谷青悅1 張俊明1 劉純婧2 田瑞鵬3

1. 北京斯派克工程項目管理有限責(zé)任公司； 2.中國石油天然氣第七建設(shè)公司； 3.國家管網(wǎng)集團(tuán)北方管道公司

摘要：以中俄東線天然氣管道工程為例，介紹了智能管道建設(shè)過程中監(jiān)理管理實踐。針對現(xiàn)場監(jiān)理管理思維難轉(zhuǎn)變、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集繁多且可信度不可控、監(jiān)理管理平臺與智能管道系統(tǒng)對接困難、利用采集數(shù)據(jù)進(jìn)行QHSE管控難度大等智能管道建設(shè)監(jiān)理管理難點進(jìn)行了詳細(xì)分析。提出了強化智能管道知識培訓(xùn)、嚴(yán)把數(shù)據(jù)輸入關(guān)口、深入開發(fā)監(jiān)理管理平臺、開展工況數(shù)據(jù)驗收等有效應(yīng)對措施，以及保證工況數(shù)據(jù)實時可讀、開發(fā)監(jiān)理平臺數(shù)據(jù)分析功能、執(zhí)行竣工資料電子化、重視作業(yè)人員和施工單位信譽管理等建議。

關(guān)鍵詞：智能管道；工程建設(shè)；監(jiān)理管理；監(jiān)理平臺；數(shù)據(jù)采集

近年來，我國管道建設(shè)工程積極探索施工過程與信息技術(shù)相結(jié)合的施工管理新途徑， 2003年冀寧聯(lián)絡(luò)線工程首次提出數(shù)字管道建設(shè)目標(biāo)，2005年雙蘭管道建設(shè)首次應(yīng)用全生命周期系統(tǒng)，2008年全面推廣施工數(shù)據(jù)采集與項目管理信息化，2012年啟動管道全生命周期研究，2017年提出全面建設(shè)智能管道新目標(biāo)[1-5]。中俄東線是國內(nèi)首條智能管道建設(shè)試點項目，其管理系統(tǒng)借助物聯(lián)網(wǎng)、云計算及人工智能技術(shù)，采用“端+云+大數(shù)據(jù)”架構(gòu)，總體分為感知層、傳輸層、數(shù)據(jù)層、算法層及應(yīng)用層，建立了管道全生命周期數(shù)據(jù)庫，為管道建設(shè)提供智能分析和決策支持，用信息化手段提升質(zhì)量、進(jìn)度、安全管控能力。這對傳統(tǒng)的管道建設(shè)工程監(jiān)理管理提出了挑戰(zhàn)。

1  智能管道建設(shè)監(jiān)理工作難點

1.1  原有監(jiān)理模式需要變革

中俄東線由視頻監(jiān)控、機(jī)具工況系統(tǒng)和機(jī)組可視化三項子系統(tǒng)組成的智能管道管理系統(tǒng)是一次管理思維的巨大變革。對監(jiān)理人員素質(zhì)提出了很高的要求，同時也增加了日常工作量，引發(fā)了部分監(jiān)理人員對新技術(shù)新方法的抵觸。如何盡快使監(jiān)理人員從傳統(tǒng)的“巡視、平行檢驗、旁站”管理模式進(jìn)入“借助智能工地進(jìn)行項目監(jiān)理”管理模式，成為亟需解決的一大難題。

1.2  基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可信度難以控制

在“端+云+大數(shù)據(jù)”體系架構(gòu)下，“端”數(shù)據(jù)可信度是智能管道的基礎(chǔ)。如一道焊口數(shù)據(jù)需要現(xiàn)場操作人員使用掃碼槍（機(jī)組通）分別對管材二維碼和根焊、填充、蓋面等焊接人員二維碼以及焊接設(shè)備二維碼進(jìn)行掃描后方可形成焊口二維碼，焊口二維碼是所有工況數(shù)據(jù)的歸集點。由于數(shù)據(jù)繁雜，現(xiàn)場操作人員出現(xiàn)漏掃、錯掃的概率極高，很容易從數(shù)據(jù)錄入端即出現(xiàn)錯誤。數(shù)據(jù)上傳至PCM（油氣管道ERP建設(shè)管理子系統(tǒng)）平臺后，監(jiān)理人員需要對每道焊口的焊接數(shù)據(jù)、無損檢測數(shù)據(jù)、防腐數(shù)據(jù)等進(jìn)行審核，數(shù)據(jù)體量大，準(zhǔn)確度和可信度難以控制。

1.3  管理系統(tǒng)對接困難

監(jiān)理單位自主開發(fā)的監(jiān)理管理平臺及APP軟件與智能管道管理系統(tǒng)出發(fā)點不同，導(dǎo)致兩個系統(tǒng)互不銜接、數(shù)據(jù)不兼容，監(jiān)理人員要在兩個系統(tǒng)平臺開展工作，一定程度上增加了管理難度。

1.4  數(shù)據(jù)利用率低

據(jù)統(tǒng)計，焊接機(jī)組日平均焊接16道口，防腐機(jī)組日平均防腐25道口，每道焊口約6000條工況采集數(shù)據(jù)，以及焊接數(shù)據(jù)、防腐數(shù)據(jù)、相關(guān)影像資料等全部記錄在PCM平臺，形成體量巨大的智能管道建設(shè)數(shù)據(jù)。如何促使施工現(xiàn)場 “死”數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)場管控“活”數(shù)據(jù)，是監(jiān)理管理需要攻克的難點。

2  改進(jìn)提升監(jiān)理能力的措施

2.1  強化知識和管理培訓(xùn)

組織開展系列智能管道專項培訓(xùn)。宏觀方面，講授智能管道發(fā)展歷程及智能管道優(yōu)勢，加深監(jiān)理人員對智能管道的理解；微觀層面，從現(xiàn)場設(shè)備工作原理、施工重點等方面，提高監(jiān)理人員對現(xiàn)場的管控能力，將智能管道現(xiàn)場管理納入日常監(jiān)理管理重點。

2.2  嚴(yán)把數(shù)據(jù)錄入關(guān)口

將二維碼、RFID、攝像頭、手機(jī)終端等設(shè)備列入每日檢查清單�，F(xiàn)場審核所采集數(shù)據(jù)，施工完畢后數(shù)據(jù)同步至全生命周期數(shù)據(jù)庫進(jìn)行二次審核，詳細(xì)檢查焊接、防腐施工數(shù)據(jù)以及相關(guān)影像記錄，保證數(shù)據(jù)錄入及時、真實、完整、準(zhǔn)確。對施工機(jī)組實施視頻監(jiān)控、GPS定位、視頻采集、VPN連接、現(xiàn)場電腦終端開啟遠(yuǎn)程查看等，對達(dá)不到視頻監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集要求的施工機(jī)組下達(dá)停工令。同時每個監(jiān)理區(qū)段配備經(jīng)過培訓(xùn)的數(shù)據(jù)處理人員，輔助監(jiān)理工程師對施工單位的焊口坐標(biāo)數(shù)據(jù)采集工作進(jìn)行監(jiān)督。

2.3  完善監(jiān)理管理平臺功能

通過深度開發(fā)監(jiān)理管理系統(tǒng)，使其更加完善并與全生命周期管理平臺有效契合，相互補充，充分發(fā)揮平臺管控作用。

（1）改進(jìn)無損檢測管理流程�，F(xiàn)場監(jiān)理人員每日需接收施工承包商提交的焊口檢測申請，檢查確認(rèn)后向無損檢測單位發(fā)出無損檢測指令，無損檢測單位評判完成后將報告反饋監(jiān)理部門，過程中無損檢測工程師工作量很大。通過開發(fā)無損檢測模塊，實現(xiàn)了監(jiān)理平臺無損檢測申請—指令—報告全流程在線流轉(zhuǎn)，同時自動統(tǒng)計每道焊口的缺陷位置和特征（圖 1），輔助監(jiān)理人員分析現(xiàn)場焊接情況，有利于降低監(jiān)理人員的重復(fù)勞動，提升現(xiàn)場焊接質(zhì)量監(jiān)控水平。

圖 1 焊口缺陷統(tǒng)計功能

（2）提升QHSE管理水平。通過開發(fā)隱患辨識手機(jī)管理功能，實現(xiàn)了實時發(fā)送和閉合管理�，F(xiàn)場監(jiān)理人員可用手機(jī)直接發(fā)布辨識出的QHSE（質(zhì)量管理體系）隱患，由監(jiān)理部門確認(rèn)并通知責(zé)任單位落實整改，整改完畢后由現(xiàn)場監(jiān)理人員進(jìn)行確認(rèn)。該平臺對隱患類型、分布、趨勢進(jìn)行自主統(tǒng)計和自動分析（圖 2），供監(jiān)理人員找準(zhǔn)管控重點。

圖 2 隱患辨識統(tǒng)計

（3）促進(jìn)監(jiān)理人員現(xiàn)場履職。通過開發(fā)監(jiān)理人員定位統(tǒng)計功能（圖 3），如：①xx點xx分到達(dá)施工現(xiàn)場，附一張全景照片；②xx點xx分開展巡檢或關(guān)鍵工序監(jiān)督檢查內(nèi)容，附相應(yīng)檢查照片；③xx點xx分離開施工現(xiàn)場，可不附檢查照片；④xx點xx分完成當(dāng)日巡檢工作，開始返回監(jiān)理部門。有效促進(jìn)了監(jiān)理管理與現(xiàn)場管理聯(lián)動，提高了信息共享程度和問題解決時效。

圖 3 人員定位統(tǒng)計

（4）全過程追蹤施工質(zhì)量。通過開發(fā)施工質(zhì)量報驗管理模塊，實現(xiàn)以下功能：詳細(xì)統(tǒng)計每個工序的質(zhì)量驗收情況并自動分析；根據(jù)焊口號對應(yīng)查驗該道焊口完成時間、管材情況、外觀質(zhì)量情況及無損檢測申請、指令、報告，以及焊接影像資料；對防腐施工過程關(guān)鍵參數(shù)及質(zhì)量驗收情況進(jìn)行記錄；對返修、割口、剝離試驗等關(guān)鍵控制點設(shè)置專欄管理，并將影像資料及現(xiàn)場驗收情況上傳。質(zhì)量報驗從焊口完成后進(jìn)行跟蹤，彌補了全生命周期管理平臺的空白。

2.4  實現(xiàn)焊接質(zhì)量線式控制

在傳統(tǒng)焊接質(zhì)量檢查過程中，監(jiān)理人員只能對焊接電流、電壓等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行瞬時點式管理，這些數(shù)據(jù)不能全面代表焊接工藝執(zhí)行情況。監(jiān)理平臺每隔5秒采集一組工況數(shù)據(jù)，詳細(xì)記錄焊接過程中工藝執(zhí)行情況，使焊口施工過程透明化。據(jù)此，監(jiān)理人員到施工現(xiàn)場不僅可以對焊口的外觀質(zhì)量進(jìn)行檢查，還可以使用工況采集系統(tǒng)對焊接過程中的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行驗收，實現(xiàn)了焊接質(zhì)量連續(xù)線式管理，有效提高了質(zhì)量管理可靠性。

3  改進(jìn)建議

3.1  工況數(shù)據(jù)實時可讀

目前工況數(shù)據(jù)未能充分發(fā)揮實時采集的功能和優(yōu)勢。如果焊接作業(yè)人員在作業(yè)時能夠?qū)崟r讀取工況參數(shù)，可據(jù)此實時調(diào)整焊接作業(yè)方式，提高焊接質(zhì)量。監(jiān)理人員可以實現(xiàn)傳統(tǒng)瞬時點式檢查到連續(xù)線式檢查的轉(zhuǎn)變，提高了施工過程監(jiān)控程度，質(zhì)量驗收的可靠性將會大幅提升。

3.2  開發(fā)數(shù)據(jù)分析功能

“全數(shù)字化移交，全智能化運營，全生命周期管理”是智能管道的核心理念，其對統(tǒng)計結(jié)果的重視程度有余，對施工過程QHSE管控重視程度不足。監(jiān)理平臺中的無損檢測管理、隱患辨識管理、質(zhì)量驗收管理、進(jìn)度管理、投資管理、設(shè)計管理等管理模塊均側(cè)重于過程控制，是對智能管道建設(shè)系統(tǒng)的有益補充。建議積極推動監(jiān)理管理平臺數(shù)據(jù)分析功能開發(fā)，實現(xiàn)管道建設(shè)全過程監(jiān)理管控。

3.3  竣工資料電子化

按照“現(xiàn)場采集、實時確認(rèn)、逐日歸檔、統(tǒng)一組卷”的思路，全面推廣竣工資料電子化。隨工程建設(shè)進(jìn)展同步形成數(shù)字化竣工資料，集中統(tǒng)一管理。在PCM系統(tǒng)中將施工過程中采集的數(shù)據(jù)生成表單，使用移動終端和電子簽名同步簽署形成竣工資料。既可以避免事后補錄資料又實現(xiàn)竣工資料與施工過程同步完成，保證快速完成數(shù)字化移交。

3.4  數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)化

目前現(xiàn)場CPP焊接設(shè)備、CRC焊接設(shè)備、熊谷焊接設(shè)備數(shù)據(jù)存儲標(biāo)準(zhǔn)不一，數(shù)據(jù)格式不一致，需要監(jiān)理人員逐條整理，數(shù)據(jù)體量巨大，工作非常繁重。建議改進(jìn)焊機(jī)數(shù)據(jù)存儲方式，統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)管理。

3.5  重視施工單位和人員信譽評價

全生命周期管理平臺已建立了工程人員信譽評定體系和施工單位信譽評價體系。建議在后續(xù)項目招標(biāo)時，據(jù)此對以往作業(yè)人員信譽和施工單位信譽進(jìn)行評價，將其作為投標(biāo)人業(yè)績信譽考評項目的重要組成部分，提升建設(shè)工程承包商對質(zhì)量管理的重視程度，促進(jìn)承包商自主管理和履職，保證工程質(zhì)量。

 

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：谷青悅，工程師，1988年生，2013年碩士畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程管理專業(yè)，現(xiàn)主要從事石油天然氣建設(shè)工程項目管理工作。聯(lián)系方式：13911053979，13911053979@163.com。