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目前海洋工程平臺設計過程中,經常存在這樣一種問題,當一個專業的模型數據發生修改且未及時反饋到其他專業去時,這就導致了其他專業的模型出現問題。海洋工程裝備制造企業期望提高目前各專業的自動化設計程度,包括開孔、補孔、現場開孔和開孔變更以及板材余料的管理和模型信息的檢查,以提高各專業內部、專業之間的協同性,使得數據及時同步更新共享,整個信息的流動減少依靠設計人員人工的書面報告類溝通的過程。
2協同設計組織分析
大型海洋工程裝備的研制過程通常分為初步設計、詳細設計、生產設計和制造等4個階段,各個階段涉及到大量的部門和專業。協同設計過程中各部門之間的聯動如表1所示。為了使產品的式樣、配合性、裝配性、品質等問題早期發現、早期解決,提高圖紙正確率。在開發設計階段,船體、管系、舾裝、電氣、制造等相關人員聚到一起,共同探討圖紙問題并實施對策,以謀求品質水平提高及后工程對應方法。
3協同設計情景分析
以初步設計階段為例,如圖1所示,海洋工程裝備企業作為主制造商,根據市場調研和需求進行產品開發立項,開發團隊通過信息收集、分析,提出創意和初步方案。結合企業自身實際情況和產品功能特點,進行產品分解,尋找合作伙伴,主制造商確定設計要求和主要參數,供應商需要確認是否滿足企業所提出的設計要求和主要參數,經確認后,主制造商需要分析現有技術難點和產品成本,以及是否開發產品平臺。通過線上與供應商討論技術難點解決方案和產品成本是否滿足要求,最后確定是否有必要開發產品平臺方案。之后主制造商企業研發部門進行草圖設計并與設計院、供應商、客戶反復溝通,修正設計。
4協同設計層次分析
層次分析法是將每個大系統逐步分成小系統,主要是挖掘每個子系統過程中的任務都會對各個參與專業人員進行交叉,通過細分任務,可以找到任務之間的關系,各個專業人員之間的關系,最終通過各個相關專業的協同交互使得資源互補。經層次分析,在海洋工程裝備研制中各個專業的協同屬于“多項目—多層次”協同。以船體開孔為例,項目、各專業人員、產品任務層次之間的結構關系如圖2所示,從縱向看同一個專業(例如管系專業),參與電纜管道圖、查詢與套料、開補孔、現場開孔、開孔變更等任務;從橫向來看,某一子任務也可能由多個專業共同完成(例如,任務開補孔由管系、船體、舾裝共同實現)。可得到如下4個協同要素,即協同對象、協同場所、協同者、協同時間。1)協同對象。協同項目需要處理的信息包括:各專業的計劃、審核執行情況、時間和建議、資源利用情況、庫存情況等。2)協同場所。各專業通過協同平臺進行TRI⁃BON模型數據交互,主要采用3種工作方式,包括虛擬的集中工作方式、中立協同工作方式或者簡單的工作包交換工作方式等。船體專業人員需在完整的項目執行期內始終與其他專業人員保持緊密聯系,形成真正的虛擬專業聯盟,并以船體專業為核心,建立集中式項目管理平臺。各專業采用物理集中或者虛擬集中的方式與管理平臺相連,船體專業人員、舾裝專業人員、管系專業人員之間可對相關數據和信息來直接訪問,從名義上來集中工作。該協同方式具有高效率、高安全性的優勢。當船體開孔進入詳細設計階段后,不需要船體專業時刻與舾裝管系等專業保持緊密聯系,采用中立的協同工作方式以滿足各專業間協同的需要,以便基于虛擬的項目管理平臺實現。總部提供協同平臺,各專業訪問平臺,船體、舾裝、管系等專業之間數據與信息不直接交互,通過信息平臺數據庫的更新實現生產設計中各專業協同。這需要協同雙方在協同之前定義數據/信息接口,并保證進行的數據包雙方都可讀取。3)協同者。舾裝、管系、船體、電裝等專業人員由于責任不同,相互之間的制約合作關系各不相同,故通過互動溝通平臺來交流,使整個項目“和諧”運作。4)協同時間。在船體開孔的生產設計階段中管系、船體、舾裝、電裝等專業的協同下完成協議圖中的分段工序圖、板材套料圖、開孔加強圖、電纜管道圖,各種管理信息文件,例如:前期資料整理和系統配置;板材登記、查詢與套料,出報表;開孔計劃、開補孔、現場開孔、開孔變更,最后出圖紙,并通過平臺進行數據模型交互。
5協同設計互動分析
UML(UnifiedModelingLanguage)分析圖通過將協同過程的場景活動詳細的描述出來,畫出與之相對應的序列圖,從中取出事件或者活動的執行主角、信息傳遞方向等信息,結合后續協同信息流分析,可以構建出完整的協同應用場景。以船體開孔過程為例,抽取出各專業協同化的本質屬性,即本體由項目信息、協同流程、組織機構及文檔組成。部門分為專業類型、專業角色以及專業層級。協同流程的本體則由計劃、活動、協同過程狀態和協同過程流組成。計劃的安排囊括了內部計劃、協同計劃、時間節點;活動為組成任務的各個基本活動單元,包括如圖3所示:矩形上方輸入信息、矩形下方輸出信息、上級活動和本活動細節以及活動發生的先后次序。當開孔計劃存在著問題(比如遺漏孔)或者孔的位置出現錯誤等要進行開孔變更或者補孔時,協同設計互動如圖4所示。在規定期限內船體專業根據管系、電裝、舾裝等專業要求的預開孔和預加強原則和相關信息,駁回舾裝專業的開孔計劃,舾裝專業需要進行檢查并且重新申請補孔計劃或者開孔變更計劃,與此同時還要通知管系、電裝等專業。船體專業人員對申請補孔計劃或者開孔變更計劃進行確認,并更新信息平臺中的Tribon模型信息。最終信息更新后反饋給各專業。通過平臺獲取開孔信息后,各專業進行活動間所依存關系的溝通并獲得反饋,優先是信息傳遞到協同項目管理平臺,其次接受信息并處理信息,通常方法是確認或者拒絕、刪除或者更改,最后把信息更新給所有需求專業人員。
6示例驗證
以船體零部件設計數據同步為例,船體零部件數據功能可以同步指定分段的船體零部件數據到系統中間數據庫,以完成以下任務:1)根據分段或模塊號,從Tribon系統中將最新的船體零部件數據同步至數據庫中,系統自動生成新版本;2)根據搜索條件,查詢最新版本的船體零部件數據;3)支持船體零部件數據的導出功能。【船體零部件數據】同步的操作步驟如下:1)從“系統目錄”->“設計數據同步”進入【船體零部件數據】界面(見圖5);2)在圖5所示“同步信息”區域中,選擇需要同步的零部件模塊名或分段號;3)如圖6所示,在彈出的“分段及模塊”篩選器窗口中,可通過模糊查詢,快速檢索到具體的模塊名或分段號,如:輸入“10%”可檢索出以“10”開頭的所有模塊名或分段號。根據搜索出來的結果,點擊具體的模塊名或分段號,同時“分段及模塊”篩選器窗口將自動關閉,返回到【船體零部件數據】界面;4)在【同步船體零部件數據】界面中(見圖7),即可看到已選擇的分段或模塊,然后再點擊【同步船體零部件數據】按鈕,將Tribon系統中符合要求的最新船體零部件數據同步到協同設計平臺中。5)若數據同步成功,如圖8所示,則在【船體零部件數據】界面中可查看已同步成功的數據,統將自動生成新版本,同時還將本次同步的數據和上次版本進行對比,在“調整標記”中記錄其變更狀態。
7結束語
關鍵要:海洋石油工程;作業危險評估法;安全;風險管理本文主要從風險管理為切入點,結合海洋工程企業中的項目為依托,對項目在施工過程中的風險進行分析并提出風險規避方法從而有效的避免風險的發生。
一、海洋工程項目風險的識別
(一)工程項目風險的定義及特點
海洋工程項目風險則是指在項目的策劃、設計、建造、安裝、調試以及后期投入使用各個階段可能面對的損失。項目的風險在任何項目的任何過程中都會存在。如果不能有效的對項目的風險進行控制,可能會造成項目在實施的過程中出現失控現象,從而導致延長工期、增加成本、甚至項目失敗影響企業聲譽。任何海洋工程項目都有一次性、獨特性和創新性的特點,項目風險也具有隨機性、相對可預測性、漸進性、階段性、突發性等特點。
(二)工程項目風險的分類
根據海洋石油項目的整體特點,基本可以分為可控風險和不可控風險兩大類。可控風險指的是以人的主觀能力可以控制住的風險,這些風險都可以有效的避免或者可以提前采取一定的措施進行預防,比如施工風險、安全風險、技術風險等等;不可控風險指的是客觀存在的,不以人的意志為轉移的風險,一般不能有效的規避或者采取預防的措施,例如政治風險、經濟風險、自然災害等等。
(三)海洋工程項目風險的識別
海洋工程的項目與傳統的土建項目有著明顯的區別,海洋工程的項目交叉作業多、涉及專業多、作業環境復雜、參與人員及設備較多等特點,那么在項目的運行過程中,如何對風險進行有效的控制,首先要對項目的風險進行識別,分析出屬于哪類風險,這就要求首先做好風險的識別。以海上組塊的安裝為例,根據海上安裝的施工方案,將該組塊的海上安裝過程分為“作業船就位、拋錨”、“組塊掛扣”、“固定切割”、“組塊起吊”、“組塊就位”及“組塊固定”這幾個過程,通過對每個過程中參與作業的設備、人員及外部環境的研究,識別出了每個過程中的安全風險因素。如作業船就位、拋錨過程,參與的機具船舶有:發電機、絞車、錨機、通訊設備、兩條輔助船舶及相關設施。參與人員有:作業船及輔助船船員、定位人員、指揮員。因此這個過程中可能的風險有:發電機及絞車故障、通訊設備故障、人員誤操作、未按方案布錨、走錨等風險。同理可以得到其他幾個作業過程的風險因素。因此有效的識別風險,是為了風險評估、風險應對和風險監控提供強有力的基礎。
二、海洋工程項目風險的評估
在項目風險識別之后馬上要對項目的風險進行評估,對項目所有的不確定的風險因素進行全面的分析識別后進行綜合評價,區分出可控風險和不可控風險。如果有必要需要建立風險模型,通過專家分析進行風險評估并制定有效的方法進行應對。
(一)項目風險的評估的方法
項目的評估方法有很多種,例如作業危險評估法、期望值法、事故樹分析法、敏感性分析法、模糊數學法等,而海洋工程項目中一般采用的評估方法是作業危險評估法(LEC法)。
(二)海洋項目風險評估
以海上平臺安裝為例,在海上平臺的安裝過程中,相關人員識別出在施工的過程中存在某種突發安全風險后,應該立即組織專家組對該風險進行評估,通過對“事故的不可預測性”、“措施的無效狀態”、“人員暴露在危險環境下的頻度”、“事故可能損失后果”的等等各個方面進行有效的評估,得到了風險因素的危險程度值及危險等級,為下一步風險的應對提供基礎。
三、海洋工程項目風險的應對
(一)海洋工程項目風險的應對的方法
在風險評估完成后,為了保證項目的順利進行,就需要專家組提出應對風險的措施和方法,應對風險的方式多種多樣,但籠統的歸納后有以下兩種:1、控制方法,及發現風險后提出有效的手段進行控制從而降低風險,主要以風險回避、風險遏制和風險轉移等手段。一般情況下對于海洋工程中的可控風險,一般都會采用這種手段進行控制。2、利用財務手段。在海洋工程領域,大多數情況下業主都會要求分包商進行購買海事保險的方式進行風險分攤,尤其是在重大設備設施的運輸、吊裝等作業行為前,都需購買保險釆用財務的手段將項目風險進行轉嫁。
(二)海洋工程項目風險的應對的原則
1、風險應對有針對性原則。在項目進行中,所采取的每一項措施都必須有針對性,否則勢必會浪費企業資源。2、風險應對可操作原則。在發現風險后在經過專家組的論證后制定的每一項應對措施中都必須可操作性,不應僅僅停留在紙面上,否則對防范風險沒有任何意義。3、風險應對最大執行力原則。在經過專家組的論證后制定的每一項應對措施后,應引起項目經理的足夠重視,從項目高層著手保證這些控制措施發揮其應有的效用。4、風險應對全面原則。一般海洋工程項目的風險具有多樣性,復雜化等特點,必須全面的指定有效的措施,需要采取多樣的方法從不同角度對其予以全面控制。5、風險應對措施與經濟成本相協調原則。在選擇風險控制措施時,在相同效果的前提下采取成本較低方案。6、風險應對能力導向原則。控制安全風險時,主要以預防為主,在能力范圍內可消除的必須進行處理,無法消除的最大化的削弱風險。
四、海洋工程項目風險的監控
(一)項目風險監控的概念
項目風險的監控是在對項目風險管理指定相關措施后對風險管理過程中的監視和控制。
(二)項目風險監控的目標
在項目風險監控措施的實施的過程中,都應該達到一些目標,這些目標包括:及早識別是否還有新的風險,避免已經發現的風險發生、減少風險發生后帶來的損失、總結經驗教訓在本文中項目風險監控雖然處于項目風險管理的最末端,但是風險監控是貫穿于項目整個過程中的,因此建立一套可行的項目風險監控系統是必不可少的措施,也是風險監控的關鍵所在。
本文在綜合考慮海洋石油工程項目特點及各類分析方法適應性的基礎上,對組塊的海上吊裝安裝過程進行風險管理研究,依此建立了風險源及風險識別、評估表,并基于盡早的識別風險,盡可能避免項目進行中事故的發生以及降低項目風險發生以后所產生的不利后果的目的,建立了兼具科學性和可操作性的項目安全風險監控系統。海洋工程項目的安全風險管理與對組塊海上安裝過程的安全風險管理類似,需要對全過程的作業信息進行收集并處理,識別出項目進行過程中的安全風險,并針對性的進行應對,然后評估每個風險因素的危險性及風險等級。若應對后的風險等級仍然較高,那就需要采取整改措施進行整改,若風險等級較低,則代表風險受到控制,可以繼續作業。對風險識別、風險評估及風險應對的全過程實施風險監控,確保識別出所有的安全,且風險的應對措施能夠被有效的實施,或對應對措施效果不好的風險進行整改。從而保證項目內每個風險因素都能受到有效控制。
作者:王增 孫詩杰 曹德明 單位:海洋石油工程股份有限公司
參考文獻
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21世紀是海洋的世紀,開發海洋資源、發展海洋經濟是開拓人類發展空間的必然選擇,也是國家戰略安全的重要保障。杭州電子科技大學自本世紀初以來在深海探測機電裝備、海洋流體工程、船舶動力、港口物流等諸多研究領域均展開了多項科學研究與探索,經過多年的發展與積累,杭州電子科技大學于2011年正式成立海洋工程系。目前,該系已建立起一支以潘華辰教授、陳國金教授、周東輝教授、朱澤飛教授等學科骨干為首,整體實力較強的學術教研隊伍,現有教師25人,其中教授6人,副教授10人,具有博士學位的教師24人,列入浙江省“百人計劃”1人,浙江省“151人才”9人,并且擁有“輪機與港口機械技術”浙江省重點科技創新團隊以及“海洋機電裝備技術”浙江省教育廳科技創新團隊。
杭州電子科技大學海洋工程系,依托于杭州電子科技大學機械工程學院組建而成,現擁有浙江省重中之重學科“海洋機電裝備技術”、浙江省重點學科“輪機工程”、“海洋與船港機械裝備技術”二級學科碩士學位點,并開設了“海洋工程與技術”本科專業。目前已形成以“海洋機電”為主要特色,以“海洋機電裝備技術”、“船港機械裝備技術”以及“海洋工程流體動力學”等三個學科為主要發展方向的學科體系,在大功率船用柴油機的設計與控制技術、水下多通道低功耗高阻抗數據采集技術、海洋環境全斷面自動監測技術、深海探測電視抓斗技術以及人工上升流技術等方面具有明顯的特色和優勢,研究成果處于國內領先、國際先進水平。
海洋工程系目前建有“船港機械裝備技術研究”浙江省重點實驗室,“船用動力產業”浙江省技術創新戰略聯盟,現有總值3000余萬元的實驗儀器設備,實驗室面積2200平方米,圖書資料17.5萬冊。形成了一個較為完善的科學研究和本科生、研究生培養體系以及開展科技創新的平臺。近三年,獲國家技術發明獎二等獎1項:國家級項目21項;發明專利21項;三大檢索論文一百余篇。
未來杭州電子科技大學海洋工程系將把握歷史發展機遇,遵從“團結、勤奮、求實、創新”的辦學及研究理念,努力為國家海洋科技與經濟發展培養高素質人才,創造高水平成果。
英文名稱:Ship & Boat
主管單位:中國船舶工業集團公司
主辦單位:中國船舶及海洋工程設計研究院
出版周期:季刊
出版地址:上海市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1001-9855
國內刊號:31-1561/U
郵發代號:
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1990
期刊收錄:
核心期刊:
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽:
聯系方式
英文名稱:Ship & Ocean Engineering
主管單位:湖北省科學技術協會
主辦單位:武漢造船工程學會;武漢理工大學
出版周期:雙月刊
出版地址:湖北省武漢市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1671-7953
國內刊號:42-1645/U
郵發代號:
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1972
期刊收錄:
核心期刊:
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽:
聯系方式