海洋工程深水项目权重分配方法研究

董兆佳，郭 庆，高轩鹏，孙志广，王 崴

海洋石油工程股份有限公司，天津 300461

计划进度曲线是反映项目在每个统计周期计划完成百分比的重要工具，按照WBS逐级进行权重分配是编制进度曲线的关键步骤，而权重分配的方法，尤其是对一级WBS权重的划分[1]，直接影响进度曲线在每个统计周期的取值，进而反映项目在不同阶段所占项目整体的重要程度[2]。

常规海上油气平台总包工程项目（以下简称常规项目）的一级WBS划分[3]按照板块分为：设计、采办、建造、海上安装和连调[4]。项目前期主要工作是平台和海底管道的设计和材料采办，中期主要工作是平台和导管架的陆地建造，后期主要工作是平台和导管架的海上安装和连调。设计和采办的工期在全项目周期中占比较短，所投入的人力少，费用占比低，因此设计和采办的权重与陆地建造和海上安装的权重相比较，一般取值较低；而项目中期陆地建造工期长，人力投入多，费用占比高，陆地建造权重取值相对较高。项目后期进行海上安装，此阶段工期较短且大型资源投入密集，权重取值介于建造与设计或采办之间。各板块权重由高到低依次为：建造＞安装＞采办＞设计＞连调，采用这种一级WBS权重取值趋势所编制生成的计划曲线[5]，尤其是在建造和安装这个具有重大宣传意义的节点时，较为符合海上油气平台总包工程的形象进度。

工程形象进度是按工程的主要组成部分，用文字或实物工程量的百分数，简明扼要地表明施工工程在一定时间点上达到的形象部位和总进度。形象进度与工期进度相接近，例如在工期进行至总工期一半时，形象进度完成在40%～60%之间，即控制在±10%内。海洋工程项目的形象进度往往体现在陆地建造和海上安装这两个阶段。常规项目权重分配方法有：费用分配法、人工时分配法和经验模板法，这三种方法如果用在海洋工程深水项目（以下简称深水项目）中，由于方法本身的局限性，无法匹配形象进度。

1 常规方法的特点及局限性

1.1 费用分配法的特点

费用分配法，是将所有工作项根据定额和工作量，计算各工作项所需费用，然后逐级向上汇总出各级WBS权重[6]。费用分配法是目前国际上最为常用的权重分配方法，是项目管理采用赢得值衡量工程进度和费用状况的前提[7-8]。然而，费用分配法不适用于对费用较为敏感的工程项目，因为相关方一旦从某些渠道获取某项或某几项工作的费用，则可通过权重分配，反算出工程中其他工作项的费用，且不利于项目变更的谈判[9]。

1.2 人工时分配法的特点

人工时分配法是将工程施工过程中最重要的生产要素——人，作为权重分配的基础，不考虑“机”和“料”的投入，根据现有定额，仅计算人工时投入的占比，计算WBS的权重。人工时分配法的优点是仅考虑人工时单一要素[10]，计算范围较为集中，不考虑其他要素，相比费用分配法节约时间。人工时分配法与费用分配法相比，适用范围有限，在总包项目中，适用于设计和建造板块，这两个板块都以人为主要生产要素。对于采办板块，人工时并不适用于划分采办权重。在实际的物资采办过程中，1万元的物资和100万元的物资都由固定的1个或几个采办工程师执行，但采办金额的不同，对项目的间接影响程度也不同[11]，因此采办板块适合采用费用分配法。海上安装板块最重要的生产要素是船舶，而不同船舶的船天单价又相差较大，通过将单价和船天换算为费用，就可以比较工作项的重要程度，因此海上安装板块适合采用费用分配法。

1.3 经验模板法的特点

经验模板法是由行业专家采用德尔菲法，按照常规项目形象进度趋势编制固定的权重分配模板，满足“建造＞安装＞采办＞设计＞连调”的分配趋势。例如表1中给出的权重分配是某公司项目管理部所提供的常规项目参考模板。该方法的优点在于使用简便，非常适合快速跟进项目，不用考虑权重计算因素，可以直接套用，便于计划工程师立刻开展后续的计划管理工作，节约了大量的计算时间。经验模板法的缺点是不能与费用对应，项目无法进行赢得值计算；另外，模板法因为使用固定分配数据，使结果缺乏计算依据。

表1 常规项目权重分配经验模板

1.4 常规方法的局限性

以上三种方法常用于常规项目，即绝大多数都是以导管架为桩基的海上油气平台，在项目费用占比、平台单体的建造施工流程、各板块的衔接步骤等都较为相似。而对于深水项目，设计形式、施工周期、安装步骤，甚至是取值趋势，相比常规项目存在较大差异。深水项目多以“FPSO+水下管汇/固定平台”形式或“半潜平台+水下管汇/固定平台”形式。项目前期设计和采办的周期比常规项目大幅延长；建造阶段比常规项目增加水下管汇、跨接管、锚桩和水下终端/连接器等设施，人工时分配较为分散；安装阶段，相比常规项目，施工周期分布在连续的几个年度内，相应的费用也大幅增加[12]。

由于深水项目海上安装费用占比高，如使用费用分配法，安装板块的权重过高，整体进度曲线前缓后陡，不符合总包项目形象进度趋势；采用人工时分配法，无法在一级WBS层级衡量建造人工时和安装船舶船天的关系；经验模板法由常规项目总结而来，直接套用在深水项目则缺乏统计数据支持。

2 “费用-关键路径”综合法原理

为了适应我国深水项目的需求，提升深水项目建设能力，在海洋石油工程股份有限公司承揽的陵水17-2气田开发工程总包项目计划管理过程中，研究制定了一套适合深水项目一级WBS权重分配的方法，即“费用-关键路径”综合法，该方法计算的权重分配符合各板块的取值趋势，并成功应用于项目计划管理。经过项目实践，认为可以较好地体现深水项目的形象进度，顺利完成项目计划编制以及进度控制。

“费用-关键路径”综合法以费用分配法为前提。首先，计算总包项目各板块费用占比；然后，通过Primavera P6软件[13]计算得出项目计划中各板块关键路径天数[14]；最后，用各板块费用占比乘以该板块关键路径天数[15-17]，再除以总包项目关键路径总工期，所得比例分配作为各板块的权重[18]。该方法也可以看作用费用占比作为调整系数，调整各板块关键路径占比的权重。“费用-关键路径”综合法计算各板块一级WBS权重的公式如下：

式中：i表示所需划分权重的板块，w表示权重，c表示费用占比，d表示关键路径天数。

3 “费用-关键路径”综合法应用

在陵水17-2总包项目计划编制时，利用“费用-关键路径”综合法进行权重分配。首先，计算项目各板块费用占比，计算结果见表2；其次，通过Primavera P6软件计算关键路径，计算结果见表3；最后，根据式（1）计算得出权重分配。

表2 项目费用占比

表3 项目关键路径天数

3.1 关键路径描述

项目总包工期从2018年3月1日详细设计启动，到2021年9月15日油田投产，共计1 294 d，项目三级计划由Primavera P6编制，一级WBS分为设计、采办、建造、安装、连接调试五个部分，各板块作业之间建立逻辑关系。计划编制完成后，利用Primavera P6软件中的“F9”进度计算功能，生成项目关键路径[19]。

设计板块：项目2018年3月1日启动详细设计，然后经历PFD图纸、PID图纸、重控报告、总体布置图、3D模型30%审查和60%审查，到2019年2月22日设计提交主结构准0版图纸用于主结构钢材采办，为项目关键路径的设计部分，历时358 d。

采办板块：从2019年2月22日设计提交主结构准0版图纸后，进入主结构钢材的采办流程，期间经历主钢材采办申请，采办发标、收标、评标、中标、合同签订，根据订单开始主结构钢材的生产，分批次提交料单、分批次生产到货，至2019年10月8日主结构钢材到齐，此段时间均为项目关键路径的采办部分，历时228 d。

建造板块：从2019年10月8日主结构钢材到齐，进入半潜平台上部模块的陆地建造部分，其间经历上部模块甲板片预制、上部模块甲板总装、上部模块陆地建造、船体与上部模块集成，至2021年1月14日合拢全部完成并具备拖航条件，为项目关键路径的陆地建造部分，历时464 d。

安装板块：从2021年1月14日合拢全部完成并具备拖航条件，开始半潜平台拖航、南海就位、锚链回接张紧、SCR立管铺设、水下管汇的跨接管和飞线安装，至2021年4月30日脐带缆铺设完成，为项目关键路径的海上安装部分，历时106 d。

连调板块：从2021年4月30日脐带缆铺设完成，开始SCR和脐带缆的回接调试，海底管道排水、干燥、惰化，透平发电主机的燃气调试，半潜平台与水下控制系统联合调试，至2021年9月30日投产，为项目关键路径的连接调试部分，历时153 d。

3.2 权重分配结果

权重分配结果见表4。

表4 权重分配结果

由表4可知，如果一级WBS权重使用费用分配法，在陆地建造完成时，项目总体进度为6.01%+15.28%+21.10%=42.39%，而工期百分比为（358+228+464）/1 309=80.21%，偏差较大。如果一级WBS权重按照“费用-关键路径”综合法计算分配，预计在陆地建造完成时，项目总体进度为70.69%，与工期百分比80.21%比较，偏差控制在10%以内。

在项目实际运行中，由于海上安装费用占比高、工作量大，海上安装分别于2020年和2021年两个年度内完成，截至2021年1月14日（陆地建造完成时）项目总体进度为90.06%，与80.21%相比仍然控制在10%内。

4 结论

在陵水17-2这类典型的海洋工程深水项目管理中，在陆地建造和海上安装重大节点完成时，通过“费用-关键路径”综合法计算的项目进度，与工期百分比的差值可以控制在10%以内。深水项目采用“费用-关键路径”综合法进行权重分配，可以弥补常规权重分配方法的不足，不仅有完整的计算依据，并且能够在分阶段关键路径完成时，与项目形象进度相匹配。