智能礦山工程EPC總承包模式探究

曹崗

（中煤西安設(shè)計工程有限責(zé)任公司，陜西西安 710000）

0.引言

智能化礦山項目主要是把新一代信息技術(shù)充分運用在煤炭企業(yè)的生產(chǎn)和管理活動中，充分發(fā)掘和利用礦井各種信息資源，實現(xiàn)生產(chǎn)安全可控，實現(xiàn)對“萬物”的“高效、節(jié)能、安全、環(huán)?！钡摹肮堋⒖?、營”一體化，為打造本質(zhì)安全型礦井提供信息保障，也可以實現(xiàn)生產(chǎn)管理的精細(xì)化，為打造高產(chǎn)高效礦井提供決策手段。近年國家大力推進(jìn)智能化礦井建設(shè)，減少井下危險區(qū)域作業(yè)人員數(shù)量，通過各種技術(shù)手段提高煤礦安全生產(chǎn)管理智能化和智慧化。在礦井智能化的建設(shè)過程中，對各種各樣資源的協(xié)調(diào)管控尤為重要，特別是一些新技術(shù)、新工藝和新設(shè)備的引用特別突出。在以設(shè)計單位為引領(lǐng)的EPC總承包模式下，將可以依靠設(shè)計院技術(shù)資源，充分融合行業(yè)新技術(shù)，并有效發(fā)揮EPC的整體協(xié)調(diào)管控優(yōu)勢，實現(xiàn)工程實施過程中各階段有序集成，深入交叉，從而很大程度上提高了項目建設(shè)效率，縮短建設(shè)周期。

1.項目概況

智能化礦井系統(tǒng)，基于地理信息、云計算、大數(shù)據(jù)、虛擬化、計算機(jī)軟件及各種網(wǎng)絡(luò)，集成應(yīng)用各類傳感器、數(shù)據(jù)通訊、自動控制等技術(shù)，通過對礦山信息化、工業(yè)自動化的兩化深度融合完成礦山企業(yè)所有信息的精確適時采集、高可靠網(wǎng)絡(luò)化傳輸、規(guī)范化信息集成、實時可視化展現(xiàn)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動化運行，并對人-機(jī)-環(huán)的隱患、故障和危險源提前預(yù)警，為礦山提供分析和決策支持。

智能化系統(tǒng)以礦井的信息化系統(tǒng)為核心，以礦井各主要生產(chǎn)及輔助系統(tǒng)的設(shè)備層為基礎(chǔ)，利用現(xiàn)有的成熟技術(shù)搭建信息化綜合系統(tǒng)的綜合感知層、物聯(lián)互通層、綜合管控層、決策支持層、調(diào)度指揮控制中心及數(shù)據(jù)中心，系統(tǒng)建成后，隨著新技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用成熟，逐步完善綜合場景應(yīng)用，把某煤礦企業(yè)打造成一個安全、高效、綠色的智能化系統(tǒng)。

2.EPC總承包模式概述

EPC是Engineering、Procurement和Construction 3個詞語的簡稱，及“設(shè)計+采購+施工”為一體的承包模式，如圖1所示，俗稱“交鑰匙工程”，是當(dāng)前國際工程承包中被普遍運用到的一種承包模式，同樣在我國的建筑領(lǐng)域也有明確的推薦和提倡運用此種模式。

圖1 EPC總承包模式

EPC總承包模式就是將設(shè)計、施工、采購、試運行集成在一起，發(fā)包給一家企業(yè)，目前國內(nèi)EPC總承包分為2種，多數(shù)為設(shè)計單位轉(zhuǎn)化而來，這種模式的優(yōu)點在于設(shè)計為所有工程項目的起點，存在于工程價值的上層，占據(jù)了技術(shù)的主動權(quán)，對于工程的整體規(guī)劃起著決定性作用，如果項目由設(shè)計院來主導(dǎo)，對于建設(shè)單位來說可以有效的控制投資，并且可以更好地達(dá)到建設(shè)需求，同樣對于設(shè)計院來說，可以加快施工中的采購工作，很大程度上縮短施工周期，也可以從設(shè)計源頭入手，優(yōu)化設(shè)計方案，減少施工成本。對于目前在社會上還處于勞務(wù)密集形的施工企業(yè)來說，設(shè)計院更是技術(shù)密集型的代表，可以更好地取得建設(shè)單位的信任。缺點為施工力量薄弱，在施工過程中無法更好地優(yōu)化現(xiàn)場實際施工方案、施工流程以及施工模式，從而導(dǎo)致施工成本的增加。

另一種為以施工企業(yè)為主導(dǎo)的EPC總承包模式，這種模式的優(yōu)點在于在施工過程中可以利用施工力量及經(jīng)驗確保施工方案的最佳性，施工過程的合理性，在保證這些的前提下做到工程造價的最優(yōu)性。即便是因為設(shè)計圖紙緩慢導(dǎo)致施工進(jìn)度滯后，施工企業(yè)也可以發(fā)揮自身施工優(yōu)勢通過現(xiàn)場自我調(diào)整來采取趕工措施[1]。缺點在于無法從源頭上控制項目建設(shè)成本及進(jìn)度，并且由于市場的特殊性導(dǎo)致在建設(shè)單位心中水平較低。

隨著EPC總承包模式的推廣于實際應(yīng)用，設(shè)計院憑借著設(shè)計與施工的相融合，通過技術(shù)密集型企業(yè)的優(yōu)勢，并借助以往項目建設(shè)中與施工企業(yè)的現(xiàn)場高水平技術(shù)管理人才的互相學(xué)習(xí)，大量培養(yǎng)懂設(shè)計、懂施工的設(shè)計人員與現(xiàn)場管理人員，很好地克服自身缺點，在設(shè)計中應(yīng)用新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備的“四新技術(shù)”，施工中做到管理創(chuàng)新、方案創(chuàng)新、施工工藝創(chuàng)新，制訂出一套更有效的EPC總承包項目的管理模式。

3.EPC總承包模式在智能化礦山項中的應(yīng)用

3.1 設(shè)計優(yōu)化

隨著我國煤礦智能化建設(shè)的快速推進(jìn)，大多數(shù)建設(shè)都是在已投產(chǎn)的煤礦進(jìn)行升級改造，所涉及礦井的“一通三防”、地測、機(jī)電、安全、生產(chǎn)、洗選等系統(tǒng)，其設(shè)計復(fù)雜程度與建設(shè)中不確定性高，需要有合理的設(shè)計規(guī)劃與可靠的設(shè)計方案作為支撐。

因此針對礦山智能化項目的管理需要在源頭進(jìn)行有效的控制，設(shè)計院主導(dǎo)的EPC總承包單位可以利用自身優(yōu)勢或聘請相關(guān)專家，從初步設(shè)計階段到設(shè)計圖紙階段提出合理的設(shè)計方案，為建設(shè)單位的投資提供可靠的支撐。在加強(qiáng)設(shè)計方案的審查的基礎(chǔ)上，對各個系統(tǒng)的設(shè)計圖紙進(jìn)行細(xì)化、優(yōu)化，從而確保設(shè)計方案的合理性和可行性，并且可以為后續(xù)的施工提供依據(jù)，提前獲知施工中的部分難點、重點，做好綜合考慮，為后續(xù)實施階段的安全、質(zhì)量、進(jìn)度以及成本的控制增加保障、降低風(fēng)險，可以更好地按照預(yù)期順利實施。

3.2 實施階段的控制

智能化礦山工程實施階段涉及設(shè)計的優(yōu)化和變更、設(shè)備采購、現(xiàn)場施工和試運行4大方面。

（1）智能化礦山工程大多為已投產(chǎn)礦井的智能化建設(shè)，礦井在生產(chǎn)過程中存在許多不可控因素，例如：在綜合自動化監(jiān)控平臺建設(shè)中對原有生產(chǎn)數(shù)據(jù)的抓取、電力監(jiān)控系統(tǒng)新增設(shè)備的安裝和工業(yè)視屏在井下重要場所取電位置的確定、安全監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)與新建工業(yè)環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的接入等，原有系統(tǒng)在多年的生產(chǎn)過程中與原有設(shè)計發(fā)生了改變，而智能化的設(shè)計依據(jù)很多來自原有礦建中的設(shè)計，這樣就會導(dǎo)致智能化施工圖紙出現(xiàn)偏差，無法指導(dǎo)現(xiàn)場施工，使項目建設(shè)進(jìn)展緩慢，增加施工成本。設(shè)計院主導(dǎo)的EPC總承包單位在出現(xiàn)此類問題時，可以無縫與設(shè)計對接，及時調(diào)動對口專業(yè)設(shè)計人員到場進(jìn)行勘察，指導(dǎo)現(xiàn)場施工，有效地解決了因圖紙變更所導(dǎo)致的工期拖延以及窩工造成的人員成本增加。

（2）智能化礦山項目建設(shè)中，設(shè)備采購大約占到合同額的80%左右，設(shè)備的選型、設(shè)備供應(yīng)商的招標(biāo)工作繁重，尤其是針對一些采購周期較長的進(jìn)口設(shè)備和需要定制加工的設(shè)備，在設(shè)計院主導(dǎo)的EPC總承包單位可以利用本身優(yōu)勢在前期設(shè)計過程中完成設(shè)備選型，提前進(jìn)入招標(biāo)流程，加快設(shè)備的采購進(jìn)度，縮短設(shè)備供應(yīng)周期，達(dá)到設(shè)備到貨與安裝施工的完美銜接，保障項目順利實施。

（3）智能化礦山項目的施工與常規(guī)EPC總承包項目一樣，要綜合考慮項目的安全管理、質(zhì)量管理、進(jìn)度管理、成本管理。

打造安全礦山也是智能化礦山建設(shè)的初衷之一，所以項目安全建設(shè)也是項目管理的重中之重，在項目建設(shè)中礦井本身帶來的隱患如：礦井壓力造成的頂板下沉、水害造成的頂板不穩(wěn)定、無軌膠輪車在行使中造成的交通事故、生產(chǎn)與施工交叉作業(yè)造成的傷害和建設(shè)過程中施工帶來的動火作業(yè)引起的火災(zāi)、高處作業(yè)造成的墜落、自有設(shè)備使用過程中發(fā)生的機(jī)械傷害、施工人員安全意識不足，對礦井安全規(guī)定不遵守所帶來的人身傷害等都是管理重點，多年來的項目建設(shè)，EPC總承包單位也從項目的設(shè)計階段、施工階段、調(diào)試階段、收尾階段總結(jié)出一套完善的安全管理體系，規(guī)范安全管理人員的培訓(xùn)、委派以及工作流程，根據(jù)項目特點制訂安全措施、應(yīng)急預(yù)案、培訓(xùn)計劃、風(fēng)險報告，對項目的安全實施提供有力保障。

智能礦山項目的質(zhì)量管理大致分為設(shè)備質(zhì)量、施工質(zhì)量、成品保護(hù)、標(biāo)準(zhǔn)化施工等，如井下基于4G/5G的無線通信、人員定位和廣播融合系統(tǒng)，現(xiàn)場設(shè)備安裝數(shù)量和所用線纜較多，可能造成標(biāo)準(zhǔn)化低。對井下調(diào)度通信系統(tǒng)中的調(diào)度電話進(jìn)行破壞等，此類現(xiàn)象發(fā)生的原因往往是施工人員的麻痹大意、質(zhì)量意識較低和人員素質(zhì)偏低所造成，設(shè)計院主導(dǎo)EPC總承包單位的管理人員對圖紙的意圖理解能力較強(qiáng)，可依據(jù)圖紙、設(shè)計規(guī)范以及質(zhì)量規(guī)范對現(xiàn)場施工進(jìn)行指導(dǎo)，圖紙交底更為全面，技術(shù)性人才的高標(biāo)準(zhǔn)、高要求也是爭創(chuàng)精品工程的有利條件。

生產(chǎn)礦井智能化建設(shè)中的進(jìn)度控制難點在于與礦井生產(chǎn)的有效銜接、新老設(shè)備數(shù)據(jù)對接的進(jìn)展速度以及設(shè)備采購安裝速度與生產(chǎn)的有效銜接，項目管理人員可以充分利用設(shè)備檢修等時間，合理安排施工工序。例如項目中大數(shù)據(jù)平臺、綜合自動化監(jiān)控平臺的建設(shè)，存在大量的新老設(shè)備數(shù)據(jù)對接和新增設(shè)備數(shù)據(jù)的對接，工作量大，對作業(yè)人員技術(shù)水平要求高，類似系統(tǒng)就要發(fā)揮設(shè)計院的優(yōu)勢，利用專業(yè)設(shè)計人員長期駐場或精通設(shè)計的管理人員，對原有圖紙以及現(xiàn)場實際情況進(jìn)行分析，縮短溝通時間，更快地完成對接工作，設(shè)備采購工作可以在設(shè)計階段開始實施，控制項目的建設(shè)周期。

成本控制貫穿了項目建設(shè)的全周期，EPC總承包項目往往采用的是固定總價合同，智能化礦山的建設(shè)過程中又存在很多不確定因素，所以設(shè)計院主導(dǎo)的EPC總承包單位在此類項目中，既可以從設(shè)計源頭控制造價，也可以在施工過程中，通過現(xiàn)場實際情況對項目設(shè)計進(jìn)行合理優(yōu)化，減少設(shè)計浪費，合理配置資源，預(yù)防不必要的成本發(fā)生，減少成本支出，與建設(shè)單位在項目的建設(shè)中達(dá)到互利共贏[2]。實施過程中分包商的選擇也至關(guān)重要，采取公開招標(biāo)的方式選取資質(zhì)齊全、施工能力優(yōu)秀分包單位，可以在施工過程中選用經(jīng)濟(jì)合理的施工方案，減少施工浪費，有效控制成本。

3.3 試運行階段

智能化礦山項目的試運行是一個復(fù)雜的過程，其中系統(tǒng)繁雜，涉及專業(yè)多，如煤流運輸監(jiān)控系統(tǒng)需要對礦井井下、井上多條帶式輸送機(jī)實現(xiàn)統(tǒng)一控制，任何一個數(shù)據(jù)的中斷或者主要環(huán)網(wǎng)的中斷都會造成試運行的失敗，EPC總承包模式對于建設(shè)單位來說合同關(guān)系簡單，利于試運行期間的協(xié)調(diào)與溝通，對于設(shè)計院主導(dǎo)的EPC總承包單位來說，設(shè)計院的技術(shù)性人才儲備充足，在試運行階段各專業(yè)人員到場，對試運行進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，縮短了項目各子系統(tǒng)調(diào)試時間，同時大大增加了試運行的成功率，為項目的整體移交奠定基礎(chǔ)。

4.EPC總承包工程管理體系建設(shè)

現(xiàn)場項目部作為公司對外經(jīng)營管理的前沿陣地，整個項目的重要樞紐，需要與建設(shè)單位各部門、監(jiān)理單位、設(shè)計部門人員、工程總承包公司各職能部門、施工分包單位、供應(yīng)單位之間良好的溝通，根據(jù)項目的實際需求建立以項目經(jīng)理為主要負(fù)責(zé)人，配備項目副經(jīng)理、技術(shù)負(fù)責(zé)人、施工經(jīng)理、費控經(jīng)理、質(zhì)量經(jīng)理等管理人員組成的現(xiàn)場項目部，與公司安全部、工程部、設(shè)計部、造價部、采購部、綜合部等職能部門通力協(xié)作，建立安全、質(zhì)量、進(jìn)度、成本等完善的管理體系，對項目的設(shè)計、采購、施工等分包內(nèi)容建設(shè)全過程的嚴(yán)密監(jiān)督，確保整個工程項目建設(shè)按期、高效、高質(zhì)量完成。

在項目實施過程中，建立項目經(jīng)理責(zé)任制體系，明確管理目標(biāo)，建立完善的現(xiàn)場項目不得管理體系，設(shè)立獎勵制度，進(jìn)一步加強(qiáng)設(shè)計與總包深度融合，調(diào)動設(shè)計人員服務(wù)現(xiàn)場施工的積極性，激勵設(shè)計人員駐場服務(wù)，同時也可以提升現(xiàn)場管理人員的工作積極性。

5.人才培養(yǎng)計劃

智能化礦山作為國家能源板塊的主要發(fā)展方向，工程總承包管理中對復(fù)合型管理人才的需求較高，這需要智能化礦山工程總承包管理一方面發(fā)揮設(shè)計院工程與設(shè)計相融合的理念，加強(qiáng)自有設(shè)計人員與管理人員的交叉培養(yǎng)，利用多年積累的施工分包單位對項目管理人員和設(shè)計人員進(jìn)行教育培訓(xùn)加強(qiáng)對管理人員綜合素養(yǎng)和管理技能提升，培養(yǎng)出一批既懂設(shè)計又懂工程管理的全面人才。另一方面，結(jié)合市場需求加強(qiáng)對智能化礦山工程總承包管理復(fù)合型人才進(jìn)行引進(jìn)，對智能礦山工程總承包管理組織機(jī)構(gòu)不斷優(yōu)化，推進(jìn)其在智能化礦山工程建設(shè)與管理發(fā)展中的推廣應(yīng)用。

6.結(jié)語

智能化礦井EPC工程建設(shè)是一個系統(tǒng)工程，綜合性強(qiáng)、范圍廣，涉及礦井的生產(chǎn)、管理、執(zhí)行、決策等相關(guān)系統(tǒng)。在礦井智能化建設(shè)中應(yīng)用EPC總承包管理模式，整體協(xié)調(diào)項目現(xiàn)場、設(shè)計、技術(shù)和財務(wù)等職能部門，通過各職能部門之間有序緊密的協(xié)作，有效保證項目實施過程中各項工作穩(wěn)步進(jìn)行，最終達(dá)到項目管理制定的各項控制目標(biāo)，推動智能化礦山工程的順利建設(shè)，在能源市場中保持優(yōu)勢的市場地位。