基于成本分析海洋工程模块化建造设计
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摘 要：近些年，海洋工程建造中出现一种新兴的建造模式——模块化建造，这种全新的建造模式不但可以高效的整合有利资源，还可以帮助工程提前竣工，凭借着其高效率与低成本的突出优势，已经渐渐成为海洋工程建造中的重要技术，并作为其重要发展方向不断向前推进。基于成本分析海洋工程模块化建造设计进行具体分析发现，相比于旧式海洋工程建造模式中的各个层次，模块化建造设计可以显著降低海洋工程施工中设计改变所引发的材料花费，而且可以减少海洋工程施工中大型装备的使用次数，减少海洋工程中不必要的滑道设备使用时间，同时还可以减少施工中的高空脚手架建设、减少施工中的人工成本。最后通过具体海洋工程施工项目分析，验证海洋工程模块化建造设计可以降低施工成本的具体途径。
关键词：成本分析;海洋工程;模块化;建造设计
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.100
海洋工程主要对海洋资源进行的各种活动如开发、恢复、建造以及利用为主，一般施工场地设置在海岸线旁。海洋工程的建设和施工相比于陆地工程的难度增大，受到多种海洋环境因素（台风、潮汐、海流等）的影响，工程施工很难顺利展开。但近些年各种新兴建造技术发展势头的日益迅猛，被逐渐应用于各个行业领域中，而模块化建造以降低施工成本与提升工程施工效率的特殊优势，受到各个施工工程项目的青睐，因此也逐渐取代传统的海洋施工模式，成为现阶段的主流建造模式，并著减少了海洋工程建造成本。
1 模块化建造的内涵
模块化建造是指区别于传统工程项目的施工方式，它将施工项目的各个环节分成不同的模块，每一个模块把结构主体、机器、电路、管道、涂装等部分集合成一个整体，再把这些模块合为一体的施工模式。因此相较于传统的施工活动，模块化建造必须要和产品制造、模块具体设计策略以及具体情况相结合，才能在保证其专业性同时最大发挥作用。模块化建造相比于旧的传统的施工建造，模块化建造具有以下几个方面的优势。第一，模式化建造作为一种高效率、低成本和安全的新兴建造模式，已成为海洋工程领域的重要技术以及发展趋势。模式化建造通过高效利用已有施工材料和反复利用过往材料，把相似的、反复的施工过程模式化和定制化，把分散的、简易的工作整合化，以此来增加施工各部分的收益、质量，达到提高工程质量的目的。详细建造流程就是通过具体设计、施工设计、现场建造、分散制作等各个部分或者每一个单独部分，把不同的阶段整合到一起，工业化、程序化地完成不同环节的一体化建造，并利用吊装与装运设备的使用，将各个模块进行组装，从而在保证施工效率的同时，最大化的减少资本投入。第二，模块化建造相比于舊的传统的海洋工程施工建造模式，在建筑材料使用、建筑设备使用、人力投入、施工安全管理等方面的建造成本都显著降低。第三，模块化建造能够把一部分产品同时放在不同场所完成，主要部分在运输安装以及抵达施工现场之前就完成拼装，这样不单单能够避免在海洋工程施工过程中出现误差，而且还没有施工场地限制，从而显著减少施工时间，提高了施工建造效率。第四，传统构件式建造在工程项目施工中多多少少会在部分设备的安装过程中出现一些调试和改变，但是在模块化建造中非常完美的避开这些情况，因为模块化建造的绝大部分设施早在工程设计之时就已经考虑在内，所以相比较而说更加完整。
2 成本分析下海洋工程模块化建造设计的具体应用
2.1 减少工程设计改变情况
模块化设计是海洋工程模块化建造重要内容，具体应用策略是将工程项目划分为不同的模块，并使用电子信息技术对其进行三维模型设计，以达到对不同模块进行整合和优化设计的目的。因此，海洋工程在使用模块化设计时，除了应该考虑基础系统情况外，还要设计工程施工活动的总体建设思路，将施工活动、模块设计以及项目管理工作的先后关系进行协调，使不同模块能够以最高的效率输送至车间组装，以保证海洋工程建造活动高效完成，从而在减少工程设计改变情况的同时，降低工程设计改变引起的材料成本。
目前低成本的模块化建造设计，在施工材料的选择方面已经有具体的标准和要求，但随着时代的发展，有些标准已经过时，设计师在思考标准的同时要多想想有没有更适合的选择。海洋工程设计时要尽量选择可以再生、可以重复使用、对海洋环境没有危害的建造材料，与此同时还要保证所选材料来源广、成本低、性价比高，用最少的材料达到最佳的质量。另外，还可以利用标准化手段减少施工材料的种类，比如建筑表面装饰、油漆种类等。但是材料种类过少又会造成建造多样性的降低，所以要依据海洋工程的建造规模来决定施工材料的种类。
2.2 减少设备作业台班的模块化设计
许多施工材料与设备都需要依靠大型履带吊机，造成施工场所很容易被大量的履带吊机和站车位置影响施工活动的顺利开展。而应用模块化设计的海洋工程，可以在施工活动开展前将模块在其他场地或车间进行建造，然后再输送至各个建造现场，减少使用设备作业台班的成本，并可以有效减少对各种履带吊机的使用次数，从而在保证工程进度的过程中完成成本控制。
2.3 降低滑道占用时间的模块化设计
海洋施工模块的总装场地必须采用滑道来进行总体组装，对于不同的装置和设备，可以依据设计安排整体进入滑道进行组装。在这种条件下完成整体的组装后，再通过利用船舶完成海上油气田的输送工作，因此滑道在一定程度上也成为工程建设的重要内容，尤其是在同时开展多个工程项目时，各个项目对滑道的使用率直接与工程建造成本的高低有关。
但在模块化设计中，海洋工程建造可以让多个作业单位同时施工，并将重要路径中的模块输送至其他施工场地，如车间或其他建造地点，从而在提升施工效率的同时降低滑道占用的时间，提高建筑资源使用率的过程中有效降低成本投入。
2.4 减少高空脚手架数量的模块化设计
为了保障施工人员安全和工程顺利开展，传统的海洋工程施工进行高空作业时要求搭建脚手架和防护网，此外施工人员在施工过程中必须要携带安全带、安全帽与跳板等各种类型的安全保障工具，并通过标准监护工人的安排，来保障建造施工活动的顺利开展，虽然这些措施能够有效的降低施工事故发生的概率，但同时也存在着投资成本高、施工效率低的问题。海洋工程使用模块化建造，能够对施工机械、管道、电路等专业安装步骤开展整体化设计安排，并将其转变为地面安装，减少施工中高空作业的脚手架和防护网的搭建和人力物力的投入，从而在降低高空手脚架数量以及各种搭建费用的同时，保证工程建造效益的最大化。 2.5 减少投入资金的模块化设计
在建造施工活动中，机械、管路、电路等内容可以同时施工，加快工程项目的进程。而且在模块化建造设计过程中，很大程度上减少施工人员施工过程中的工作量和危险性，有助于提高监查工作的顺利
开展。同时，模块化设计对施工空间拥挤的现象进行改善，改变传统施工环境，使高空搭建脚手架的数量与架子钢管等靠人力传送的现象逐渐减少，因此在施工效率有效提升的过程中，施工人员的劳动强度也随之减弱，使工程资金投入在施工作业更加便捷的前提下逐渐降低，从而有效保证建筑效益空间的最大化。
海洋工程应用模块化建造时，能够使工程项目的各个分支模块同时开展施工作业，所以相较于传统海洋施工工程而言，能够有效减轻施工人员的工作量并提升施工效率，从而在改善工程作业施工环境的同时，减少施工安全事故情况出现。海洋工程中的一部分高空危险作业可以被转移到陆地上进行施工，因此可以使工程管理人员更直接的开展管理工作，在杜绝施工安全隐患的同时，保证施工人员的生命安全，在潜移默化的过程中，减少因为安全事故而额外支出的各种资金投入。
2.6 有效降低海洋工程油漆材料成本
通过模块化建造能够降低传统建造过程中，出现的因后期施工中新添加的附件而破坏甲板片的油漆，因此可以减少很多打磨和修补的工作，海洋工程模块化建造中的大部分附加构件可以和甲板片一起涂装，能够有效的提升涂装效率，从而降低油漆材料的成本。
2.7 提高质量的同时降低质量成本
施工过程地面进行焊接工作环境比高空作业更好（如避风、预热等），更加有助于保障焊接质量。通过把海洋工程施工现场的建设活动大部分转移到易控制、易操作的专业制作车间中操作。这样不仅可以保证制造活动的快速、有序进行，还可以简易、实时反馈情况和总结经验，更加容易控制工程施工质量;减少因分开检查或者检查不到位导致的质量问题而增加成本费用。
2.8 降低安全管理成本和施工风险成本
海洋工程模块化建造可以对各个模块进行同时施工，最大程度的减少施工人员和工作量、施工交互作业、施工现场设施、临时搭建厂房等设施，还可以改善人员施工环境，降低施工风险。模块化建造将一些高空作业转变为地面作业，减轻空间式交叉工作强度，显著降低安全风险，有效保障施工人员的人身安全，同时保障工程施工成本的合理支出。
2.9 统筹优化建造方案，减少总体建造成本
海洋工程利用模块化建造，有助于整体统筹，优化建设方案，减少整体工程造价。模块化建造主要通过在设计过程中合理安排各种生产设计、工程施工以及管理等各方面关系，从机械和材料角度，综合各种有利资源，整体考虑施工过程中的各种条件和情况，然后选择最佳方案进行实施，选择综合风险最小、成本最低的方案进行施工。
3 结束语
海洋工程模块化建造作为一种新兴的建造方式，为未来海洋工程建设发展起到了积极的推进作用，同时其显著的优越性已经获得当前行业领域的广泛认可，因此必将成为海洋工程建造中的佼佼者。
参考文献：
[1]王繼耕，毕祥元.基于成本分析海洋工程模块化建造设计[J].中国石油和化工标准与质量，2018，38（20）：92-93.
[2]王伟，赵彩云，李波，黄太安，刘文思，胡月双，焦茗，史其麒.模块化海洋工程项目中电缆分支路径排布方式的选择[J].石油和化工设备，2018，21（07）：42-43.
[3]王德旭.海洋工程模块近海吊装方案设计研究[D].大连理工大学，2017.
[4]王家军，王海波.浅析全站仪在海洋工程模块尺寸控制中的应用[J].中国石油和化工标准与质量，2017，37（01）：58-59.
[5]赫宝春.论海洋工程模块化建造的成本优化[J].中国造船，2014，55（01）：201-207.
[6]刘旸.船舶与海洋工程专业本科模块化教学体系构建与兴趣教学方法研究[J].船海工程，2011，40（04）：74-77.
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