FPSO建造后行阶段的精细化作业分解.pdf

第37 卷第4期2023 年8 月Journal of Jiangsu University of Science and Technology(Natural Science Edition)D0I:10.20061/j.issn.1673-4807.2023.04.003江苏科技大学学报（自然科学版）Vol.37No.4Aug.2023FPSO建造后行阶段的精细化作业分解高霆,王炬成,周红,李续鹏（1.江苏科技大学船舶与海洋工程学院，镇江2 12 10 0）（2.江苏现代造船技术有限公司，镇江2 12 0 0 3）摘要：针对FPSO后行阶段的调试困难问题,开展FPSO建造后行阶段的作业分解研究.首先，基于产品导向型作业分解结构，提出面向WO/WP的后行阶段精细化作业分解方法.其次，重点开展后行作业的分解研究，以精细化作业分解方法保证精细化生产，进而提高FPSO建造后行阶段作业效率.关键词：FPSO；后行阶段；作业分解中图分类号：U674.38Detailed work decomposition in the later stage of FPSO construction(1.School of Naval Architecture and Ocean Engineering,Jiangsu University of Science and Technology,Zhenjiang 212100,China)Abstract:Aiming at the dfficulty of commissioning in the later stage of FPSO construction,the work decomposi-tion research in the later stage of FPSO construction is carried out.Firstly,based on PWBS(Product-orientedWork Breakdown Structure),a refined work decomposition method for later stage oriented Wo/WP is proposed.Secondly,the decomposition of later operation is mainly researched,using the refined work decomposition meth-od to ensure the refined production,so as to improve the operation efficiency in the later stage of FPSO construc-tion.Key words:FPSO,later stage,work decomposition(floating production storage and offloading,FP-SO)是可对原油进行初步加工并存储的浮式生产储油卸油装置，其结构、工艺复杂，建造成本高 1-2 .FPSO 的建造涵盖详细设计到生产调试的全过程，建造过程面临较多困难：大量的特殊结构使得建造作业更为繁琐；FPSO设计包括船体、油气处理模块和单点（或多点）系泊部分，复杂程度远高于普通油船；FPSO建造后行阶段，重大设备和上部模块的功能调试是一大挑战 3-5.FPSO外形类似油船，但比油船要复杂很多，它兼具生产、储油和卸油的功能,涉及的复杂系统包括系泊定位系统、动力系统、油气处理系统、储油与外输系统、废水处理系统等.FPSO建造后行阶段，收稿日期：2 0 2 1-11-19基金项目：工信部项目（装函【2 0 18】47 3号）作者简介：高霆（197 9），男，讲师，研究方向为船舶先进制造技术.E-mail：g a o t i n g j a mt c.c o m引文格式：高霆，王炬成，周红，等.FPSO建造后行阶段的精细化作业分解 J.江苏科技大学学报（自然科学版）,2 0 2 3,37（4）：15-19.DOI：10.20061/j.issn.16734807.2023.04.003.文献标志码：AGAO Ting,WANG Jucheng,ZHOU Hong,LI Xupeng?2(2.Jiangsu Modern Shipbuilding Technology Co.Ltd.,Zhenjang 212003,China)调试工作是一大难点，涵盖船体调试、上部模块单机调试、集成调试以及海上调试等，需要针对各个系统，进行检查、测试及功能试验，检查系统的完整性,确保系统功能满足生产要求 6-8 .受限于后行调试没有相对应的标准工作包，现阶段各大船企多以“以包代管”将后行的调试工作外包给分包商，常常出现人力资源分配不均、管理不协调的情况.随着精益化造船模式的提出，国内诸多学者对船舶生产过程中的精细化作业分解方法进行研究，文献9 按照系统/区域/类型/阶段4大基本要素，提出了一种精益造船的作业分解方法；文献10 根据阶段、区域、类型、系统4个特征，对后行作业任务进行了分解；文献11文章编号：16 7 3-48 0 7(2 0 2 3)0 4-0 15-0 516针对后行阶段作业特点，基于产品导向型工程分解原理,开展了船舶后行作业的工程分解研究.精细化生产方式能够有效提高FPSO的建造效率,而精细化作业分解是精细化生产的重要前提.上述文献开展了船舶生产过程中的精细化作业分解方法研究，但未针对性地开展FPSO后行阶段的作业分解研究,因此，为提高FPSO的后行阶段作业效率，以产品导向型分解结构（product-oriented work breakdown structure,PWBS）为基础,开展FPSO建造后行阶段的作业分解研究.1PWBS精细化作业分解结构1.1各个作业阶段的分解层次PWBS分解结构以FPSO不同建造阶段的中间产品为导向，从纵向和横向两个维度进行精细化作业分解.横向分解以船舶生产的作业阶段进行划分，包括先行作业阶段的分段分解结构（blockworkbreakdown structure，BWBS）、搭载阶段的总段分解结构（erection work breakdown structure,EWBS）和区域分解结构（zone work breakdown structure，ZWBS），以及后行作业阶段的系统分解结构（sys-tem work breakdown structure,SWBS).FPSO建造各个阶段的分解，遵循中间产品建造顺序,结合船厂生产组织形式，按照由大到小的层次进行.图1为FPSO建造各个阶段的分解层次，依次为PWBS元素（中间产品）一WP（w o r kpackage,工作包）WO（w o r k o r d e r,派工单），体现了任务分解的精细化 12 。作业对象对应不同的作业阶段，PWBS元素主要分为分段分解结构PWBS元素（先行阶段）、总段分解结构（搭载阶段）、区域分解结构（搭载阶段）、系统分解结构（后行阶段）WP作为作业任务分解传递的重要载体，是生产部门指挥建工作包造作业的依据，是图纸发放、工时物量定额、生产资源分WP配、工程预算、进度评定和质量检验的基础。WO是对WP的进一步细分，是工作包按具体业务细分之后形派工单成的，WO是现场操作执行反馈的最小单位，是现场实际物WO量工时定额采集的来源。图1PWBS分解层次示意Fig.1 Schematic diagram of PWBS decomposition level1.2精细化作业分解原则WO/WP精细化作业任务的分解是以PWBS分解模式为基础，以各阶段中的作业任务为依据，再根据作业类型按一定层次分解为工作包WP，然后将WP继续细化分解成派工单WO对应到具体班组，并将派工单信息反馈给工作包.船舶建造过程中的生产管理以及信息分析以任务包为基本单位，这样的方式能够实时跟踪生产动态，有效控制江苏科技大学学报（自然科学版）工程的进度、资源、工时等，从而不断提高生产效率，缩短建造周期,降低造船成本 13（1）各层次上（PWBS元素WPWO）必须包含所有必要的组成部分，重点提升中间产品完整性、连续性和作业过程可控性；（2）分解层次分明，反映到计划制定阶段，各层计划相互关联，下层计划与上层计划存在对应关系,并受上一层计划的制约；（3）工作包WP尽可能安排到独立区域、独立班组作业，一般不跨阶段、不跨区域、不跨作业类型.每个工作包所包涵盖的信息主要包括：完成该工作所需的物量、人工和工时、作业的开始时间和结束时间、施工人员和施工地点等 141；（4）生产部门可以对WP工作包的划分进行调整，可以根据船型、设计及生产情况的不同,将副工种划分为实际工作包,并安排实际工作包计划；（5）工作包不包括配料、驾驶、搬运、往返配送、各类返工改样、等间接工种作业.1.3PWBS精细化作业分解的基本要素PWBS以中间产品为导向，进行精细化任务分解，将作业任务分解到可以对应到班组的WO15.因此，中间产品的生产特征分类（作业阶段、作业类型、作业区域和作业系统)也就是PWBS的分解基础.作业阶段分为内场阶段、预装、总组阶段、船坞搭载、码头晒装和单元生产阶段.作业类型分为船体、晒装、涂装和后行调试，晒装又分为制作和安装.每种作业类型在不同的作业阶段按主工种和副工种分解具体作业.船体作业主工种分为加工、组立和搭载,副工种为具体工种,如切割加工、预处理、小组立、中组立、大组立、支援划线、总组、搭载等；晒装制作主工种主要为铁、电、单元制作等，副工种为制作、组装、后处理等；晒装安装主工种主要为管子安装、铁安装、船室安装、机械安装、电装、模块安装、单元安装等，副工种为具体的安装类型；涂装作业主工种为冲砂和涂漆，副工种为船体冲砂涂漆、特殊冲砂涂漆、铁晒件冲砂涂漆、修补打磨等；后行调试主工种主要为系统效用，副工种为设备效用、系统完整性作业区域是船上的功能区域和生产的作业区域，通常分为舰部区域、机舱区域、货舱区域、部区域、上建区域和模块区域.作业系统按照不同的专业方向分为轮机系统、装系统、电气系统、冷空通系统等.2023年第4期2后行作业的分解2.1后行阶段SWBS的总体结构SWBS是以全船各个系统作为中间产品并以工程FPSO高霆，等：FPSO建造后行阶段的精细化作业分解系统基本发电机(1)轮机系统保船系统(2)(P)气体系统（3)管系系统(4)系泊系统(5)：电气系统电力系统(1)(E)照明系统(2)船内通信系统(3)设备控制系统(4)通讯导航系统(5)：17其完整性为导向进行分解的.区域完整性是保证系统完整性的前提,系统完整性的目的是系统和设备功能的调试与效用.图2 为系统分解结构SWBS.子系统/设备发电机(1)子系统/设备应急发电机(2)690V应急配电板(1)230V应急配电板(2)1kV中压配电板(3)：瓣装系统(D)冷空通(G)甲板机械(1)电梯（2)：空调系统(1)通风系统（2)锚绞机(1)备品吊（2)：空调系统(1)图2 SWBS分解结构示意Fig.2 Schematic diagram of SWBS decomposition structure2.2后行作业WO/WP编码结构针对繁杂的后行系统/设备的调试作业，为了确保工作包的唯一性，编制的编码结构如图3，便于现场作业人员能够快速高效的锁定作业内容.2.3后行阶段WP的分解后行作业定义为系统完整性作业，贯穿船舶下水前后到交船阶段，作业重点是保证系统完整性及设备功能完整性.图4为系统分解结构SWBS的WP分解结构示意.以通用型FPSO为例,其后行调试作业任务的分解方式如表1.系统/设备系统/设备Fig.4WP breakdown structure diagramof SWBSWP编码图3后行调试作业WO/WP编码Fig.3WO/WP code oflater commissioning stage作业类型主工种后行调试系统效用(C)图4SWBS的WP分解结构示意基本发电机调试程序（派工单WO代码）码头阶段（作业阶段代码）设备效用（副工种代码）系统效用（主工种代码）后行调试（作业类型代码）系统（系统代码）副工种设备效用系统完整性18系统/设备M11M12：M21M22M23M24M25M26：F11F12F13：V11V12V13：E11E12E13E51E52：2.4后行阶段WO的分解表2 为后行系统调试作业的WO分解Table 2WO decomposition of subsequent system commissioning stageWOWP编码WP描述M11CS15基本发电机效用M12CS15应急发电机效用M21CS25淡水供给系统完整性检验M21CS25淡水供给系统完整性检验M22CS25生活污水系统完整性检验M22CS25生活污水系统完整性检验M23CS25消防水系统完整性检验M23CS25消防水系统完整性检验F11CS15锚绞机效用F13CS15系泊绞车效用V11CS25空调系统完整性检验V12CS25通风系统完整性检验V13CS25冷藏系统完整性检验E11CS15690V应急配电板效用E12CS15230V应急配电板效用E13CS151KV中压配电板效用E51CS25通导系统完整性检验E52CS25航行信号灯系统完整性检验：江苏科技大学学报（自然科学版）表1后行系统调试作业的WP分解Table 1WP decomposition of subsequent system commissioning stage作业类型主工种后行调试系统效用(C)(S)表2 后行系统调试作业的WO分解WO派工单描述技能编码01基本发电机效用调试01应急发电机效用调试01淡水供给系统效用02淡水供给系统密性01生活污水系统效用02生活污水系统密性01消防水系统效用02消防水系统密性01锚绞机效用调试01系泊绞车效用调试01空调系统效用01通风系统效用01冷藏系统效用01690V应急配电板效用调试01230V应急配电板效用调试011KV中压配电板效用调试01通导系统效用01航行信号灯系统效用：2023年工种WP编码副工种设备效用(1)：系统完整性检验(2)设备效用(1)：系统完整性检验(2)设备效用(1)系统完整性检验(2)设备效用设备效用系统效用系统密性系统效用系统密性系统效用系统密性设备效用设备效用系统效用系统效用系统效用设备效用设备效用设备效用系统效用系统效用：WP描述M11CS15基本发电机效用M12CS15应急发电机效用：M21CS25淡水供给系统完整性检验M22CS25生活污水系统完整性检验M23CS25消防水系统完整性检验M24CS25低倍泡沫系统完整性检验M25CS25高倍泡沫系统完整性检验M26CS25气体灭火系统完整性检验：F11CS15锚绞机效用F12CS15备用吊效用F13CS15系泊绞车效用：V11CS25空调系统完整性检验V12CS25通风系统完整性检验V13CS25冷藏系统完整性检验：E11CS15690V应急配电板效用E12CS15230V应急配电板效用E13CS151KV中压配电板效用E51CS25通导系统完整性检验E52CS25航行信号灯系统完整性检验：物单工部门量位时班组调试部调试部调试部调试部调试部调试部调试部调试部调试部调试部调试部调试部调试部调试部调试部调试部调试部调试部：作业第4期WO的分解是将不同的工作包WP分解为以施工班组作业为单位的最小生产作业单位，并对WO进行描述，定义作业物量及单位、计划工时和所属部门等.WO的派发是对应到班组的,因船舶系统错综复杂且相互之间联系紧密,所以在WO的派发时多是一组多能,这样既可缩减人员成本也可提高作业效率.3结论FPSO建造后行阶段，面临重大设备和上部模块的功能调试等挑战，为提高FPSO后行阶段作业效率，文中开展FPSO建造后行阶段的精细化作业分解研究，为FPSO后行阶段的精细化作业提供可行性方案.（1）基于产品导向型作业分解结构，结合FP-SO建造后行阶段的实际作业内容，提出了FPSO后行阶段的SWBS,为后行阶段WO、WP的分解提供了元素基础。（2）以系统/设备为单位，制定FPSO的后行作业阶段编码规则，对后行调试作业进行了WO、WP分解，实现了FPSO建造后行阶段的精细化任务分解，为FPSO后行阶段的精细化作业提供了一定的参考价值.参考文献(References)1韩熠,黄曙光,方，等.FPSO发展现状及趋势分析J化学工程与装备,2 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