近年来全过程工程咨询发展迅速,对推动传统工程设计咨询行业改革创新起到了一定的促进作用。全过程工程咨询为项目的管理、技术及经济等决策提供综合的一体化咨询,从根本上讲就是解决为什么做、做什么、什么时候做、怎么做(4W)的问题,传统建设模式一般由建设单位聘用多家单位分别完成这些目标,而全过程工程咨询则是聘用一家咨询单位对全过程的行为进行咨询,增强了建设过程的有效统一、协调和组织。全过程涵盖了工程项目从前期策划、可行性研究开始,直到竣工运行、投入使用,可进一步到全生命周期结束,包括整个项目的发生、发展、运营和结束的全部阶段。本文以一个典型的市政供水工程全过程工程咨询为例,分析全过程工程咨询的实践过程、咨询要点、案例特点,并提出全过程工程开展的建议,期望为同业从事全过程工程咨询提供参考与启迪。

淄博市引黄供水50万立方米/日完善配套工程,包括现状一期工艺、电气自控设施的完善改造(20万立方米/日)和新建二期净水厂工程(30万立方米/日),工程总投资3.3亿元,项目于2015年12月开始前期调研及项目策划,2017年3月开工建设,至2019年1月实现正常生产运行,目前正继续进行着竣工结算与运营维护等咨询工作。

本项目建设采用设计牵头总承包形式,项目技术咨询则由设计牵头,组织了设计工程师与现场工程师为项目提供全过程的咨询与服务工作,组织机构中的技术人员组成如表1,其中现场工程师在进行工程总承包管理的同时承担了部分现场技术咨询工作。

本项目的全过程工程咨询内容及实际进度情况汇总见表2。

本项目的实施由设计团队负责全过程的咨询与技术服务,其余的分包包括勘察测量、施工和各类设备采购供应。

工程建设价值增值是随着工程各个阶段逐步实现的^[1],各阶段对项目价值的增值影响不同(图1)。其中,前期咨询与设计增值小但意义重大,施工是主要投资和价值增值阶段,调试试运行是实现价值目标的验证和完善阶段,因此,本文选取了这几个阶段阐述相应的咨询要点。

前期咨询对于确定项目总体控制的思路和方法至关重要,主要确定项目背景、建设目标、工程内容、建设计划、结论建议等,用于指导项目建设的全过程。根据项目的特点和复杂性,特大型、复杂、技术要求高等项目咨询内容可进一步延伸,建设单位可以选择对以下活动进行咨询。

(1)制定项目全过程工程咨询方案,包括咨询目标、咨询内容、科学研究、咨询计划、咨询办法、咨询组织等,指导咨询行为的科学统一实施并与后期工作顺利衔接。

(2)对项目的技术方案、工程投资等进行咨询,评估工程内容是否完整、工程方案是否科学、研究结论是否恰当、工程投资是否合理等。

(3)对前期可能发生的规划设计、项目招投标、专项研究等咨询行为进行科学统一咨询。

本项目在前期主要就技术方案论证、系统改造方案、工程投资、节能评估和环境影响等进行了充分的现场调查与可行性论证,重点考虑了新建系统与现状系统的衔接、技术方案先进性、主要水处理构筑物方案、改造系统方案及工程总投资合理性等,并对国内其它类似项目进行了多次调研,从而确定了工程的总体建设思路和方案,后续实施期间未发生较大的偏离。

设计是工程建设的重要环节,对价值增长影响小,但设计结果却决定了工程投资的80～90%,因此,对设计的管理和控制过程十分关键。

做好与建设单位的充分沟通,对现场进行细致的调查和测量,掌握现场条件;复杂条件应进行专项实验或分析论证,提高设计条件的准确性、完整性、严谨性;确定条件时尚需预留合理发展空间,难以确定的条件作为遗留问题应提出解决办法或处理措施。

本项目对一期进行改造,对二期进行扩建,要求总供水规模50万立方米/日,在确定规模条件时首先对一期的处理构筑物的实际运行参数与效果进行调查分析评估,复核原设计与实际运行参数的偏差,并结合处理标准的提升,重新确定对一期运行负荷进行适当降低,调整二期设计规模,后期试运行期间验证了水量的调整是合理的,同时为远期水量需求的增长与短期的冲击预留了合理裕量。对于现场的地下管线等情况,设计期间尚难以准确掌握,设计首先确定原则,并计划在现场进行复核与深化设计。

对项目内容、重点、难点充分掌握、充分预判。根据本项目特点,一期系统改造涉及与现状衔接及保障运行等问题,在高程、接口详细参数、施工安装方式等方面确定难度大,设计时分析多种可能性,准备不同解决方案,做好现场确认的准备工作。实施时结合施工进度在现场进行图纸的深化设计,优先安排工艺关键线路上的子项的设计,优先安排采购设备技术条件成熟的子项设计,优先安排解决遗留问题的现场设计确认,从系统的角度协调好进度与工作量的关系,确定开展计划,保障设计进度可控。

初步设计与施工图设计主要控制内容包括设计的科学性、完整性、经济性、扩展性、可实施性等,采用技术先进、科学、成熟、合理,设计内容不缺项、不漏,技术方案经济性好,具有一定的扩展和提升空间。

深化设计期间,业主要求逐步得到明确,施工力量确定,设备招标完成,规格也得到确认,因此需进行设计图纸的深化和优化,将问题解决在前期,减少现场问题的发生。同时,对施工单位进行交底,复核设计在允许的条件下尽量降低施工难度,解决施工困难,使设计结果易实施、质量易保障、图纸更合理。

设计的内容、工程量决定了工程的基础内容和主要投资,传统设计方式重视技术方案的可靠性,对前期边界条件确定、技术方案的经济性及后期运营等关注较少。

全过程工程咨询在前期对边界条件进行科学论证后确定,对技术方案协调业主充分讨论,对运行要求充分了解,可避免设计反复,提高设计质量;在后期又将设计思路理解并贯彻到调试运行中,提供符合设计的多种运行方案。因此,全过程工程咨询在充分关注前期与后期的基础上加深了对设计环节的控制和衔接,使得设计更加合理,同时,经过深思熟虑的精心设计,会为施工创造合理的条件,为运行提供经济的方案,从而促进全过程工程咨询的顺利实施。

施工是将设计的成果转化为实际可供使用的设施的建设过程,包括土建、安装等专业化内容,具有周期长、参与者多、投资大、矛盾分歧多的特点,是项目会战阶段。

咨询方对施工目标是否符合预期,施工方式是否正确合理,施工措施是否安全可靠,施工技术是否先进,施工组织是否得力进行咨询或监督。并加强对建设意图和设计思路的理解,加强现场与设计图纸的结合,加强供货商的技术交底,对各类情况充分分析论证,制定科学适宜的实施方案。

实施顺利的关键取决于详细周密的部署与计划,施工涉及人员、机具等众多资源,科学合理安排好工序是提升整个项目效率的关键,对关键路径的管理和控制、对信息的掌握、对资源的调配都会影响到工序的实施,并且牵一发动全身,本项目根据水处理工程的特点,新建二期系统以水处理构筑物为关键路径,集中资源和力量保障关键路径实施,一期改造系统以保障正常生产为关键控制条件,任何施工行为均必须保障正常生产为前提,做好相关切换和改造计划,同时实施期间根据前道工序结果实时调整后续工序,调整思路从全过程统筹把握。

对施工的人员管理、进度控制、资源管理等进行咨询或监督。加强对施工人员的技术水平管理,关注施工措施是否得当,施工力量是否齐全,施工时间是否合理,施工原料是否合标,施工操作是否得当。加强对施工进度的控制,解决问题于预期,发现检查问题于早期,控制施工措施于当期。加强对施工资源的调度管理,掌握各类资源供应计划与实际发生情况,确保可控,存在偏离迹象前及早进行控制和干预。加强对施工方的分包单位供应管理,确保施工资源及时供给,避免资源延误影响工序。

施工过程中,通过全过程工程咨询加强建设单位、勘察、设计、供货商等各方与施工单位的沟通和协调,组织建设单位直接参与到施工的现场交底中,勘察设计单位由传统的被动配合转变为主动咨询服务,对施工提供力所能及的帮助,供货商根据设备需要对施工工序措施等进行要求或指导,施工单位则做好上述各方意见的总结、对比、消化吸收与创新,形成最佳实施方案,实现多方与施工的融合(图2)。

试运行是对项目实施质量的验证,实施主体根据项目需要可选择施工、设计、供货商、专业运营团队单独或联合实施,项目前期的矛盾和问题会集中在这个时期显现,科学合理严谨周密地解决问题非常关键。

试运行方案需组织运营单位、设计、设备供货商进行充分、细致的协商,方案应符合实际生产运行的需要,各类验证目标准确清晰,操作人员能够熟悉操作,故障处理措施周全合理,风险应对措施完备细致,各类资源储备充足。

试运行过程应结合实际运行的要求谨慎运行,全部或轮换运行,验证设备参数,模拟多工况运行,验证系统性能,发现问题,寻找不足,做好数据的详细记录。不同规模水量情况下工况区别较大,应调整运行参数实现稳定运行。

试运行期间发生的问题原因一般会涉及实施过程的多个环节,客观原因与不确定性因素也会存在,应做好数据分析、现象记录、原因调查、科学检测,解决问题时应从系统和全局出发,客观分析,检测到位,综合设计、施工、设备各方力量,以全局最优方式解决问题。

本文案例项目中,滤池底部滤板滤头系统是反冲洗布水布气系统的关键,对冲洗的均匀性与标高要求高,土建施工难度大,经过对土建施工方案与滤头构造及安装方法的统一分析,采取土建初步调整与滤头微调的方式达到均匀性要求,实现了设备的精细化补充土建精度不足的情况,运行时达到预期目标。

试运行期间处理与解决的问题由前面的各环节的一些原因导致,通过对试运行过程的总结,如设备的操作对工艺设计的影响、电气设备可靠性对供水保障率的影响、设备尺寸对土建的影响、运行过程中裕量的利用等均成为有意义的经验总结,并为类似工程的全过程工程咨询提供很好的指导,使得全过程工程咨询质量逐步提升,效率逐步提高。

全过程工程咨询由于对各类技术资源、人力资源、信息资源进行统一的协调和管理,从而提升了项目的科学性、合理性、完整性、时效性、控制性、正确性、扩展性等,项目的一些难点也更为有效解决。以下对本项目在咨询过程中的一些特点进行具体分析。

全过程工程咨询由于采取了一家单位对全过程负责的模式,项目建设的目标得到了最大程度的统一,从而引导各级分包单位与供货商按照咨询统一的技术条件进行实施,避免了传统模式下分包零散、管理层级多、合作协调难度大的缺点。

现状系统改造必须在保障正常生产的前提下进行,使改造系统的实施需与现场充分结合,通过全过程的咨询实现了较好的分阶段控制和保障。表3以改造系统的咨询和实施过程为例说明咨询的具体过程和控制措施。

受管理、市场、环境、技术、专业、现场等条件所限,项目执行过程中建设需求与边界条件往往确定困难或变化繁复,经常存在以下情况:

(1)项目前期研究与设计期间一般仅能够明确总体的需求,部分详细数据很难准确确定;

(2)受各种实际情况的影响,准确的需求和决策标准在执行过程中也经常变化;

(3)现场条件不够准确和清晰,尤其是改造系统,受长期运行的影响,各类设备实际性能参数或设备细节等很难准确调查收集,导致实施方案存在一定风险和变化可能;

(4)设计参数不同的取值和裕量会导致不同的工程量发生,易导致异议;

(5)建设方、设计方、监理方、施工方管理要求、目标和标准不同,导致边界条件也有主观差异,这时某一方的单独决策往往并不能有效的解决问题,难以获得其它方的认可。

全过程工程咨询依靠统一的目标、全程的服务、专业的力量来逐步解决问题,具体体现在以下方面。

(1)根据现场条件制定分阶段目标,制定分阶段的实施目标和后续计划,并且方案随条件变化及时调整,力量及时组织,资源及时调动,使问题通过动态方式解决;

(2)咨询工程师站在专业、客观、公正的角度分析和解决问题,充分分析现状情况、边界条件,进行科学数据计算、方案对比、风险分析,形成结论建议后编制咨询报告供各方审批;

(3)咨询单位作为业主的“军师”,在项目的重要决策时进行咨询,咨询单位对咨询结果的科学性、合理性负责,业主对咨询结果进行评价与决策。

项目中设计、采购与施工三者联系紧密,相互影响,相互依靠,全过程工程咨询对三者进行深度融合(图3),用设计的思路和方法解决施工的问题,用设计的要求和目标约定设备的性能;用施工的措施和手段弥补设计的缺陷,用施工的技能和方法实现设备的运行;用设备的功能和水平实现设计的意图,用设备的性能和措施消除施工的不足。进而实现三方的深度融合,通过全过程的咨询方式寻找解决问题的最优方案。

问题的产生原因是某一行为的现有状态和应有状态之间存在差距,一般情况下问题的解决方式总是倾向于谁负责谁解决,但涉及多方的综合问题则缺乏统一的协调配合和科学深入的分析论证,并且问题在项目各个阶段、各个环节普遍存在,而且因时而异、因人而异,问题的发生、发展、解决、评价的演变过程也贯穿于项目建设全过程,“问题A出现→解决但出现问题B→解决但出现问题C或D→……问题”的逐步演变,使得问题呈现出多元化、系统化、复杂化的特点,问题解决不当则会导致问题传导或遗留,最后形成难以解决的工程缺陷,因此,需要采用系统的角度全方位深入解决问题,并使问题的发展演变过程得到有效控制。

全过程工程咨询是在问题存在的系统和全局内寻找解决方案,综合现场情况、综合各方观点、综合市场资源、综合技术路线,从设计、施工、设备、运行等形成不同层级、不同思路、不同方向的解决问题方案,并进行技术经济对比后形成最优解决方案,解决过程因地制宜、动态调整、逐步实施,充分利用多方的互动和融合,提高了问题的解决质量,传导遗留减弱,风险隐患减小,项目总体的质量和效率得到提升。因此,从某种意义上说,项目建设就是一个不断发现问题解决问题的过程,高质量发展需要高质量、全过程的解决方案。

咨询过程中解决问题时分歧普遍存在。传统模式下多头管理,协调消化分歧难度大,任何一方的简单直接决策都不是解决分歧的合理方式,相反可能会导致分歧的加剧或矛盾的激化,给项目建设带来不利影响。全过程工程咨询通过如下的方式对分歧进行了弱化或解决:

(1)目标趋同。保证目标的共同是实现意见一致的前提,全过程工程咨询首先站在全局的基础上提出统一的建设目标,实现对各方思想和目标进行统一。

(2)条件统一。对问题的边界条件充分的调研和沟通,协商一致确定准确的边界条件。

(3)技术手段。通过先进和详细的技术方法或计算办法验证不同方案的可行性和合理性,进行因地制宜的技术经济对比,提交科学分析后的建议方案。

(4)换位思考。鼓励各方站在不同的角度考虑问题的处理方式,从而相互理解,意见趋同。

目前,国家正大力推进工程总承包的快速发展,各类工程公司在管理、技术、人才、专业上存在差异,对于实现项目高质量建设存在一些不足,因此,政府、业主或工程公司在努力提升EPC建设水平、保障项目总体建设目标实现的前提下可聘请技术水平高、人力资源充裕、管理经验丰富、专业特点突出的全过程工程咨询单位对EPC实施全过程工程咨询和服务。同时,建议对全过程工程咨询的服务收费方式进行制度与政策的优化,由于全过程工程咨询任务重、周期长、协调难、分歧多、咨询标准不宜确定的特点,应鼓励实现咨询质量与咨询效益的关联,实现用管理提升效益、用技术创造效益的目标。

由于全过程工程咨询实现项目全生命周期的技术服务,各类决策的优缺点随着时间的延续会逐步显现,对项目目标的实现造成影响。因此,传统的重建设轻运行、重管理轻技术、重投资轻措施等不均衡的现象均要求在咨询中解决,对咨询技术水平要求高。全过程工程咨询单位应努力在技术方面进一步提升水平,加强对于工程技术的质量、效益、运行、周期、经济方面的全面研究、评估和采用,管理和效益深度融合、技术和经济深度融合、矛盾和分歧科学解决。

质量和效益是咨询的目标,人才则是实现质量和效益的关键,咨询工程师通过咨询的过程和结果将智慧融入项目中,实现项目的价值提升。咨询工程师应努力培养并提高以下能力。

技术能力:技术更全面,计算更精确,方法更丰富;

观察能力:根据现象与现场观察入微,准确确定各类边界条件与问题所在;

理解能力:对建设目标、问题与本质理解透彻;

分析能力:对表象与本质进行严谨细致的分析,采用高效合理的技术手段分析问题,化繁为简,化难为易;

学习能力:快速学懂并掌握新知识、新技术、新观点、新思想;

创新能力:以问题为导向,根据实际情况与特点能够因地制宜的提出新方法、新思路、新技术解决问题;

思考能力:能够深入思考,分析问题的本质和特点、重点、难点,找到问题的关键所在;

交流能力:能够与各方形成良好的互动,加强各方的相互理解与信任;

适应能力:对各类困难的工作、瞬息万变的边界条件能够快速适应,坚韧不拔,勇往直前。

全过程工程咨询倡导全生命周期的咨询,更应鼓励在全过程理念的土壤和环境基础上的持续模式创新,积极探索。例如:大型高科技类新建复杂项目可进行规划科研咨询等前期过程的专项咨询,协调多家技术团队,提高前期研究咨询的质量和效率;促进全过程工程咨询与工程总承包的融合,既可以采取建设方、咨询方与总承包方三方共建模式,也可以采取向总承包方提供技术咨询服务的模式;根据项目特点因地制宜开展菜单式选择的全过程工程咨询等。

本文通过全过程咨询在实际工程中的应用,实现了从前期研究到设计、施工、试运行的全生命周期的咨询,通过对各参与方在各阶段与环节的控制和协调配合,加强了各环节的深度融合,体现了各环节的逻辑和辩证关系,对于提升项目管理水平、提升项目建设质量起到了一定的促进作用,同时,对全过程咨询在制度优化、技术提升、人才培养与模式创新方面提供一些建议供大家分享和思考,能够对全过程咨询提供一些借鉴。