一體化工程設計：打破前期工程設計與詳細設計之間的藩籬

　　20世紀30年代，一家名為Six Companies 的聯營企業中標了某混凝土拱壩的建設權，成本約為4900萬美元——這在20世紀30年代初期是一個驚人的數字(大致相當于現在的9億美元)。許多人對此持懷疑態度，認為這是一項不可能完成的工程，另一部分人則認為該承包商將會因此而破產。然而該企業用了5年時間就建成了該拱壩，比原計劃提前了2年，并且沒有超出預算。胡佛水壩是卓越設計和施工的典范，然而90年過去了，時至今日，這樣的成功依舊并不多見。

　　在當今的許多資本項目中，前期工程設計(即FEED)與詳細工程設計之間是脫節的。生產效率數十年無提升——資本項目進度平均拖后20個月并且預算超支80%1。

　　一體化工程設計由此應運而生。一體化工程設計能夠實現全球多個學科的團隊在同一數據環境下同步工作，在整個項目范圍內進行變更管控。前期工程設計中產生的仿真數據能夠隨時隨地用于詳細設計并得到實時檢查和驗證，從而能夠提高效率、降低風險，實現資本項目的投資回報最大化。

　　工程設計的真實成本

　　盡管工程設計的成本通常僅占項目總體成本的10%，但此階段的工作會對后續的采購和施工階段產生巨大影響。造成項目實施過程中返工的最主要原因就是設計錯誤和疏漏，據統計，這在施工總成本中占到了5.4%2。僅工程設計錯誤一項就占據了合同總價的14.2%3。

　　因此，對于降低項目成本、規避成本超支和工期延誤的風險來說，減少工程設計錯誤是至關重要的。必須要在工程設計階段采取相應措施確保將此數字降至最低，從而減少總體安裝成本(TIC)。

　　打破藩籬

　　一體化工程設計能夠打通各流程和工程設計，確保每一個學科環節都充分掌握各自的數據，并為這些數據的正確性提供保證。前期的前期工程設計是一個高度重復性的過程，而在一體化工程設計的幫助下，僅需輸入一次數據即可。前期工程設計中產生的仿真數據可隨時隨地用于詳細設計，整個項目的效率因此而提高。采購錯誤和延誤，以及因交付質量低下而造成的返工均可得到避免。

　　一體化工程設計的作用并非僅僅是將仿真數據采集至數據庫中，而是讓您的團隊能夠對數據進行全面、高效的掌控。即便是出現了較大的變更，一體化工程設計依舊能夠確保其得到輕松驗證。簡言之，當各個團隊能夠更好地共享知識時，他們就能夠更快地做出決策并改善自身工作流程，而這是傳統工作方法所不可比擬的。

　　以下是有助于改善您一體化工程設計方法的一些技巧：

　　1. 充分利用您的數字戰略：企業紛紛開始自身的數字化轉型，在為數字化轉型找到正確應用的同時尋求更高的投資回報。盡管傳統市場環境中的挑戰(例如供應與需求、成本與價格)依舊存在，但競爭壓力正在讓數字化轉型機遇變得空前重要。

　　2. 告別微軟Excel之類工具，改用以數據為中心的方法。一體化工程設計將會把這一切變為現實——用一種全新的方法充分利用您的EPC 4.0戰略，并在項目生命周期的每一個階段提供支持。這樣一來，在產出交付成果的過程中就無需再進行重復性的數據輸入和檢查，節約了時間，而這些時間則可以投入到企業內部的進一步創新之中。

　　3. 對數字雙胞胎技術進行優勢利用。讓您的數字雙胞胎做好向業主進行交付的準備。一體化工程設計能夠確保您的模型在整個項目生命周期具備準確性和實時性。您工廠的數字雙胞胎能夠為EPC確保可觀的利潤空間，并為業主實現輕松的啟動和運行。

　　4. 打破藩籬改善協作，受益良多且財務影響深遠：試想在一個項目中，您的所有工程設計團隊之間能夠無縫協作，并且經驗證的最新信息可供所有項目專業同步使用。技術能夠促進更好的理念分享并改善溝通。在此基礎之上，為員工和企業找到工作與生活之間的最佳平衡，從而能夠在改善工作方法的同時吸引最好的人才，這無疑就是成功之道。

　　5. 與領域內的專家合作。選擇正確的技術合作伙伴十分重要，選擇對全局和行業擁有深度認知的人同樣重要。正確的供應商能夠采取最佳實踐，并避免犯錯造成重大損失。

　　工程師是問題的解決者，他們習慣于處理各種復雜的系統問題。以專業身份開展合作是一種常規做法，并且一體化方法會產生巨大影響。通過采用一體化工程設計，整個項目生命周期的成本都能夠得到降低，特別是在調試、啟動和投入運行階段。有了更好的利潤，企業就能夠確保自身在競爭中占據有利地位，贏得更多新合同。

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　　關于作者：Amish Sabharwal——AVEVA工程業務全球負責人

　　Amish在石油天然氣、石油化工和電力行業擁有超過25年的北美以及國際從業經驗。Amish擁有卡爾加里大學化學工程碩士和學士學位，是一名專業工程師。Amish起初在日本能源公司的精煉廠就職，任工廠工程師，負責部署人工智能、過程仿真、操作員培訓和高級過程控制解決方案，用以改善運行，提高可靠性和安全性。在過去的20年里，Amish專注于業主運營商的數字化轉型、EPC以及供應商，旨在為新建和現有業務流程尋求增值機遇。Amish目前是AVEVA“執行運作與戰略領導團隊”的成員之一，負責AVEVA的工程業務。AVEVA的工程業務包括過程設計、工廠設計、造船、采購、制造、施工和操作員/企業培訓。

　　AVEVA集團提供創新型工業軟件，用以實現復雜行業的轉型，例如石油天然氣、施工、工程設計、海事和公用設施。AVEVA的軟件解決方案和平臺能夠完成對復雜工業資產的設計和管理，例如電廠、化工廠、污水處理廠和食品飲料制造廠——部署工業物聯網、大數據和人工智能，實現行業的數字化轉型。

　　參考文獻

　　1 全新施工理念——通往更高生產效率之途徑，McKinsey，Rice全球E&C論壇

　　2. 返工對施工成本績效的影響測算，Bon-Gang Hwang1 ; Stephen R. Thomas, M.ASCE2 ; Carl T. Haas, M.ASCE3 ; 以及 Carlos H. Caldas, M.ASCE4

　　3.設計錯誤成本的概率評估，Love等人，2014。

作者：Amish Sabharwal