海外礦山工程設(shè)計項目管理要點
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〔摘要〕
結(jié)合海外礦山工程項目實例，從設(shè)計標準、設(shè)計深度、設(shè)計手段、項目投資控制要求、設(shè)計審核程序等方面分析了海外礦山工程設(shè)計項目與中國項目存在的差異，及由此帶來的風險，對海外礦山工程設(shè)計項目的管理要點進行了探討。
〔關(guān)鍵詞〕海外礦山工程；設(shè)計標準；設(shè)計深度；項目風險；管理要點
我國是一個金屬礦產(chǎn)資源極其缺乏的國家，隨著改革開放、經(jīng)濟發(fā)展步伐的加快，金屬礦產(chǎn)資源短缺與金屬需求量之間的矛盾更加凸顯。為了緩解這一矛盾，除了進口海外資源外，進軍海外金屬礦產(chǎn)資源開發(fā)行業(yè)已成為許多中國企業(yè)發(fā)展的必然趨勢[1]。這其中既有很多機遇，也要面對各種巨大的挑戰(zhàn)。筆者參加了一些海外工程項目的前期咨詢、工程設(shè)計、設(shè)備采購和施工建設(shè)服務(wù)等工作，對如何能夠更好地做好工程的設(shè)計管理，最大程度地規(guī)避由設(shè)計帶來的項目風險，提高項目建設(shè)成功的可能性，有自己的認識。本文擬結(jié)合上述工程實踐對海外礦山工程設(shè)計項目的管理要點進行探討。
1海外礦山項目與國內(nèi)項目的差異
1.1設(shè)計標準的不同
不同的國家存在不同的法律、宗教、標準、地域文化、外部建設(shè)條件的特殊性，有些西方國家不同州的法律都有差別，因此在承擔工程設(shè)計工作中,需要采取相應(yīng)的設(shè)計理念、標準、工作方式來滿足項目的特殊要求。在中國的礦山工程設(shè)計中有詳細具體的行業(yè)標準,例如中國有色金屬工業(yè)系統(tǒng)的《有色金屬選礦廠工藝設(shè)計規(guī)范》(GB50782-2012)。這些規(guī)范詳細地規(guī)定了行業(yè)內(nèi)的許多固定做法,并被行業(yè)內(nèi)的技術(shù)人員、管理者和政府部門所接受,因此在設(shè)計文件中,不需詳細地論證說明,而只需要引用標準，直接給出結(jié)果即可。而在西方國家,沒有政府編制的統(tǒng)一規(guī)范,行業(yè)協(xié)會編制的規(guī)范也是原則性的,只起指導(dǎo)作用,對于不同的業(yè)主和項目條件,在應(yīng)用時存在著很大差異。所以,在工程項目設(shè)計開始階段,針對各個項目特性必須編制項目自身規(guī)定與設(shè)計統(tǒng)一技術(shù)要求,一般包含工藝管道、電氣、儀表、結(jié)構(gòu)建筑等；專業(yè)設(shè)計準則、管道材料技術(shù)說明、管道壓力試驗規(guī)范、電氣及儀表設(shè)備的設(shè)計與供貨條件、金屬表面防護技術(shù)要求等。項目執(zhí)行文件作為開展工程設(shè)計的基礎(chǔ)，是檢查設(shè)計方案和內(nèi)容是否滿足項目要求的準繩，是衡量設(shè)計成果的唯一標準。由于業(yè)主也參與到設(shè)計過程當中，因此項目執(zhí)行文件包含了業(yè)主的指示和意愿，并且均需獲得業(yè)主的批準后才可執(zhí)行。
1.2設(shè)計標準所起作用不同
如前所述，由于海外多數(shù)國家的設(shè)計標準和規(guī)范都是由行業(yè)協(xié)會或?qū)W會負責編制的，政府并不直接參與，因此編制的條文大多數(shù)是建議性、指導(dǎo)性的，而不是強制性的，在執(zhí)行上更為寬松。而中國的設(shè)計規(guī)范及標準是政府組織相關(guān)行業(yè)的專家編寫并經(jīng)嚴格審核，最終以國家標準形式頒布的，具有很高的權(quán)威性，有許多條文在執(zhí)行過程中是強制性的，不允許違背。然而在標準的使用過程中，中國標準的強制性，容易導(dǎo)致設(shè)計人員設(shè)計思維的固化，不利于新材料、新技術(shù)的使用。而西方國家，由于規(guī)范是指導(dǎo)性的，設(shè)計人員就可以根據(jù)自身的工作經(jīng)驗，認真研究工程實際情況，進行多方案比較，提交一份優(yōu)秀的設(shè)計作品。
1.3提交設(shè)計成果及深度不同
在西方國家，像澳洲、加拿大、智利等礦業(yè)大國，礦山工程設(shè)計的模式基本定型，一般分為基本設(shè)計和詳細設(shè)計，類似于中國礦山建設(shè)的初步設(shè)計和施工圖設(shè)計。但兩者在設(shè)計深度和成果的提交上有很大的差別，尤其是其對圖紙表達方式的要求上遠遠超出了中國標準。比如，國外項目提交設(shè)計圖紙，除工藝流程圖、配置圖等與中國規(guī)定相一致的文件外，還需提交P&ID。P&ID在西方設(shè)計行業(yè)是最普遍和被看重的一份設(shè)計文件，是整個設(shè)計工作的最基礎(chǔ)的準則文件。然而，在國內(nèi)，僅中國石化和電力行業(yè)繪制P&ID比較成熟，在中國礦山行業(yè)幾乎不出P&ID，即便個別項目有所涉及，內(nèi)容和深度也不盡完善。詳細設(shè)計階段的管道設(shè)計也是海外礦山項目設(shè)計最具挑戰(zhàn)性的一項工作。由于海外施工單位要求照圖施工，任何一點變化均需出設(shè)計變更，而變更簽證會造成現(xiàn)場施工費用非常高，因此如按中國傳統(tǒng)的二維管道設(shè)計習慣和流程，其設(shè)計圖紙的內(nèi)容、方式和精度遠遠不能滿足項目的要求。在澳洲某項目的管道設(shè)計開始，曾試圖采用二維設(shè)計的方法進行管道的設(shè)計，但通過設(shè)計人員一段時間的努力，完成的圖紙的內(nèi)容和深度雖較以往有很大的提高，但仍無法達到管道在中國預(yù)制、在項目現(xiàn)場安裝的深度和精度要求，且設(shè)計進度無法滿足項目的整體進度要求。故項目組果斷改為采用三維設(shè)計手段進行管道設(shè)計。雖然在三維設(shè)計上筆者所在的團隊已經(jīng)積累了許多寶貴的經(jīng)驗和素材，也培養(yǎng)了不少三維設(shè)計人員，但如此成規(guī)模、成體系、完整性地進行選礦廠的三維設(shè)計還是第一次，許多設(shè)計文件的描述和編制尚處在摸索之中。三維設(shè)計的修改工作不同于傳統(tǒng)的二維圖紙設(shè)計，各專業(yè)都在基于同一設(shè)計數(shù)據(jù)庫的三維設(shè)計平臺上開展工作，數(shù)據(jù)源唯一并實時共享。這雖然提高了專業(yè)內(nèi)校審、專業(yè)間委托的工作效率，減少設(shè)計變更簽證，但根據(jù)圖紙審核意見的每一輪設(shè)計修改和重新出圖，工作量都非常大,給設(shè)計進度上帶來極大的壓力。澳洲人對設(shè)計文件和圖紙要求非常高，對任何設(shè)計細節(jié)都要刨根問底，這對設(shè)計人員設(shè)計圖紙的深度和表達是個很大的考驗。要把經(jīng)驗的東西用圖紙或文字描述清楚是非常困難的。從目前現(xiàn)場施工情況看,澳洲施工單位確實如開始了解的情況一樣，如果沒有相關(guān)圖紙，施工人員將不知所措，會拒絕相關(guān)的施工，一定要有圖紙才能進行施工。這與中國可以邊設(shè)計、邊施工，或為了趕工期，先施工后補設(shè)計圖紙的做法有很大差別。
1.4專業(yè)劃分的不同
西方國家與中國國內(nèi)的專業(yè)劃分有很大的區(qū)別。西方咨詢公司一般分為：工藝、機械、土建、鋼結(jié)構(gòu)、電力、儀表、管道7個專業(yè)；而中國專業(yè)分得非常細，礦山設(shè)計項目一般包含十幾個專業(yè)。二者在分工上也有差別，有些甚至找不到對應(yīng)關(guān)系。例如：選礦廠設(shè)計的主工藝專業(yè)除負責項目的工藝流程制定和設(shè)計外，同時還要負責所有工藝流程中的金屬結(jié)構(gòu)件的設(shè)計，然而在西方咨詢公司,這部分的工作完全由機械專業(yè)人員來承擔。這樣造成的結(jié)果是：在進行設(shè)計圖紙審核和溝通的時候，中方的工藝工程師由于對機械加工制造知識不夠?qū)I(yè)和嫻熟，往往難以對西方的機械工程師提出的一些非常專業(yè)細致的機械加工制造問題給出令對方滿意的答復(fù)。而西方工藝工程師需要負責的整個工藝的檢測和控制的工作，在中國有些內(nèi)容又屬于電力和自動化控制專業(yè)的工作范圍，因此，這一方面也容易因溝通缺位影響設(shè)計效率。
1.5項目分項建設(shè)投資的控制要求不同
基本設(shè)計在海外工程項目設(shè)計中所占的技術(shù)權(quán)重很高，具有極高的權(quán)威性，是后期詳細設(shè)計的實施綱領(lǐng)，一旦通過審查，對業(yè)主和設(shè)計方均會產(chǎn)生約束力[2]。例如：在澳洲項目的基本設(shè)計中，確定了混凝土的使用范圍和工程量，分項投資也有具體的數(shù)據(jù)控制。在詳細設(shè)計階段，由于澳洲當?shù)厥┕ず筒牧腺M用昂貴，澳方業(yè)主對混凝土的用量以及鋼結(jié)構(gòu)用量上限均控制得非常嚴格，不準突破基本設(shè)計工程量估算范圍，不斷要求對已完成的圖紙進行優(yōu)化，以最大限度地減少混凝土的用量。作為設(shè)計方，如何在混凝土和鋼結(jié)構(gòu)用量上尋找平衡點，成為了詳細設(shè)計的難點之一。對圖紙的精細化要求和優(yōu)化設(shè)計勢必會造成設(shè)計周期的延長，從而對設(shè)計進度產(chǎn)生巨大的壓力。
1.6設(shè)計審核程序不同
許多西方國家都規(guī)定，非本土國家設(shè)計院完成的設(shè)計成果均需經(jīng)過具有本土資質(zhì)的設(shè)計單位的簽字才能實施。如按照澳洲的規(guī)定，對于沒有澳洲設(shè)計資質(zhì)的設(shè)計公司完成的土建和電力專業(yè)的詳細設(shè)計圖紙及文件必須經(jīng)有澳洲注冊工程師的簽章批準方可用于施工。這樣就有多方人員對設(shè)計圖紙進行審核,這對圖紙的表達方式和深度提出了更高的要求。由于文化的差異以及澳洲設(shè)計規(guī)范的靈活性，設(shè)計圖紙需要滿足多方的需要和要求，必將大大增加對設(shè)計圖紙的修改工作量，造成出正式施工圖圖紙所需的時間較長，整個設(shè)計周期會大大超過中國同類項目。
2設(shè)計過程中的風險
“風險”是一種可以通過分析，推算出其概率分布的不確定性事件，其結(jié)果可能是產(chǎn)生損失或收益。工程項目風險可以理解為影響工程項目目標實現(xiàn)的事件發(fā)生的可能性和后果[1]。海外礦山工程項目風險在設(shè)計過程中，主要表現(xiàn)為以下幾個方面：標準的熟悉程度、設(shè)計變更、設(shè)備采購和區(qū)域條件等。
2.1標準的風險
設(shè)計人員對標準不熟悉，會對項目的設(shè)計、設(shè)備采購以及施工造成很大的影響。如某個澳洲鐵礦的詳細設(shè)計項目，在項目設(shè)計初期，對設(shè)計困難的認知僅限于澳洲行業(yè)標準和中國行業(yè)標準的差異、設(shè)計圖簽在澳洲的認可等方面。在與業(yè)主的技術(shù)交流中，僅著重對標準的符合性、設(shè)計資質(zhì)的認可等方面進行詳細溝通，達成了許多共識，但其他內(nèi)容涉及較少。因此，在實際設(shè)計過程中，中方設(shè)計人員對自身經(jīng)驗與澳洲的實際標準之間的差別及項目設(shè)計難度估計不足，造成頻繁地變更設(shè)計條件及方案，加大了設(shè)計工作量，造成設(shè)計無法按照項目計劃約定的時間完成設(shè)計任務(wù)，由此造成工期拖延和費用增加[2]。
2.2設(shè)計變更的風險
設(shè)計變更在中國的工程項目中比司空見慣，變更的費用占工程總費用的百分也比較小，所以得不到業(yè)主和設(shè)計公司的高度重視。但在澳洲等發(fā)達的國家，由于勞動力成本非常高，一般要求材料及設(shè)備盡可能在工廠預(yù)制好，盡量減少現(xiàn)場施工安裝的工程量，以免增加工程費用。而設(shè)計變更是費用增加的主要因素之一，例如：澳洲施工人員在鋼結(jié)構(gòu)上鉆3個孔并緊固好相應(yīng)的螺栓螺母，需要人工費用120澳元，工具租賃和材料費也很昂貴，而這樣的情況，在中國基本不用增加變更費用。
2.3設(shè)備采購的風險
隨著中國礦山設(shè)備制造企業(yè)設(shè)計和加工能力的不斷增強，礦山設(shè)備因其物美價廉，而獲得越來越多的走出國門的機會，且在國際市場上有很強的競爭力。這些設(shè)備通常都是按照中國國家標準，或行業(yè)及企業(yè)標準加工制造，80%～90%加工標準可以等同于或滿足西方礦山要求的標準，只有很少部分要根據(jù)業(yè)主的特殊要求進行加工制造，故不會引起加工成本的大幅提高。但對于升障設(shè)備和起重設(shè)備應(yīng)特別注意，最好選用發(fā)達國家品牌設(shè)備。在設(shè)備采購時，設(shè)計公司要編制設(shè)備采購技術(shù)文件，用于設(shè)備采購。在文件編制中，主要標準、準則、技術(shù)參數(shù)均會編入到技術(shù)文件中，而一些小的細節(jié)，諸如焊縫要求、安全罩的具體要求等的細致程度就有所欠缺。供貨商依仗以往供貨經(jīng)歷，往往容易忽略這些看似微小的問題。而就是這些小的細節(jié)會造成設(shè)備運到施工現(xiàn)場驗收時，因不符合業(yè)主規(guī)定而導(dǎo)致返工，增加供貨商的生產(chǎn)成本。例如：某企業(yè)提供的渣漿泵，其膠帶傳動的防護罩的柵條間隙不符合澳洲的要求，業(yè)主要求按澳洲安全標準重新供貨，否則設(shè)備不予驗收。供貨商最終只能按照業(yè)主要求，重新提供一套防護罩，增加加工成本10%。
2.4設(shè)計理念的風險
不同國家與地域的環(huán)境、外部條件都有其特殊性，在工程設(shè)計時應(yīng)熟悉把握好當?shù)厍闆r，采用相應(yīng)的設(shè)計理念，否則造成整個項目的設(shè)計方案存在問題，最終影響工期，使工程投資超出預(yù)期。中國是能源短缺的國家，在工程設(shè)計中，能源消耗是政府要求控制的指標，并頒布了《有色金屬礦山節(jié)能規(guī)范》（GB50595-2010），達不到規(guī)范要求的項目不能開工建設(shè)。而在海外一些國家，能源充足，節(jié)能設(shè)計被認為是多此一舉，但有其他的特殊要求，比如在智利淡水資源短缺，水資源的循環(huán)利用是設(shè)計研究的重要環(huán)節(jié)，因此在礦山工程設(shè)計中，采用節(jié)水工藝、設(shè)立污水收集設(shè)施，將會花費大量的建設(shè)投資。又比如在剛果金等非洲國家，當?shù)厮嗑o缺供應(yīng)緊張，需從贊比亞或南非進口，價格昂貴，造成混凝土的成本很高，中國混凝土的建造費用比鋼結(jié)構(gòu)節(jié)省的經(jīng)驗在此就不適用了，因此在這些國家和地區(qū)設(shè)計選礦廠時，應(yīng)盡量用鋼結(jié)構(gòu)代替混凝土。
3.1建立項目管理程序文件
工程設(shè)計工作除了本身所包含的基本設(shè)計和詳細設(shè)計外，還包含諸如設(shè)計輸入、設(shè)備技術(shù)交流和施工技術(shù)服務(wù)等外部關(guān)聯(lián)工作[3]。根據(jù)海外工程項目設(shè)計的要求和特點，結(jié)合我國礦山工程項目設(shè)計規(guī)程、規(guī)范的現(xiàn)行標準，以及為了滿足業(yè)主指定的當?shù)亟ㄔO(shè)單位施工的要求，在項目初期的執(zhí)行過程中就建立一套項目管理程序文件，編制項目執(zhí)行標準、項目規(guī)范及設(shè)計標準等，并在編制過程中，恰到好處地將中國因素融合進去。這將對后續(xù)項目的設(shè)計管理、過程控制、進度要求、質(zhì)量保障起到積極作用。
3.2嚴控設(shè)計輸入關(guān)，做好外部接口工作
設(shè)計輸入的基礎(chǔ)資料是設(shè)計工作的基礎(chǔ)，它的準確性、細致性和時效性會對整個項目設(shè)計成敗起著決定性作用。由于國外標準與中國標準的差異，以及項目所在國環(huán)保、安全方面的強制規(guī)定與中國的不同，如沒把控好這些資料的輸入，會直接影響到項目的設(shè)計質(zhì)量及技術(shù)經(jīng)濟指標的實現(xiàn)。在許多海外工程項目中，由于當?shù)鼗A(chǔ)技術(shù)工作薄弱，缺乏像中國比較完整的氣象、電力、定額造價等資料，因此要嚴格按設(shè)計輸入程序?qū)A(chǔ)資料的準確性進行確認[4]，避免對后續(xù)的設(shè)計工作帶來風險。
3.3重視與供貨商的技術(shù)交流
設(shè)備供貨商提供的詳細設(shè)備資料是設(shè)計方重要的基礎(chǔ)資料，其提供的準確與否會直接影響到設(shè)計進度與質(zhì)量，因此需要高度重視，并與供貨商進行認真、有針對性的、細致的技術(shù)交流，避免一切因制造標準、材料替換帶來的差異，導(dǎo)致不必要的工程損失。
3.4制定里程碑計劃，控制設(shè)計進度
海外工程項目規(guī)模較大，工期緊，技術(shù)難度高，對設(shè)計質(zhì)量要求高，設(shè)計進度常常得不到保證，影響項目總工期。要達到項目設(shè)計進度控制目標，必須認真分析各種因素對工程進度目標的影響程度，并對影響工程項目進度的各種因素加以控制，采取切實有效的措施，減少或避免這些因素對設(shè)計進度的影響，使項目設(shè)計進展具有連續(xù)性和均衡性，確保項目設(shè)計工期。
4結(jié)論
1)海外工程設(shè)計管理方法是隨著不同項目自身特殊條件和采用不同設(shè)計規(guī)定的變化而不斷創(chuàng)新和完善的，但其中最為關(guān)鍵是要針對項目自身特點建立項目管理程序，包括設(shè)計準則、設(shè)備采購要求、建筑材料選用以及當?shù)氐闹茍D標準等信息。
2)中國工程項目設(shè)計管理的實踐、理論和方法與西方項目設(shè)計管理的要求還存在很大差距，必須進行大的改進，提升設(shè)計項目管理水平，盡快與西方設(shè)計管理接軌，才能開拓更多的海外設(shè)計項目市場。
3)海外設(shè)計項目對設(shè)計人員提出了更高的要求：不僅要有海外工程的設(shè)計理念和實踐經(jīng)驗，還要有過硬的外語能力和超強的溝通技巧；同時更要轉(zhuǎn)變中國不重視前期設(shè)計的觀念，認真作好基本設(shè)計工作。
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作者：雷存友 胡根華 余潯 單位：中國瑞林工程技術(shù)有限公司
