FPSO建造后行階段的精細(xì)化作業(yè)分解

高 霆,王炬成,周 紅,李續(xù)鵬

(1.江蘇科技大學(xué) 船舶與海洋工程學(xué)院,鎮(zhèn)江 212100)

(2.江蘇現(xiàn)代造船技術(shù)有限公司,鎮(zhèn)江 212003)

(floating production storage and offloading,FPSO)是可對(duì)原油進(jìn)行初步加工并存儲(chǔ)的浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置,其結(jié)構(gòu)、工藝復(fù)雜,建造成本高[1-2].FPSO的建造涵蓋詳細(xì)設(shè)計(jì)到生產(chǎn)調(diào)試的全過程,建造過程面臨較多困難:大量的特殊結(jié)構(gòu)使得建造作業(yè)更為繁瑣;FPSO設(shè)計(jì)包括船體、油氣處理模塊和單點(diǎn)(或多點(diǎn))系泊部分,復(fù)雜程度遠(yuǎn)高于普通油船;FPSO建造后行階段,重大設(shè)備和上部模塊的功能調(diào)試是一大挑戰(zhàn)[3-5].FPSO外形類似油船,但比油船要復(fù)雜很多,它兼具生產(chǎn)、儲(chǔ)油和卸油的功能,涉及的復(fù)雜系統(tǒng)包括系泊定位系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、油氣處理系統(tǒng)、儲(chǔ)油與外輸系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)等.FPSO建造后行階段,調(diào)試工作是一大難點(diǎn),涵蓋船體調(diào)試、上部模塊單機(jī)調(diào)試、集成調(diào)試以及海上調(diào)試等,需要針對(duì)各個(gè)系統(tǒng),進(jìn)行檢查、測(cè)試及功能試驗(yàn),檢查系統(tǒng)的完整性,確保系統(tǒng)功能滿足生產(chǎn)要求[6-8].受限于后行調(diào)試沒有相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)工作包,現(xiàn)階段各大船企多以“以包代管”將后行的調(diào)試工作外包給分包商,常常出現(xiàn)人力資源分配不均、管理不協(xié)調(diào)的情況.隨著精益化造船模式的提出,國(guó)內(nèi)諸多學(xué)者對(duì)船舶生產(chǎn)過程中的精細(xì)化作業(yè)分解方法進(jìn)行研究,文獻(xiàn)[9]按照系統(tǒng)/區(qū)域/類型/階段4大基本要素,提出了一種精益造船的作業(yè)分解方法;文獻(xiàn)[10]根據(jù)階段、區(qū)域、類型、系統(tǒng)4個(gè)特征,對(duì)后行作業(yè)任務(wù)進(jìn)行了分解;文獻(xiàn)[11]針對(duì)后行階段作業(yè)特點(diǎn),基于產(chǎn)品導(dǎo)向型工程分解原理,開展了船舶后行作業(yè)的工程分解研究.精細(xì)化生產(chǎn)方式能夠有效提高FPSO的建造效率,而精細(xì)化作業(yè)分解是精細(xì)化生產(chǎn)的重要前提.上述文獻(xiàn)開展了船舶生產(chǎn)過程中的精細(xì)化作業(yè)分解方法研究,但未針對(duì)性地開展FPSO后行階段的作業(yè)分解研究,因此,為提高FPSO的后行階段作業(yè)效率,以產(chǎn)品導(dǎo)向型分解結(jié)構(gòu)(product-oriented work breakdown structure,PWBS)為基礎(chǔ),開展FPSO建造后行階段的作業(yè)分解研究.

1 PWBS精細(xì)化作業(yè)分解結(jié)構(gòu)

1.1 各個(gè)作業(yè)階段的分解層次

PWBS分解結(jié)構(gòu)以FPSO不同建造階段的中間產(chǎn)品為導(dǎo)向,從縱向和橫向兩個(gè)維度進(jìn)行精細(xì)化作業(yè)分解.橫向分解以船舶生產(chǎn)的作業(yè)階段進(jìn)行劃分,包括先行作業(yè)階段的分段分解結(jié)構(gòu)(block work breakdown structure,BWBS)、搭載階段的總段分解結(jié)構(gòu)(erection work breakdown structure,EWBS)和區(qū)域分解結(jié)構(gòu)(zone work breakdown structure,ZWBS),以及后行作業(yè)階段的系統(tǒng)分解結(jié)構(gòu)(system work breakdown structure,SWBS).

FPSO建造各個(gè)階段的分解,遵循中間產(chǎn)品建造順序,結(jié)合船廠生產(chǎn)組織形式,按照由大到小的層次進(jìn)行.圖1為FPSO建造各個(gè)階段的分解層次,依次為PWBS元素(中間產(chǎn)品)→WP(work package,工作包)→WO(work order,派工單),體現(xiàn)了任務(wù)分解的精細(xì)化[12].

圖1 PWBS分解層次示意

1.2 精細(xì)化作業(yè)分解原則

WO/WP精細(xì)化作業(yè)任務(wù)的分解是以PWBS分解模式為基礎(chǔ),以各階段中的作業(yè)任務(wù)為依據(jù),再根據(jù)作業(yè)類型按一定層次分解為工作包WP,然后將WP繼續(xù)細(xì)化分解成派工單WO對(duì)應(yīng)到具體班組,并將派工單信息反饋給工作包.船舶建造過程中的生產(chǎn)管理以及信息分析以任務(wù)包為基本單位,這樣的方式能夠?qū)崟r(shí)跟蹤生產(chǎn)動(dòng)態(tài),有效控制工程的進(jìn)度、資源、工時(shí)等,從而不斷提高生產(chǎn)效率,縮短建造周期,降低造船成本[13].

(1) 各層次上(PWBS元素→WP→WO)必須包含所有必要的組成部分,重點(diǎn)提升中間產(chǎn)品完整性、連續(xù)性和作業(yè)過程可控性;

(2) 分解層次分明,反映到計(jì)劃制定階段,各層計(jì)劃相互關(guān)聯(lián),下層計(jì)劃與上層計(jì)劃存在對(duì)應(yīng)關(guān)系,并受上一層計(jì)劃的制約;

(3) 工作包WP盡可能安排到獨(dú)立區(qū)域、獨(dú)立班組作業(yè),一般不跨階段、不跨區(qū)域、不跨作業(yè)類型.每個(gè)工作包所包涵蓋的信息主要包括:完成該工作所需的物量、人工和工時(shí)、作業(yè)的開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間、施工人員和施工地點(diǎn)等[14];

(4) 生產(chǎn)部門可以對(duì)WP工作包的劃分進(jìn)行調(diào)整,可以根據(jù)船型、設(shè)計(jì)及生產(chǎn)情況的不同,將副工種劃分為實(shí)際工作包,并安排實(shí)際工作包計(jì)劃;

(5) 工作包不包括配料、駕駛、搬運(yùn)、往返配送、各類返工改樣、等間接工種作業(yè).

1.3 PWBS精細(xì)化作業(yè)分解的基本要素

PWBS以中間產(chǎn)品為導(dǎo)向,進(jìn)行精細(xì)化任務(wù)分解,將作業(yè)任務(wù)分解到可以對(duì)應(yīng)到班組的WO[15].因此,中間產(chǎn)品的生產(chǎn)特征分類(作業(yè)階段、作業(yè)類型、作業(yè)區(qū)域和作業(yè)系統(tǒng))也就是PWBS的分解基礎(chǔ).

作業(yè)階段分為內(nèi)場(chǎng)階段、預(yù)舾裝、總組階段、船塢搭載、碼頭舾裝和單元生產(chǎn)階段.

作業(yè)類型分為船體、舾裝、涂裝和后行調(diào)試,舾裝又分為制作和安裝.每種作業(yè)類型在不同的作業(yè)階段按主工種和副工種分解具體作業(yè).船體作業(yè)主工種分為加工、組立和搭載,副工種為具體工種,如切割加工、預(yù)處理、小組立、中組立、大組立、支援劃線、總組、搭載等;舾裝制作主工種主要為鐵舾、電舾、單元制作等,副工種為制作、組裝、后處理等;舾裝安裝主工種主要為管子安裝、鐵舾安裝、船室安裝、機(jī)械安裝、電裝、模塊安裝、單元安裝等,副工種為具體的安裝類型;涂裝作業(yè)主工種為沖砂和涂漆,副工種為船體沖砂涂漆、特殊沖砂涂漆、鐵舾件沖砂涂漆、修補(bǔ)打磨等;后行調(diào)試主工種主要為系統(tǒng)效用,副工種為設(shè)備效用、系統(tǒng)完整性.

作業(yè)區(qū)域是船上的功能區(qū)域和生產(chǎn)的作業(yè)區(qū)域,通常分為艉部區(qū)域、機(jī)艙區(qū)域、貨艙區(qū)域、艏部區(qū)域、上建區(qū)域和模塊區(qū)域.

作業(yè)系統(tǒng)按照不同的專業(yè)方向分為輪機(jī)系統(tǒng)、舾裝系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、冷空通系統(tǒng)等.

2 后行作業(yè)的分解

2.1 后行階段SWBS的總體結(jié)構(gòu)

SWBS是以全船各個(gè)系統(tǒng)作為中間產(chǎn)品并以其完整性為導(dǎo)向進(jìn)行分解的.區(qū)域完整性是保證系統(tǒng)完整性的前提,系統(tǒng)完整性的目的是系統(tǒng)和設(shè)備功能的調(diào)試與效用.圖2為系統(tǒng)分解結(jié)構(gòu)SWBS.

圖2 SWBS分解結(jié)構(gòu)示意

2.2 后行作業(yè)WO/WP編碼結(jié)構(gòu)

針對(duì)繁雜的后行系統(tǒng)/設(shè)備的調(diào)試作業(yè),為了確保工作包的唯一性,編制的編碼結(jié)構(gòu)如圖3,便于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員能夠快速高效的鎖定作業(yè)內(nèi)容.

圖3 后行調(diào)試作業(yè)WO/WP編碼

2.3 后行階段WP的分解

后行作業(yè)定義為系統(tǒng)完整性作業(yè),貫穿船舶下水前后到交船階段,作業(yè)重點(diǎn)是保證系統(tǒng)完整性及設(shè)備功能完整性.圖4為系統(tǒng)分解結(jié)構(gòu)SWBS的WP分解結(jié)構(gòu)示意.

圖4 SWBS的WP分解結(jié)構(gòu)示意

以通用型FPSO為例,其后行調(diào)試作業(yè)任務(wù)的分解方式如表1.

表1 后行系統(tǒng)調(diào)試作業(yè)的WP分解

2.4 后行階段WO的分解

表2為后行系統(tǒng)調(diào)試作業(yè)的WO分解.

表2 后行系統(tǒng)調(diào)試作業(yè)的WO分解

WO的分解是將不同的工作包WP分解為以施工班組作業(yè)為單位的最小生產(chǎn)作業(yè)單位,并對(duì)WO進(jìn)行描述,定義作業(yè)物量及單位、計(jì)劃工時(shí)和所屬部門等.WO的派發(fā)是對(duì)應(yīng)到班組的,因船舶系統(tǒng)錯(cuò)綜復(fù)雜且相互之間聯(lián)系緊密,所以在WO的派發(fā)時(shí)多是一組多能,這樣既可縮減人員成本也可提高作業(yè)效率.

3 結(jié)論

FPSO建造后行階段,面臨重大設(shè)備和上部模塊的功能調(diào)試等挑戰(zhàn),為提高FPSO后行階段作業(yè)效率,文中開展FPSO建造后行階段的精細(xì)化作業(yè)分解研究,為FPSO后行階段的精細(xì)化作業(yè)提供可行性方案.

(1) 基于產(chǎn)品導(dǎo)向型作業(yè)分解結(jié)構(gòu),結(jié)合FPSO建造后行階段的實(shí)際作業(yè)內(nèi)容,提出了FPSO后行階段的SWBS,為后行階段WO、WP的分解提供了元素基礎(chǔ).

(2) 以系統(tǒng)/設(shè)備為單位,制定FPSO的后行作業(yè)階段編碼規(guī)則,對(duì)后行調(diào)試作業(yè)進(jìn)行了WO、WP分解,實(shí)現(xiàn)了FPSO建造后行階段的精細(xì)化任務(wù)分解,為FPSO后行階段的精細(xì)化作業(yè)提供了一定的參考價(jià)值.