FPSO建造后行阶段的精细化作业分解

2023-10-09王炬成李续鹏

江苏科技大学学报(自然科学版) 2023年4期

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 212100)

(2.江苏现代造船技术有限公司,镇江 212003)

(floating production storage and offloading,FPSO)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,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]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.

1 PWBS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(block work breakdown 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(system 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)→WP(work package,工作包)→WO(work order,派工单),体现了任务分解的精细化[12].

图1 PWBS分解层次示意

1.2 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→WP→WO)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[14];

(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.

1.3 PWBS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WO[15].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、预舾装、总组阶段、船坞搭载、码头舾装和单元生产阶段.

作业类型分为船体、舾装、涂装和后行调试,舾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;舾装制作主工种主要为铁舾、电舾、单元制作等,副工种为制作、组装、后处理等;舾装安装主工种主要为管子安装、铁舾安装、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、铁舾件冲砂涂漆、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,通常分为艉部区域、机舱区域、货舱区域、艏部区域、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、舾装系统、电气系统、冷空通系统等.