炼油技术与工程 ． ２０１１年１月 ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＲＥＦＬＮＥＲＹ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ 第４ｌ卷第１期 工程管理 可视化管理在石化ＥＰＣ项目的应用研究 陈伟峰 （福建联合石油化工股份有限公司，福建省泉州市３６２８００） 摘要：通过分析国内外工程领域基于建筑信息模型（ＢＩＭ）概念、应用以时间为纬度进展的４Ｄ模型的管理现状 和在中国石化福建炼油化工有限公司炼油乙烯一体化项目钢结构安装现场施工的工程实例。证实通过４Ｄ模型演 示功能，可以形象地按照工程进度显示工程施工过程，为工程决策提供直观参考；指出４Ｄ管理模式对于未来ＥＰＣ 总承包项目发展所带来的不可比拟的竞争优势；４Ｄ管理模式有效地整合了工程项目的信息并加以集成，实现了项 目管理和控制的信息化、集成化、可视化和智能化，提高了工程项目管理的信息化水平和工作效率。 关键词：可视化４Ｄ ＥＰＣ总承包项目管理ＢＩＭ 近几年，我国加大石化行业投入，陆续新建 ｌ 应用ＢＩＭ模式的管理研究现状 了多个炼油乙烯一体化项目。这些项目的共同特 １９９６年美国斯坦福大学的集成化工程研究 点是融合国外知名工程咨询公司的项目管理经 中心ＣＩＦＥ（Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｆａｃｉｌｉｔｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ 验，积极采取设计、采购、施工ＥＰＣ（Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＋ ｉｎｇ）首先提出了系统的４Ｄ理论，并随之推出了 Ｐｒｏｃｕｒｅｍｅｎｔ＋Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）总承包模式来转移投 ＣＩＦＥ ４Ｄ—ＣＡＤ系统。在该系统中，实现了４Ｄ技 资风险，工程项目的组织实施由过去的分阶段管 术与决策支持系统的有机结合．借助４Ｄ显示功 理向项目生命周期全过程集成管理转变。这一方 能，建筑工程管理者能够直观地发现工程实施过 面反映了项目管理专业化、社会化的必然趋势和 程中潜在的问题。大大提高了对工程建设状况的 业主规避风险的客观要求，另一方面也突出了以 感知能力。 设计为主导的工程公司在开展ＥＰＣ总承包业务 在欧洲，由芬兰资助、由北欧四国有关 上具有的协同机制管理优势。通过大型项目建设 企业、研究机构和大学共同参与的大型研究项目 实践发现国内ＥＰＣ总承包工程公司与国际一流 ＶＥＲＡ于１９９７年正式启动，其目标是通过促进信 工程公司还存在着差距，项目管理程序和手段还 息技术在建筑业中的应用和实施，对建筑业的工 须深入完善．尤其在利用先进的工程项目计算机 作流程进行重组。而另一个欧洲大型科研项目 管理系统进行全项目信息集成化管理方面的投 ＥＬＳＥＷＩＳＥ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｗｉｄｅ 入还很欠缺…。这使得ＥＰＣ项目管理者还没有 Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ Ｓｕｐｐｏ￣Ｅｆｆｏｒｔ）￥￣是通过应用产品数据 完全摆脱传统项目的管理模式，信息交流的透 技术来深入研究建筑业的信息模型，重点致力于 明性和时效性还达不到令项目参与各方满意 建立统一的建筑产品数据模型。在亚洲，部分工 的要求 。 业发达国家对建筑工程领域的信息化也给予了 可视化项目管理是基于建筑信息模￣（Ｂｕｉｌｄ． 广泛的关注和投入，日本投入巨资进行为期１Ｏ ｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ，简称ＢＩＭ）工程项目管理 年的整个建筑业信息化的建设；韩国三所知名大 概念，把项目生命周期所产生的大量图纸、报表 合开发设计信息管理系统ＤＩＭＳ ｆＤｅｓｉｇｎ Ｉｎ— 数据融入以时间为纬度进展的４Ｄ模型中，利用 ｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ），可以实现设计信息 虚拟现实技术辅助工程设计、采购、施工等各个 环节的管理，整合业主、ＥＰＣ总承包商、施工分包 收稿日期：２０１０—０９—１３。 商、供应商、监理等各方协作管理模式，增强项目 作者简介：陈伟峰，工程师，１９９０年毕业于华东化工学院高分子 加工专业，厦门大学在职工程硕士在读，研究方向为项目管理。 信息共享，促进项目参与方更有效的互动。 联系电话：０５９５＿２７７２１３８８，Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｈｅｎｗｆ＠ｆｒｅｐ－－ｉｐｍｔ．ｃｏｒｎ，１２１１。 炼油技术与工程 ２０１１年第４１卷 和进度、预算信息的集成化描述Ｉ３］。 我国也制定了“十・五”重点科技攻关计 Ｃ 项目由中国石化工程建设公司（ＳＥＩ）ＥＰＣ总承 包．主要施工单位为中国石化第十建设公司 （ＴＣＣ）和广州市第三建筑工程有限公司，监理单 划——建筑业信息化关键技术研究与示范，其中 同济大学虚拟建筑实验室和上海建工集团合作 开发了建设工程项目４Ｄ可视化动态管理系统 Ｄ—Ｂｕｉｌｄｉｎｇ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ）。软件系统在３个大 型复杂示范工程上的实际应用验证了其可行性［４］。 清华大学开发了ＧＣＰＲＵ系统，综合应用４Ｄ—ＣＡＤ， ＢＩＭ、工程数据库、人工智能、虚拟现实、网络通信 位为南京扬子石化工程监理有限责任公司。装置占 地７５ ｄａｍ２．建筑面积１ ７９９ １ＴＩ ，其中钢结构工程 用量（管廊＋平台＋劳动保护）１ ９２０ ｔ。本研究摘取 钢结构安装现场施工资料进行４Ｄ建模分析。 Ｃ 项目详细设计阶段从２００７年８月３１日 开始，至２００８年７月１５日全部结束，历时近１ 年 ２００７年８月１６日桩基动工，至２００９年５月 １８日机械竣工。现场施工阶段历时２１个月。Ｃ 装 以及计算机软件集成系统、引人建筑业国际标准 ＩＦＣ（Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｃｌａｓｓｅｓ），将建筑物及其 施工现场３Ｄ模型与施工进度相链接，与施工资 置钢结构在设计时全部采用拴接方式安装．钢结 构预制由制造厂家在生产厂完成，施工单位拉到 现场组装。为满足工期要求，制造厂家编制了钢 结构预制及供货计划表，按序加工相应的钢结构 材料，并逐批配套出厂。但事实上由于装车时施 源和场地布置信息集成一体。ＧＣＰＳＵ系统成功应 用于北京奥运会国家体育场、青岛海湾大桥、广 州珠江新城西塔等多个大型工程＿５］。 ２实例研究 工方为了多装混搭而没有严格实行配套，个别关 键构件到场检验不合格又拉回厂返修、施工场地 狭小、雨季等因素影响，安装进度迟缓，相应地也 福建联合石油化工股份有限公司是由中国 石化福建炼油化工有限公司（简称福建炼油）、美 国埃克森美孚中国石油化工有限公司、沙特阿美 影响到后续设备管线安装。通过运用４Ｄ软件来 分析进度测量日的施工计划与实际进度对比。结 海外有限公司三家分别以５０％：２５％：２５％比例投 资合营的大型石化企业，具有年产ｌ２．Ｏ Ｍｔ炼油、 ８００ ｋｔ乙烯、７００ ｋｔ芳烃的生产能力，厂址位于福 建省东南沿海的泉州市泉港区。 Ｃ 联合装置项目（简称Ｃ 项目）是福建炼油 乙烯一体化项目（ＦＲＥＰ）的子项目，主装置区由 １２０ ｋｔ／ａ丁二烯装置、８０ ｋ以ＭＴＢＥ装置和３５ ｋ 丁烯一１装置三部分组成，总投资３．９５ｘ１０ ＲＭＢ￣。 果见图１。图１（ａ）中黄线部分表示计划进度，图１ （ｂ）中红线部分表示实际进度，可以看出，已完成 工程量不到计划工程量的１／３。从效果图上能够 很直观地看出进度控制滞后。需要ＥＰＣ总承包方 积极采取诸如加强质量检查、杜绝不合格品出 厂、合理组织装车调配、优化施工区域等措施加 快工程进度。 （ａ）计划进度（黄线部分） （ｂ）实际进度（红线部分） 图１钢结构安装进度４Ｄ模型对比 Ｆｉｇ．１ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ４Ｄ ｍｏｄｌｅ ｆｏｒ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｓｃｈｅｄｕｌｅ ｏｆ ｓｔｅｅｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ 第１期 陈伟峰．可视化管理在石化ＥＰＣ项目的应用研究 一５９ 从以上实例可以看出，通过４Ｄ模型演示功 岗位培训的效率。 能．可以形象地按照工程进度显示工程施工过程， 鼍 ＝ 。 ～ 为工程决策提供直观参考。但是项目实施阶段产 生的信息量巨大，现有条件下３Ｄ与进度信息的链 接依靠人工来完成，其信息动态链接性差，很难实 现信息的实时交互，从而无法进行方案比较优化， 难以成为决策支持的工具。并且对工程中经常出 现的变更影响也无法做出及时的预测。对此，应借 鉴物流行业已广泛采用的条形码识别和无线射频 ● Ｉ— ．¨－一，一 …＇．． 技术，做到信息采集的自动化、状态跟踪的实时 图２设备到货吊装计划４Ｄ演示系统 化．以保证采购质量追溯和安装工程量的统计。 Ｆｉｇ．２ ４Ｄ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ 工程建设是依靠信息最多的产业之一，其信 ａｒｒｉｖａｌ ａｎｄ ｈｏｉｓｔｉｎｇ 息形式是多样的，包括详细图纸和照片、财务报 （２）４Ｄ可视化管理系统为设备工程师提供了 表、预算报告、风险分析图、合同文件、计划图。即 设备管理、更新维护的新思路。石化企业设备工程 使一个小型的工程项目，在项目生命周期期间产 师通常对设备的管理和更新维护局限在图纸资 生和交换的信息总量也很大。及时准确的信息对 料、平面操作图及现场查询，增加了装置三维立体 所有项目参与方都很重要。它是决策和工程顺利 图的应用后．设备工程师能够在计算机中灵活查 进行的基础。领导层和施工现场的距离会产生沟 询管线、反应器、阀门、仪器设备的形状、数量、尺 通屏障。工程项目中时间和资金的浪费都可归结 寸及分布：并可以在计算机中完成管线、弯头、仪 于不充分的信息造成的劣质合作。不充分的信息 器设备的更换与设计，大大降低了劳动强度。 包括信息量不足、信息不符、不准确、不持久、不 （３）４Ｄ可视化管理系统为炼化装置安全管理 及时等。尽管信息管理、处理、存储和交换技术有 员展示了一幅数字化工厂安全管理图。利用三维 了显著的进步．但是信息不充分的情况还是会发 立体装置图的强大安全管理功能，装置安全管理 生。因此，沟通是导致一个工程项目成功或失败 员可以全面掌握、浏览安全防护设备的安放点； 的主要因素［引。 一旦确定危险源或事故发生险情隐患，能够及时 基于ＧＩＳ地理信息技术的施工进度可视化 查询预定的应急预案；显示危险源和事故隐患点 模拟应用技术可以动态地把日常施工过程信息 周边的环境：实时显示撤离通道、消防通道、救援 传递给总部，提供给各专业人员提取对口信息， 通道等信息，从而提高安全管理水平。 比如在设备、管道安装阶段，设备专业人员可以 看到区域内各台设备的安装进度，工艺人员可以 ３ 结束语 看到管线的施工情况：这些信息的获得可以使各 未来的施工管理技术发展方向之一是基于地 专业人员及时有效地参与或指导施工人员制定 球空问信息科学，以ＧＩＳ地理信息系统、ＲＳ遥感 单项设备、管线试压、检测计划ｆ例如图２所示的 技术和ＧＰＳ全球定位系统（简称３Ｓ）等地球信息 设备到货吊装计划４Ｄ演示系统）、ＨＳＥ可视化管 科学技术体系为主要综合技术手段，通过３Ｓ技术 理系统、设备风险可视化管理系统等。 实现数字城市的信息获取、信息处理和信息应用。 除项目管理人员在进度、质量管理中使用该 每个现场管理人员都可以通过ＧＰＳ定位设备甚至 系统外，其它如生产运行维护管理、ＨＳＥ管理等 是手机来对现场实施监控，并把最新数据传送给 系统也可以与该系统数据对接，借助４Ｄ可视化 管理终端，使分散在各处的项目成员能够有效地 管理系统。实现全方位管理 ］。 完成团队的工作目标，实现工作价值的最大化［８］。 （１）４Ｄ可视化管理系统为生产操作人员提供 但着眼于目前，在工程建设领域逐步掌握 了现场环境空间视觉的真实感受。装置操作人员 ＢＩＭ的各项性能和操作方式需要做出很多努力， 在岗位培训时可以更加直观、方便、快捷地了解、 ＢＩＭ的理念非常先进，要改变传统二维软件带给 掌握装置的工艺、设备的属性参数，提高操作员 人的固有工作惯性，必须摸索前进，通过项目上 一６Ｏ一 炼油技术与工程 ２０１１年第４ｌ卷 的局部应用带来效益和效率的提高后再实施全 面推广。 参考文献 陈建国，周兴．基于ＢＩＭ的建设工程集成管理的实现基 础［Ｊ］．科技进步与对策，２００８，２５（１ ｏ】：１５０－１５３． 朱新超，王榨，董冰．建设工程项目４Ｄ可视化动态管理系统的 研究与开发［Ｊ］．东华大学学报：自然科学版，２００８，３４（３）：３４４－ ３４６． 张建平．基于ＩＦＣ的建筑工程４Ｄ施工管理系统的研究和应 用［Ｊ］．中国建设信息，２０１０，（４）：５２—５７． 王非．工程项目施工管理信息可视化技术研究与实现［Ｊ］．中 国西部科技，２００８，７（１８）：１５－１６． 王瑜，刘西涛，李健玲，等．３Ｄ—ＧＩＳ技术的发展与应用［Ｊ］． ２００９，２５（８）：５７－５８． 黄海波．基于数字城市的工程建设管理技术［Ｊ］．中国建设信 息，２００９，（２２）：４６—４９． 福建炼油乙烯一体化工程项目管理回顾与思考［Ｊ］． ［２］ 吴文信．石油化工建设，２０１０，３２（１）：１５．１９． ［３］ 王广斌，张洋，杨学英，等．工程项目建设信息化发展方 向——虚拟设计与施工［Ｊ］．武汉大学学报：工学版，２００８，４１ ｆ２１：９０－９３． ｆ编辑漆萍） Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ４Ｄ ｖｉｓｕａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ＥＰＣ ｐｒｏｊｅｃｔ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｃｈｅｎ Ｗｅｉｆｅｎｇ （Ｆｕｊｉｏｎ Ｒｅｉｎｉｆｎｇ＆Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｑｕａｎｚｈｏｕ Ｆｕｊｉａｎ ３６２８００） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌｉｎｇ（ＢＩＭ）ａｎｄ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｃａｓｅ ｏｆ ４Ｄ ｖｉｓｕａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｆｕｊｉａｎ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｒｅｆｉｎｉｎｇ＆ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ ＳＩＮＯＰＥＣ Ｆｕ－ ｊｉａｎ Ｒｅｆｉｎｉｎｇ＆Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ ｈａｖｅ ｐｒｏｖｅｎ ｔｈａｔ ｔｈｅ ４Ｄ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｃａｎ ｖｉｓｕａｌｌｙ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｅ－ ｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｂａｓｅｄ ｕｐｏｎ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｓｃｈｅｄｕｌｅ ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｖａｌｕａｂｌｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｄｅｃｉｓｉｏｎ ｍａｋｉｎｇ．Ａｓ ４Ｄ ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｉｎｔｅｇｒａｔｅ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｆｏｒｎｍａｔｉｏｎ，ａｃｈｉｅｖｅ ｉｆｏｒｎｍａｔｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ，ｉｎｔｅｇｒａ— ｔｉｏｎ，ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｌｅｖｅｌ ａｎｄ ｗｏｒｋｉｎｇ ｅｆｉｃｉｆｅｎｃｙ ｉｎ ｐｒｏｊｅｃｔ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｉｔ ｗｉｌｌ ｏｆｆｅｒ ｕｎｐａｒａｌｌｅｌｅｄ ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｉｎ ＥＰＣ ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：４Ｄ，ｖｉｓｕａｌ，ＥＰＣ ｃｏｎｔｒａｃｔ，ｐｒｏｊｅｃｔ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ＢＩＭ ！全！舍！舍！舍： ：舍：全：全：全：全：全：舍：全：全：全： 舍： 金： 岔：全：舍：金： ：岔： 舍：舍：金：舍：岔：金：／ 舍：岔：岔：舍： 岔：岔 金｛舍： （上接第２０页） Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｃａｔａｌｙｓｔ ｌｏｓｓ ｏｆ ＶＱＳ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ＦＣＣＵ ｓｅｔｔｌｅｒ Ｌｉ Ｊｉｘｉａｎｇ （ＳＩＮＯＰＥＣ Ｑｉｎｇｄａｏ Ｒｅｉｎｉｆｎｇ＆Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｑｉｎｇｄａｏ Ｓｈａｎｄｏｎｇ ２６６５００） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｆｔｅｒ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｃａｔａｌｙｓｔ ｌｏｓｓｅｓ ｉｎ ＶＱＳ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ＦＣＣＵ ｓｅｔｔｌｅｒ ｉｎ ＳＩＮＯＰＥＣ Ｑｉｎｇｄａｏ Ｒｅｆｉｎｉｎｇ ＆Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｔｔｌｅｒ ｗａｓ ａｄｊｕｓｔｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｓｏｌｖｅｄ ｔｈｅ ｃａｔａｌｙｓｔ ｌｏｓｓ ｐｒｏｂｌｅｍ， ｅｎｓｕｒｅｄ ｔｈｅ ｎｏｒｍａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅａｃｔｏｒ ａｎｄ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｓｙｓｔｅｍ，ｒｅｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｓｏｌｉｄ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｏｉｌ ｓｌｕｒｒｙ ａｎｄ ｅｌｉｍｉｎａｔｅｄ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｉｎ ｏｉｌ ｓｌｕｒｒｙ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｓｅ ｐｒｏｖｉｄｅ ｇｏｏｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓａｆｅ ｓｔａｂｌｅ ｏｐｅｒａ— ｔｉｏｎ ｏｆ ＦＣＣ ｕｎｉｔ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ＦＣＣ，ＶＱＳ，ｃａｔａｌｙｓｔ，ｌｏｓｓ
