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【设计】海外矿山工程设计与中国设计的有什么不同?

金属矿山2018-06-10 09:00:26

除与我国规定相一致的文件外,海外矿山工程设计还需提交P&ID。P&ID在西方设计行业是最普遍和被看重的一份设计文件,是整个设计工作的最基础的准则文件。然而,在国内,仅中国石化和电力行业绘制P&ID比较成熟,在中国矿山行业几乎不出P&ID,即便个别项目有所涉及,内容和深度也不尽完善。

详细设计阶段的管道设计也是海外矿山项目设计最具挑战性的一项工作。由于海外施工单位要求照图施工,任何一点变化均需出设计变更,而变更签证会造成现场施工费用非常高,因此如按中国传统的二维管道设计习惯和流程,其设计图纸的内容、方式和精度远远不能满足项目的要求。

澳洲人对设计文件和图纸要求非常高,对任何设计细节都要刨根问底,这对设计人员设计图纸的深度和表达是个很大的考验。要把经验的东西用图纸或文字描述清楚是非常困难的。从目前现场施工情况看,澳洲施工单位确实如开始了解的情况一样,如果没有相关图纸,施工人员将不知所措,会拒绝相关的施工,一定要有图纸才能进行施工。这与中国可以边设计、边施工,或为了赶工期,先施工后补设计图纸的做法有很大差别。

专业划分的不同

西方国家与中国国内的专业划分有很大的区别。西方咨询公司一般分为:工艺、机械、土建、钢结构、电力、仪表、管道7个专业;而中国专业分得非常细,矿山设计项目一般包含十几个专业。二者在分工上也有差别,有些甚至找不到对应关系。

例如:选矿厂设计的主工艺专业除负责项目的工艺流程制定和设计外,同时还要负责所有工艺流程中的金属结构件的设计,然而在西方咨询公司,这部分的工作完全由机械专业人员来承担。这样造成的结果是:在进行设计图纸审核和沟通的时候,中方的工艺工程师由于对机械加工制造知识不够专业和娴熟,往往难以对西方的机械工程师提出的一些非常专业细致的机械加工制造问题给出令对方满意的答复。而西方工艺工程师需要负责的整个工艺的检测和控制的工作,在中国有些内容又属于电力和自动化控制专业的工作范围,因此,这一方面也容易因沟通缺位影响设计效率。

项目分项建设投资的控制要求不同

基本设计在海外工程项目设计中所占的技术权重很高,具有极高的权威性,是后期详细设计的实施纲领,一旦通过审查,对业主和设计方均会产生约束力。例如:在澳洲项目的基本设计中,确定了混凝土的使用范围和工程量,分项投资也有具体的数据控制。在详细设计阶段,由于澳洲当地施工和材料费用昂贵,澳方业主对混凝土的用量以及钢结构用量上限均控制得非常严格,不准突破基本设计工程量估算范围,不断要求对已完成的图纸进行优化,以最大限度地减少混凝土的用量。作为设计方,如何在混凝土和钢结构用量上寻找平衡点,成为了详细设计的难点之一。对图纸的精细化要求和优化设计势必会造成设计周期的延长,从而对设计进度产生巨大的压力。

设计审核程序不同

许多西方国家都规定,非本土国家设计院完成的设计成果均需经过具有本土资质的设计单位的签字才能实施。如按照澳洲的规定,对于没有澳洲设计资质的设计公司完成的土建和电力专业的详细设计图纸及文件必须经有澳洲注册工程师的签章批准方可用于施工。这样就有多方人员对设计图纸进行审核,这对图纸的表达方式和深度提出了更高的要求。由于文化的差异以及澳洲设计规范的灵活性,设计图纸需要满足多方的需要和要求,必将大大增加对设计图纸的修改工作量,造成出正式施工图图纸所需的时间较长,整个设计周期会大大超过中国同类项目。

设计过程中的风险

“风险”是一种可以通过分析,推算出其概率分布的不确定性事件,其结果可能是产生损失或收益。工程项目风险可以理解为影响工程项目目标实现的事件发生的可能性和后果。海外矿山工程项目风险在设计过程中,主要表现为以下几个方面:标准的熟悉程度、设计变更、设备采购和区域条件等。

标准的风险

设计人员对标准不熟悉,会对项目的设计、设备采购以及施工造成很大的影响。如某个澳洲铁矿的详细设计项目,在项目设计初期,对设计困难的认知仅限于澳洲行业标准和中国行业标准的差异、设计图签在澳洲的认可等方面。在与业主的技术交流中,仅着重对标准的符合性、设计资质的认可等方面进行详细沟通,达成了许多共识,但其他内容涉及较少。因此,在实际设计过程中,中方设计人员对自身经验与澳洲的实际标准之间的差别及项目设计难度估计不足,造成频繁地变更设计条件及方案,加大了设计工作量,造成设计无法按照项目计划约定的时间完成设计任务,由此造成工期拖延和费用增加。

设计变更的风险

设计变更在中国的工程项目中比司空见惯,变更的费用占工程总费用的百分也比较小,所以得不到业主和设计公司的高度重视。但在澳洲等发达的国家,由于劳动力成本非常高,一般要求材料及设备尽可能在工厂预制好,尽量减少现场施工安装的工程量,以免增加工程费用。而设计变更是费用增加的主要因素之一,例如:澳洲施工人员在钢结构上钻3个孔并紧固好相应的螺栓螺母,需要人工费用120澳元,工具租赁和材料费也很昂贵,而这样的情况,在中国基本不用增加变更费用。

设备采购的风险

随着中国矿山设备制造企业设计和加工能力的不断增强,矿山设备因其物美价廉,而获得越来越多的走出国门的机会,且在国际市场上有很强的竞争力。这些设备通常都是按照中国国家标准,或行业及企业标准加工制造,80%~90%加工标准可以等同于或满足西方矿山要求的标准,只有很少部分要根据业主的特殊要求进行加工制造,故不会引起加工成本的大幅提高。但对于升障设备和起重设备应特别注意,最好选用发达国家品牌设备。

在设备采购时,设计公司要编制设备采购技术文件,用于设备采购。在文件编制中,主要标准、准则、技术参数均会编入到技术文件中,而一些小的细节,诸如焊缝要求、安全罩的具体要求等的细致程度就有所欠缺。供货商依仗以往供货经历,往往容易忽略这些看似微小的问题。而就是这些小的细节会造成设备运到施工现场验收时,因不符合业主规定而导致返工,增加供货商的生产成本。例如:某企业提供的渣浆泵,其胶带传动的防护罩的栅条间隙不符合澳洲的要求,业主要求按澳洲安全标准重新供货,否则设备不予验收。供货商最终只能按照业主要求,重新提供一套防护罩,增加加工成本10%。

设计理念的风险

不同国家与地域的环境、外部条件都有其特殊性,在工程设计时应熟悉把握好当地情况,采用相应的设计理念,否则造成整个项目的设计方案存在问题,最终影响工期,使工程投资超出预期。中国是能源短缺的国家,在工程设计中,能源消耗是政府要求控制的指标,并颁布了《有色金属矿山节能规范》(GB50595-2010),达不到规范要求的项目不能开工建设。

而在海外一些国家,能源充足,节能设计被认为是多此一举,但有其他的特殊要求,比如在智利淡水资源短缺,水资源的循环利用是设计研究的重要环节,因此在矿山工程设计中,采用节水工艺、设立污水收集设施,将会花费大量的建设投资。又比如在刚果金等非洲国家,当地水泥紧缺供应紧张,需从赞比亚或南非进口,价格昂贵,造成混凝土的成本很高,中国混凝土的建造费用比钢结构节省的经验在此就不适用了,因此在这些国家和地区设计选矿厂时,应尽量用钢结构代替混凝土。

海外矿山工程设计项目管理要点

建立项目管理程序文件

工程设计工作除了本身所包含的基本设计和详细设计外,还包含诸如设计输入、设备技术交流和施工技术服务等外部关联工作[3]。根据海外工程项目设计的要求和特点,结合我国矿山工程项目设计规程、规范的现行标准,以及为了满足业主指定的当地建设单位施工的要求,在项目初期的执行过程中就建立一套项目管理程序文件,编制项目执行标准、项目规范及设计标准等,并在编制过程中,恰到好处地将中国因素融合进去。这将对后续项目的设计管理、过程控制、进度要求、质量保障起到积极作用。

严控设计输入关,做好外部接口工作

设计输入的基础资料是设计工作的基础,它的准确性、细致性和时效性会对整个项目设计成败起着决定性作用。由于国外标准与中国标准的差异,以及项目所在国环保、安全方面的强制规定与中国的不同,如没把控好这些资料的输入,会直接影响到项目的设计质量及技术经济指标的实现。在许多海外工程项目中,由于当地基础技术工作薄弱,缺乏像中国比较完整的气象、电力、定额造价等资料,因此要严格按设计输入程序对基础资料的准确性进行确认,避免对后续的设计工作带来风险。

重视与供货商的技术交流

设备供货商提供的详细设备资料是设计方重要的基础资料,其提供的准确与否会直接影响到设计进度与质量,因此需要高度重视,并与供货商进行认真、有针对性的、细致的技术交流,避免一切因制造标准、材料替换带来的差异,导致不必要的工程损失。

制定里程碑计划,控制设计进度

海外工程项目规模较大,工期紧,技术难度高,对设计质量要求高,设计进度常常得不到保证,影响项目总工期。要达到项目设计进度控制目标,必须认真分析各种因素对工程进度目标的影响程度,并对影响工程项目进度的各种因素加以控制,采取切实有效的措施,减少或避免这些因素对设计进度的影响,使项目设计进展具有连续性和均衡性,确保项目设计工期。

结 论

1) 海外工程设计管理方法是随着不同项目自身特殊条件和采用不同设计规定的变化而不断创新和完善的,但其中最为关键是要针对项目自身特点建立项目管理程序,包括设计准则、设备采购要求、建筑材料选用以及当地的制图标准等信息。

2) 中国工程项目设计管理的实践、理论和方法与西方项目设计管理的要求还存在很大差距,必须进行大的改进,提升设计项目管理水平,尽快与西方设计管理接轨,才能开拓更多的海外设计项目市场。

3) 海外设计项目对设计人员提出了更高的要求:不仅要有海外工程的设计理念和实践经验,还要有过硬的外语能力和超强的沟通技巧;同时更要转变中国不重视前期设计的观念,认真作好基本设计工作。

来源:矿业澳洲,作者雷存友 胡根华


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