優(yōu)化為一體化集中配置，提高了設(shè)備使用頻次，配置數(shù)量減少帶來設(shè)備平均成本降低。

4.4 管理機制優(yōu)化

基于一體化模式對組織機構(gòu)、倉儲、預(yù)制任務(wù)三個方面優(yōu)化。

4.4.1 組織機構(gòu)一體化。組織機構(gòu)一體化，就是在工藝管道施工過程中由不同單位管理的各物流環(huán)節(jié)優(yōu)化成由一個單位的不同部門來管理，例如：成立施工物流管理中心來管理內(nèi)部的各部門。通過組織機構(gòu)一體化管理模式實施，制定統(tǒng)一管理制度，能夠促使一個組織內(nèi)的不同部門做到統(tǒng)一思想、統(tǒng)一認識、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一行動。精簡組織內(nèi)各物流環(huán)節(jié)人員配置，能夠減少人員數(shù)量，降低人工成本。將多次出入庫的復(fù)雜環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)變簡單的內(nèi)部工作交接，并借助高效的轉(zhuǎn)運及裝卸機械裝備，能夠?qū)崿F(xiàn)物資在倉庫、防腐、預(yù)制、閥門試壓等場地的高速流動，提高準(zhǔn)備使用效率，縮短物流時間。

4.4.2 倉儲一體化。借鑒聯(lián)合庫存管理（JMI）策略，以單線圖料表為共同需求信息來優(yōu)化業(yè)主一級庫、施工單位的二級庫和施工隊的三級庫供應(yīng)鏈，防止“牛鞭效應(yīng)”問題，改變各自為政的庫存管理模式，控制一、二、三級庫供應(yīng)鏈上庫存環(huán)節(jié)產(chǎn)生的費用與風(fēng)險。通過采用新的管理手段，比如“主動配料、備料”管理模式和按周施工計劃發(fā)料給施工隊，將原來的業(yè)主一級庫、施工單位的二級庫和施工隊的三級庫，優(yōu)化為由施工單位管理的具備一、二、三級庫功能或二、三級庫功能的集中庫，實現(xiàn)倉儲一體化管理模式。這種模式具有的優(yōu)點是施工單位集中庫功能，能夠降低倉儲建設(shè)成本，減少物流環(huán)節(jié)，提高物流速度。

4.4.3 預(yù)制任務(wù)一體化。通過將分散到各施工隊承擔(dān)的工藝管道預(yù)制任務(wù)進行集中，優(yōu)化成由預(yù)制施工隊通過專業(yè)化設(shè)備以工廠化預(yù)制方式承擔(dān)全部的預(yù)制任務(wù)，實現(xiàn)預(yù)制任務(wù)一體化管理模式。這種模式具有的優(yōu)點是任務(wù)集中，物流高效周轉(zhuǎn)，預(yù)制的技術(shù)質(zhì)量可控，預(yù)制用設(shè)施設(shè)備利用率高。

5 結(jié)束語

通過工作流程、場地布局、組織機構(gòu)、倉儲、預(yù)制等方面“一體化”模式，能夠減少物流周轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，提高物流周轉(zhuǎn)速度，保障工期，降低各項成本，適用于當(dāng)前工程項目大規(guī)模建設(shè)、工期短、施工管理難度高的特點，對于工藝管道施工過程管理具有重要借鑒和參考作用。未來，將在石油化工重大的工程項目不斷展開應(yīng)用與推廣。