作者：李亚春
我国设计企业从20世纪90年代初开始接触海外项目，主要以设计分包的方式积累了部分国际工程项目实施的经验。随着国内外经济形势的变化，国际工程承包市场逐步开始成为一部分企业的主要业务来源，其中部分企业开始以“国际型工程公司”为战略目标，积极开拓海外总承包业务。经过20多年的探索和努力，开始在这一领域取得了快速的发展。以笔者所在的设计企业为例，自2001年涉足非洲、中东、中亚市场以来，通过精心布局和不断地推进，以咨询、设计、工程总承包等多种方式参与了多个油、气田地面工程项目，逐步树立起了企业品牌和影响力。近几年，通过中标和执行国际知名石油公司项目，满足了业主高标准要求和精细化设计，提高了设计咨询水平。
中国石油工程建设有限公司（以下简称“CPECC”)于2017年11月中标成为阿布扎比石油公司(以下简称“ADNOC”)B项目的EPC承包商，计划于2021年2月投产。CPECC北京设计分公司（以下简称“北京设计分公司”）作为详细设计执行方，不论是对于执行的国际标准、规范和项目技术规定的理解，还是设计工作的执行包括设计深度，都遇到了前所未有的问题和挑战。本文结合B项目详细设计的特殊性，分析精细化设计为设计技术水平和设计质量带来的提高。
设计技术标准
执行国际工程项目，设计面临的最大挑战是标准、规范。本项目执行ADNOC、SHEEL DEP企业标准和国际标准，包括IEC、IEEE、ETSI、ITU-R、ITU-T、CENELEC、ISO、EIA、TIA、UL、NEC、ANSI、API、ASME、NFPA、BS，涉及工艺、机械、电气、通讯、消防、化验等各专业的国际标准。
设计文件深度
北京设计分公司自2001年进军海外，执行了很多国际工程项目，积累了不少海外项目的设计经验，B项目是业主要求最高、设计深度最深的项目。
一、设计全专业使用3D软件
通常的国际工程项目，只有配管专业使用3D软件，以实现站场内工艺管线无碰撞，阀门位置满足生产操作要求。B项目ADNOC要求设计全专业使用3D软件，包括工艺、配管、电气、仪表、结构、通讯全部使用3D软件，以实现全站场全专业3D无缝对接，减少碰、漏、错、缺，最大程度上保证设计合理性。
二、工艺专业：全流程动态模拟应用
工艺流程动态模拟是稳态模拟的扩展，是工厂数字化的前提。通过HYSYS搭建站内动态模型，连接站外管线OLGA模型，实现全流程动态模型建立。稳态模拟结果验证通过后，运行规定工况以进行工厂控制性能研究，动态特性计算和开停车的模拟。最后结合DCS，建立动态仿真系统，即可实现操作人员培训和先进控制系统设计。通常情况下，过程的动态特性并非完全可以从静态特性或者根据经验推断而出，且无法给出量化分析，因此采用动态模拟，深入研究、分析其动态特性是流程模拟的发展趋势。本项目动态模拟是北京设计分公司开展的最大体量动态模拟研究，通过与国际知名专业团队合作，帮助工艺专业人员掌握了工艺流程动态模拟的建模和调试，开停车和事故状态的工况分析，与OTS(操作员仿真培训系统)的结合应用。
三、机械专业：首次采用外置桁架拱顶、大内压储罐设计
依ADNOC的要求标准，B项目大型储罐设计计算实现了8个首次：首次全部手算编程API-650的储罐设计计算书；首次对大跨距挡砂板联用MOSS法、ROARK法、仿真模拟三种验证设计；首次自主设计钢接经纬线网壳拱顶；首次采用STAAD体系对罐顶进行强度和非线性稳定性分析；首次采用WRC-107/297/537、Nozzle Pro、ANSYS三种数值计算体系联用对承载复杂管道荷载的罐体接管进行应力分析；首次自主采用ANSYS对高内压罐体沉降进行整体形变分析；首次自主采用VB语言编程计算ASCE标准体系下球面拱顶非均布风压分布函数；首次用MOSS法计算吊柱抗压强度。储罐设计充满了难度、挑战，在机械专业团队的中、外员工的共同努力下，北京设计分公司大型储罐设计技术实力承受住且通过了国际最先进水平的审查考验，向国际领先技术水平迈进了坚实的一步。
四、电气专业：全面开展电力系统可靠性研究
包含弧光保护研究、谐波分析、电磁兼容研究和系统可靠性分析，为电气专业确定整体输入条件、评估电力系统设计合理性奠定基础。这是北京设计分公司首次在项目上全面开展的电力系统研究，通过与德国F公司通力合作，顺利完成项目电力系统研究，电气专业团队相关技术水平和能力得到提高。
五、结构专业：三维及结构计算软件全面应用
ADNOC要求应用三维建模软件PDS、绘图软件Microstation、结构计算软件Staad及Foundation 3D。其中Microstation和Staad是北京设计分公司首次应用于结构专业设计，结合PDS（Plant Design System）和Foundation 3D，全面实现结构设计计算机辅助设计，以设计规范为驱动设计及检查，提高设计精确度。这些软件对于项目组结构团队大部分设计人员是初次接触，为解决这一难题，结构专业设计团队通过外聘讲师培训、内部技术交流等形式，在极短时间内掌握了各类工具软件的应用，通过本项目实际运用，结构专业团队整体在相关国际结构计算和三维软件应用技术短板得应补充。
六、管道专业：多工况应力分析计算
ADNOC要求每条管线要出应力分析报告，且要求分析多种工况，是北京设计分公司第一次面对这种高要求的管道设计，每张纵断面图纸的内容、工作量是常规项目的3倍；管道专业与ADNOC工程师积极沟通、协商，通过应用Digital&Integrated Pipeline.Engineering软件，解决了管道专业应力计算、图纸标注等诸多技术难题。
七、安全专业：首次完成HSEIA研究
HSEIA研究是ADNOC的一项特色HSE研究，其涵盖了HAZID/ENVID/OHID、EIA、QRA、FSA、H2S Zoning、Flare Radiation and Dispersion、BOW-TIE、HSECES、HSECES PS、EERA、ESSA等数项安全分析工作，其中许多专项研究均为北京设计分公司第一次应用于项目，通过与国际知名的安全专业咨询商合作，顺利完成了HSEIA研究。这些专项安全研究，是工艺和其它专业开展设计工作的基础和前提，对于设计进度、设计质量有着重要的指导作用，如此高标准的安全专项研究，说明ADNOC对于项目安全高度重视。
设计文件审查
设计文件审查是业主对设计过程质量控制的重要手段，ADNOC专门设有工程师团队代表业主执行设计文件审查和批复。在国际工程的业主及业主工程师看来，文件审批就是要求设计者将其设计思路完整呈现给审查方的过程，因此会要求确认设计方案是否合理、是否满足合同要求、是否满足指定规范、是否满足项目所在国法律法规，提出问题非常详细，大到方案、小到构件详图、文字说明等。需要各专业设计工程师具备较高的素质和技术水平，不仅技术要过硬，而且语言要过关，才能与业主工程师进行良好地沟通，在工作中才能赢得业主工程师的信任，使设计文件及时获得批复，从而保证设计各专业进度。
一、重视里程碑节点审查
对于设计进度计划中的里程碑节点，如对HAZOP、配管30%模型、60%模型、90%模型进行重点审查，从而全面控制设计过程质量。
二、严格的审查流程
与以往国际工程项目不同，B项目的设计文件审查尤为严格，设计文件管理通过WRENCH文档管理软件实现，设计文件通过WRENCH提交文件给业主工程师，业主工程师严格按设计工序审查设计文件，如设计开始对设计基础、工艺计算书、PFD、物料平衡、PID进行审查，然后进行HAZOP研究，结合HAZOP研究结果，修改完善计算书、PID、物料平衡，只有前一个工序批准通过了，才可以审查下一个工序的文件。这对设计进度计划提出很高的要求，包括人力资源的投入计划，应根据设计工序开展情况，组织设计各专业的人力投入，以确保设计各专业工作有序开展，节约人力成本。
设计文件管理
国际工程项目设计文件管理是复杂和专业的，设计工作都是通过成果文件提交给业主。按照ADNOC和合同要求，B项目开始就制定了设计文件管理程序文件，包括文件编码规定、文件校审规定、文件升版规定、文件提交流程、竣工资料规定和设计文件清单。业主对于这些程序文件和设计文件清单要审批通过后方可开展相关设计工作。
B项目设计文件管理工作量巨大，设计文件共15000多份。为确保设计文件管理质量和提高工作效率，B项目文件管理统一通过WRENCH文档管理系统进行管理，设计方、总承包方、业主均在此文档管理系统进行文件的提交、审批、升版，确保设计文件管理有序，便于查找和追踪，同时通过与设计计量系统的挂接，实现设计进度的自动计量，为各方进度计量和确认提供计算依据，有效解决了各方因文件传递导致的版次混乱、难于查找、各方对进度计量的方法和依据认知不统一等诸多管理问题，极大提高了设计文件管理的工作质量和工作效率。
“细节决定成败”“不积洼步，无以至千里”，在进军国际化的征途上，只有笃定前行，踏踏实实，一步一个脚印，不断学习和积累国外先进的技术和管理经验，苦练内功，提升设计质量，提高自身的技术水平和能力，打造企业核心竞争力，才能实现高质量发展。
（作者单位：中国石油集团工程建设有限公司北京设计分公司）
