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(xiàng)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(shí)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(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)分析。提出了強(qiáng)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(yàn)收等有效應(yīng)對措施，以及保證工況數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)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(yù)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(xiàng)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(diǎn)項(xiàng)目，其管理系統(tǒng)借助物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)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(diǎn)

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(xiàng)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(shí)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(yàn)、旁站”管理模式進(jìn)入“借助智能工地進(jìn)行項(xiàng)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(diǎn)。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(diǎn)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(jì)，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(diǎn)。

2  改進(jìn)提升監(jiān)理能力的措施

2.1  強(qiáng)化知識和管理培訓(xùn)

組織開展系列智能管道專項(xiàng)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(diǎn)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(diǎn)。

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。現(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(shí)、真實(shí)、完整、準(zhǔn)確。對施工機(jī)組實(shí)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(shí)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(bǔ)充，充分發(fā)揮平臺管控作用。

（1）改進(jìn)無損檢測管理流程。現(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(bào)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(shí)現(xiàn)了監(jiān)理平臺無損檢測申請—指令—報(bào)告全流程在線流轉(zhuǎn)，同時(shí)自動統(tǒng)計(jì)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(jì)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(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)發(fā)送和閉合管理。現(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(shí)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(jì)和自動分析（圖 2），供監(jiān)理人員找準(zhǔn)管控重點(diǎn)。

圖 2 隱患辨識統(tǒng)計(jì)

（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(jì)功能（圖 3），如：①xx點(diǎn)xx分到達(dá)施工現(xiàn)場，附一張全景照片；②xx點(diǎn)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(diǎn)xx分離開施工現(xiàn)場，可不附檢查照片；④xx點(diǎn)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(shí)效。

圖 3 人員定位統(tǒng)計(jì)

（4）全過程追蹤施工質(zhì)量。通過開發(fā)施工質(zhì)量報(bào)驗(yàn)管理模塊，實(shí)現(xiàn)以下功能：詳細(xì)統(tǒng)計(jì)每個工序的質(zhì)量驗(yàn)收情況并自動分析；根據(jù)焊口號對應(yīng)查驗(yàn)該道焊口完成時(shí)間、管材情況、外觀質(zhì)量情況及無損檢測申請、指令、報(bào)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(yàn)收情況進(jìn)行記錄；對返修、割口、剝離試驗(yàn)等關(guān)鍵控制點(diǎn)設(shè)置專欄管理，并將影像資料及現(xiàn)場驗(yàn)收情況上傳。質(zhì)量報(bào)驗(yàn)從焊口完成后進(jìn)行跟蹤，彌補(bǔ)了全生命周期管理平臺的空白。

2.4  實(shí)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(shí)點(diǎn)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(yàn)收，實(shí)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(shí)時(shí)可讀

目前工況數(shù)據(jù)未能充分發(fā)揮實(shí)時(shí)采集的功能和優(yōu)勢。如果焊接作業(yè)人員在作業(yè)時(shí)能夠?qū)崟r(shí)讀取工況參數(shù)，可據(jù)此實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)瞬時(shí)點(diǎn)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(yàn)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(yùn)營，全生命周期管理”是智能管道的核心理念，其對統(tǒng)計(jì)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(yàn)收管理、進(jìn)度管理、投資管理、設(shè)計(jì)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(bǔ)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(shí)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(shí)時(shí)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(bǔ)錄資料又實(shí)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(shí)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(yù)評價(jià)

全生命周期管理平臺已建立了工程人員信譽(yù)評定體系和施工單位信譽(yù)評價(jià)體系。建議在后續(xù)項(xiàng)目招標(biāo)時(shí)，據(jù)此對以往作業(yè)人員信譽(yù)和施工單位信譽(yù)進(jìn)行評價(jià)，將其作為投標(biāo)人業(yè)績信譽(yù)考評項(xiàng)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。

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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(xiàng)目管理工作。聯(lián)系方式：13911053979，13911053979@163.com。