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目前海洋工程平台设计过程中,经常存在这样一种问题,当一个专业的模型数据发生修改且未及时反馈到其他专业去时,这就导致了其他专业的模型出现问题。海洋工程装备制造企业期望提高目前各专业的自动化设计程度,包括开孔、补孔、现场开孔和开孔变更以及板材余料的管理和模型信息的检查,以提高各专业内部、专业之间的协同性,使得数据及时同步更新共享,整个信息的流动减少依靠设计人员人工的书面报告类沟通的过程。
2协同设计组织分析
大型海洋工程装备的研制过程通常分为初步设计、详细设计、生产设计和制造等4个阶段,各个阶段涉及到大量的部门和专业。协同设计过程中各部门之间的联动如表1所示。为了使产品的式样、配合性、装配性、品质等问题早期发现、早期解决,提高图纸正确率。在开发设计阶段,船体、管系、舾装、电气、制造等相关人员聚到一起,共同探讨图纸问题并实施对策,以谋求品质水平提高及后工程对应方法。
3协同设计情景分析
以初步设计阶段为例,如图1所示,海洋工程装备企业作为主制造商,根据市场调研和需求进行产品开发立项,开发团队通过信息收集、分析,提出创意和初步方案。结合企业自身实际情况和产品功能特点,进行产品分解,寻找合作伙伴,主制造商确定设计要求和主要参数,供应商需要确认是否满足企业所提出的设计要求和主要参数,经确认后,主制造商需要分析现有技术难点和产品成本,以及是否开发产品平台。通过线上与供应商讨论技术难点解决方案和产品成本是否满足要求,最后确定是否有必要开发产品平台方案。之后主制造商企业研发部门进行草图设计并与设计院、供应商、客户反复沟通,修正设计。
4协同设计层次分析
层次分析法是将每个大系统逐步分成小系统,主要是挖掘每个子系统过程中的任务都会对各个参与专业人员进行交叉,通过细分任务,可以找到任务之间的关系,各个专业人员之间的关系,最终通过各个相关专业的协同交互使得资源互补。经层次分析,在海洋工程装备研制中各个专业的协同属于“多项目—多层次”协同。以船体开孔为例,项目、各专业人员、产品任务层次之间的结构关系如图2所示,从纵向看同一个专业(例如管系专业),参与电缆管道图、查询与套料、开补孔、现场开孔、开孔变更等任务;从横向来看,某一子任务也可能由多个专业共同完成(例如,任务开补孔由管系、船体、舾装共同实现)。可得到如下4个协同要素,即协同对象、协同场所、协同者、协同时间。1)协同对象。协同项目需要处理的信息包括:各专业的计划、审核执行情况、时间和建议、资源利用情况、库存情况等。2)协同场所。各专业通过协同平台进行TRI⁃BON模型数据交互,主要采用3种工作方式,包括虚拟的集中工作方式、中立协同工作方式或者简单的工作包交换工作方式等。船体专业人员需在完整的项目执行期内始终与其他专业人员保持紧密联系,形成真正的虚拟专业联盟,并以船体专业为核心,建立集中式项目管理平台。各专业采用物理集中或者虚拟集中的方式与管理平台相连,船体专业人员、舾装专业人员、管系专业人员之间可对相关数据和信息来直接访问,从名义上来集中工作。该协同方式具有高效率、高安全性的优势。当船体开孔进入详细设计阶段后,不需要船体专业时刻与舾装管系等专业保持紧密联系,采用中立的协同工作方式以满足各专业间协同的需要,以便基于虚拟的项目管理平台实现。总部提供协同平台,各专业访问平台,船体、舾装、管系等专业之间数据与信息不直接交互,通过信息平台数据库的更新实现生产设计中各专业协同。这需要协同双方在协同之前定义数据/信息接口,并保证进行的数据包双方都可读取。3)协同者。舾装、管系、船体、电装等专业人员由于责任不同,相互之间的制约合作关系各不相同,故通过互动沟通平台来交流,使整个项目“和谐”运作。4)协同时间。在船体开孔的生产设计阶段中管系、船体、舾装、电装等专业的协同下完成协议图中的分段工序图、板材套料图、开孔加强图、电缆管道图,各种管理信息文件,例如:前期资料整理和系统配置;板材登记、查询与套料,出报表;开孔计划、开补孔、现场开孔、开孔变更,最后出图纸,并通过平台进行数据模型交互。
5协同设计互动分析
UML(UnifiedModelingLanguage)分析图通过将协同过程的场景活动详细的描述出来,画出与之相对应的序列图,从中取出事件或者活动的执行主角、信息传递方向等信息,结合后续协同信息流分析,可以构建出完整的协同应用场景。以船体开孔过程为例,抽取出各专业协同化的本质属性,即本体由项目信息、协同流程、组织机构及文档组成。部门分为专业类型、专业角色以及专业层级。协同流程的本体则由计划、活动、协同过程状态和协同过程流组成。计划的安排囊括了内部计划、协同计划、时间节点;活动为组成任务的各个基本活动单元,包括如图3所示:矩形上方输入信息、矩形下方输出信息、上级活动和本活动细节以及活动发生的先后次序。当开孔计划存在着问题(比如遗漏孔)或者孔的位置出现错误等要进行开孔变更或者补孔时,协同设计互动如图4所示。在规定期限内船体专业根据管系、电装、舾装等专业要求的预开孔和预加强原则和相关信息,驳回舾装专业的开孔计划,舾装专业需要进行检查并且重新申请补孔计划或者开孔变更计划,与此同时还要通知管系、电装等专业。船体专业人员对申请补孔计划或者开孔变更计划进行确认,并更新信息平台中的Tribon模型信息。最终信息更新后反馈给各专业。通过平台获取开孔信息后,各专业进行活动间所依存关系的沟通并获得反馈,优先是信息传递到协同项目管理平台,其次接受信息并处理信息,通常方法是确认或者拒绝、删除或者更改,最后把信息更新给所有需求专业人员。
6示例验证
以船体零部件设计数据同步为例,船体零部件数据功能可以同步指定分段的船体零部件数据到系统中间数据库,以完成以下任务:1)根据分段或模块号,从Tribon系统中将最新的船体零部件数据同步至数据库中,系统自动生成新版本;2)根据搜索条件,查询最新版本的船体零部件数据;3)支持船体零部件数据的导出功能。【船体零部件数据】同步的操作步骤如下:1)从“系统目录”->“设计数据同步”进入【船体零部件数据】界面(见图5);2)在图5所示“同步信息”区域中,选择需要同步的零部件模块名或分段号;3)如图6所示,在弹出的“分段及模块”筛选器窗口中,可通过模糊查询,快速检索到具体的模块名或分段号,如:输入“10%”可检索出以“10”开头的所有模块名或分段号。根据搜索出来的结果,点击具体的模块名或分段号,同时“分段及模块”筛选器窗口将自动关闭,返回到【船体零部件数据】界面;4)在【同步船体零部件数据】界面中(见图7),即可看到已选择的分段或模块,然后再点击【同步船体零部件数据】按钮,将Tribon系统中符合要求的最新船体零部件数据同步到协同设计平台中。5)若数据同步成功,如图8所示,则在【船体零部件数据】界面中可查看已同步成功的数据,统将自动生成新版本,同时还将本次同步的数据和上次版本进行对比,在“调整标记”中记录其变更状态。
7结束语
关键要:海洋石油工程;作业危险评估法;安全;风险管理本文主要从风险管理为切入点,结合海洋工程企业中的项目为依托,对项目在施工过程中的风险进行分析并提出风险规避方法从而有效的避免风险的发生。
一、海洋工程项目风险的识别
(一)工程项目风险的定义及特点
海洋工程项目风险则是指在项目的策划、设计、建造、安装、调试以及后期投入使用各个阶段可能面对的损失。项目的风险在任何项目的任何过程中都会存在。如果不能有效的对项目的风险进行控制,可能会造成项目在实施的过程中出现失控现象,从而导致延长工期、增加成本、甚至项目失败影响企业声誉。任何海洋工程项目都有一次性、独特性和创新性的特点,项目风险也具有随机性、相对可预测性、渐进性、阶段性、突发性等特点。
(二)工程项目风险的分类
根据海洋石油项目的整体特点,基本可以分为可控风险和不可控风险两大类。可控风险指的是以人的主观能力可以控制住的风险,这些风险都可以有效的避免或者可以提前采取一定的措施进行预防,比如施工风险、安全风险、技术风险等等;不可控风险指的是客观存在的,不以人的意志为转移的风险,一般不能有效的规避或者采取预防的措施,例如政治风险、经济风险、自然灾害等等。
(三)海洋工程项目风险的识别
海洋工程的项目与传统的土建项目有着明显的区别,海洋工程的项目交叉作业多、涉及专业多、作业环境复杂、参与人员及设备较多等特点,那么在项目的运行过程中,如何对风险进行有效的控制,首先要对项目的风险进行识别,分析出属于哪类风险,这就要求首先做好风险的识别。以海上组块的安装为例,根据海上安装的施工方案,将该组块的海上安装过程分为“作业船就位、抛锚”、“组块挂扣”、“固定切割”、“组块起吊”、“组块就位”及“组块固定”这几个过程,通过对每个过程中参与作业的设备、人员及外部环境的研究,识别出了每个过程中的安全风险因素。如作业船就位、抛锚过程,参与的机具船舶有:发电机、绞车、锚机、通讯设备、两条辅助船舶及相关设施。参与人员有:作业船及辅助船船员、定位人员、指挥员。因此这个过程中可能的风险有:发电机及绞车故障、通讯设备故障、人员误操作、未按方案布锚、走锚等风险。同理可以得到其他几个作业过程的风险因素。因此有效的识别风险,是为了风险评估、风险应对和风险监控提供强有力的基础。
二、海洋工程项目风险的评估
在项目风险识别之后马上要对项目的风险进行评估,对项目所有的不确定的风险因素进行全面的分析识别后进行综合评价,区分出可控风险和不可控风险。如果有必要需要建立风险模型,通过专家分析进行风险评估并制定有效的方法进行应对。
(一)项目风险的评估的方法
项目的评估方法有很多种,例如作业危险评估法、期望值法、事故树分析法、敏感性分析法、模糊数学法等,而海洋工程项目中一般采用的评估方法是作业危险评估法(LEC法)。
(二)海洋项目风险评估
以海上平台安装为例,在海上平台的安装过程中,相关人员识别出在施工的过程中存在某种突发安全风险后,应该立即组织专家组对该风险进行评估,通过对“事故的不可预测性”、“措施的无效状态”、“人员暴露在危险环境下的频度”、“事故可能损失后果”的等等各个方面进行有效的评估,得到了风险因素的危险程度值及危险等级,为下一步风险的应对提供基础。
三、海洋工程项目风险的应对
(一)海洋工程项目风险的应对的方法
在风险评估完成后,为了保证项目的顺利进行,就需要专家组提出应对风险的措施和方法,应对风险的方式多种多样,但笼统的归纳后有以下两种:1、控制方法,及发现风险后提出有效的手段进行控制从而降低风险,主要以风险回避、风险遏制和风险转移等手段。一般情况下对于海洋工程中的可控风险,一般都会采用这种手段进行控制。2、利用财务手段。在海洋工程领域,大多数情况下业主都会要求分包商进行购买海事保险的方式进行风险分摊,尤其是在重大设备设施的运输、吊装等作业行为前,都需购买保险釆用财务的手段将项目风险进行转嫁。
(二)海洋工程项目风险的应对的原则
1、风险应对有针对性原则。在项目进行中,所采取的每一项措施都必须有针对性,否则势必会浪费企业资源。2、风险应对可操作原则。在发现风险后在经过专家组的论证后制定的每一项应对措施中都必须可操作性,不应仅仅停留在纸面上,否则对防范风险没有任何意义。3、风险应对最大执行力原则。在经过专家组的论证后制定的每一项应对措施后,应引起项目经理的足够重视,从项目高层着手保证这些控制措施发挥其应有的效用。4、风险应对全面原则。一般海洋工程项目的风险具有多样性,复杂化等特点,必须全面的指定有效的措施,需要采取多样的方法从不同角度对其予以全面控制。5、风险应对措施与经济成本相协调原则。在选择风险控制措施时,在相同效果的前提下采取成本较低方案。6、风险应对能力导向原则。控制安全风险时,主要以预防为主,在能力范围内可消除的必须进行处理,无法消除的最大化的削弱风险。
四、海洋工程项目风险的监控
(一)项目风险监控的概念
项目风险的监控是在对项目风险管理指定相关措施后对风险管理过程中的监视和控制。
(二)项目风险监控的目标
在项目风险监控措施的实施的过程中,都应该达到一些目标,这些目标包括:及早识别是否还有新的风险,避免已经发现的风险发生、减少风险发生后带来的损失、总结经验教训在本文中项目风险监控虽然处于项目风险管理的最末端,但是风险监控是贯穿于项目整个过程中的,因此建立一套可行的项目风险监控系统是必不可少的措施,也是风险监控的关键所在。
本文在综合考虑海洋石油工程项目特点及各类分析方法适应性的基础上,对组块的海上吊装安装过程进行风险管理研究,依此建立了风险源及风险识别、评估表,并基于尽早的识别风险,尽可能避免项目进行中事故的发生以及降低项目风险发生以后所产生的不利后果的目的,建立了兼具科学性和可操作性的项目安全风险监控系统。海洋工程项目的安全风险管理与对组块海上安装过程的安全风险管理类似,需要对全过程的作业信息进行收集并处理,识别出项目进行过程中的安全风险,并针对性的进行应对,然后评估每个风险因素的危险性及风险等级。若应对后的风险等级仍然较高,那就需要采取整改措施进行整改,若风险等级较低,则代表风险受到控制,可以继续作业。对风险识别、风险评估及风险应对的全过程实施风险监控,确保识别出所有的安全,且风险的应对措施能够被有效的实施,或对应对措施效果不好的风险进行整改。从而保证项目内每个风险因素都能受到有效控制。
作者:王增 孙诗杰 曹德明 单位:海洋石油工程股份有限公司
参考文献
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21世纪是海洋的世纪,开发海洋资源、发展海洋经济是开拓人类发展空间的必然选择,也是国家战略安全的重要保障。杭州电子科技大学自本世纪初以来在深海探测机电装备、海洋流体工程、船舶动力、港口物流等诸多研究领域均展开了多项科学研究与探索,经过多年的发展与积累,杭州电子科技大学于2011年正式成立海洋工程系。目前,该系已建立起一支以潘华辰教授、陈国金教授、周东辉教授、朱泽飞教授等学科骨干为首,整体实力较强的学术教研队伍,现有教师25人,其中教授6人,副教授10人,具有博士学位的教师24人,列入浙江省“百人计划”1人,浙江省“151人才”9人,并且拥有“轮机与港口机械技术”浙江省重点科技创新团队以及“海洋机电装备技术”浙江省教育厅科技创新团队。
杭州电子科技大学海洋工程系,依托于杭州电子科技大学机械工程学院组建而成,现拥有浙江省重中之重学科“海洋机电装备技术”、浙江省重点学科“轮机工程”、“海洋与船港机械装备技术”二级学科硕士学位点,并开设了“海洋工程与技术”本科专业。目前已形成以“海洋机电”为主要特色,以“海洋机电装备技术”、“船港机械装备技术”以及“海洋工程流体动力学”等三个学科为主要发展方向的学科体系,在大功率船用柴油机的设计与控制技术、水下多通道低功耗高阻抗数据采集技术、海洋环境全断面自动监测技术、深海探测电视抓斗技术以及人工上升流技术等方面具有明显的特色和优势,研究成果处于国内领先、国际先进水平。
海洋工程系目前建有“船港机械装备技术研究”浙江省重点实验室,“船用动力产业”浙江省技术创新战略联盟,现有总值3000余万元的实验仪器设备,实验室面积2200平方米,图书资料17.5万册。形成了一个较为完善的科学研究和本科生、研究生培养体系以及开展科技创新的平台。近三年,获国家技术发明奖二等奖1项:国家级项目21项;发明专利21项;三大检索论文一百余篇。
未来杭州电子科技大学海洋工程系将把握历史发展机遇,遵从“团结、勤奋、求实、创新”的办学及研究理念,努力为国家海洋科技与经济发展培养高素质人才,创造高水平成果。
英文名称:Ship & Boat
主管单位:中国船舶工业集团公司
主办单位:中国船舶及海洋工程设计研究院
出版周期:季刊
出版地址:上海市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1001-9855
国内刊号:31-1561/U
邮发代号:
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1990
期刊收录:
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中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊荣誉:
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英文名称:Ship & Ocean Engineering
主管单位:湖北省科学技术协会
主办单位:武汉造船工程学会;武汉理工大学
出版周期:双月刊
出版地址:湖北省武汉市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1671-7953
国内刊号:42-1645/U
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发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1972
期刊收录:
核心期刊:
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(1992)
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