孙永斌

（北京燕华工程建设有限公司南京分公司，南京210000）

1 引言

目前，石油化工行业已广泛使用专业化施工管理软件，如PDSOFT 管道软件和Tekla Structures 钢结构软件，均可满足模块化施工的设计功能和施工过程管理功能。未来石油化工行业渗透运用BIM 软件是否会将整体模块化施工提升到更深一个层次，是人们即将探索和研究的话题。

2 软件在模块化施工生产中的作用

实施模块化施工，以装置单元、系统为基础，综合考虑其独立性、完整性和可操作性，优先考虑大吨位设备及可配套设施的模块化组装；对满足运输条件的设备及可配套设施实现模块化；对现场安装工作量大的设备及可配套设施尽可能模块化；对体积大、重量轻的设施进行散件模块式设计和散件模块安装[1]。

在模块化施工前，需对整体工艺流程进行拆分，先拆分为施工单元或者功能区域、独立撬块等模块，然后单独生成这些模块的规格书，包括设计图纸、材料信息、几何信息等，最后按照模块的规格书，完成模块的施工工作。模块拆分必须依赖设计软件来完成，模块施工依托于专业的施工过程管理软件来管理。

3 模块化建造方案

根据中国石化“标准化设计、标准化采购、模块化施工”的工作要求，在“预制工厂化、工序流水化、管理现代化”实用技术推广应用的基础上，全面进行工程建设的施工可行性研究，在符合设计要求的基础上最大化形成模块化建造、现场组装的施工组织模式。把传统的现场预制安装改变成为模块化制造、深度预制及现场安装相结合，为工程提前施工提供条件，极大程度缓解工程项目建设高峰期的资源投入数量，缩短工程建设周期[2]。

3.1 模块化制造总体流程

模块化制造总体流程如图1 所示。

图1 模块化制造总体流程图

3.2 模块化制造业务流程

模块化制造业务流程如图2 所示。

图2 业务流程示意图

4 软件在石油化工行业模块化施工中的应用探索

2020 年春节，新冠肺炎疫情突如其来，在这场传播性极强的疫情笼罩下，涌现出一批“逆行者”，此时中国建筑业再现“基建狂魔”精神，10d 时间3.39×104m2，7500 余名建设者不遗余力，全力抗疫建成武汉火神山医院为战疫斗争奠定坚实基础。正是运用了BIM+装配式引领火神山项目建造新模式，采用标准化、模块化设计，最大限度地采用成熟的拼装式工业化成品，大幅减少现场作业工作量，实现了效率最大化。

在发达国家，尤其是欧美国家，模块化施工应用已趋于普遍现象。近年来，国内中铁、中建、中煤、石化等大型行业已将模块化作为最新的研究课题。模块化施工之所以先进，主要原因是将大量的散件引入模块作业、由局部小模块到大模块、由单一专业到全专业覆盖、由单项到单元，依靠当前先进的BIM软件技术，逐步实现最大模块化。它将传统的施工理念进行优化，极大地缩短了工期，降低了安全风险系数，更加有力保障良好的经济效益。模块化施工串联各个部门的配合，从项目立项就得着手筹备和策划，分别从工厂化制造、吊装机械、道路、运输、劳动力资源、物力、财力、信息化程度等，环环相扣。目前，在炼化工程领域主要应用于钢结构、工业炉、设备组焊、包设备、撬装设备等专业。

趋于国家环保政策，越来越多的石油化工装置生产线需要升级，面对激烈的市场竞争环境，在最短的时间内建成并投入使用，从而取得经济效益是每一个投资者的初衷。利用先进的软件技术，将模块化施工在工厂预制、虚拟建造，与现场同步甚至提前，这样就能保证现场和工厂化同时施工，各个专业之间，尤其是土建专业和安装专业之间互不影响，待到土建交安之时，安装专业按照事先策划方案对装置内模块化进行安装，以节省大量时间、人力、物力，创造极大的经济效益。

纵观石油化工建设近几年日益盛行，项目管理中专业软件也是层出不穷，主要专业化施工管理软件有PDSOFT 管道软件和Tekla Structures 钢结构软件，虽然在模块化施工的设计和施工过程管理过程中已经起到了不可磨灭的作用，但石油化工建设专业全面，牵扯土建、钢结构、管道、设备、电气仪表、脚手架工程等各个专业的交叉联锁，仅仅依靠各个专业软件的支撑不能总览整个项目建设。基于BIM 的虚拟建造技术应用，BIM 模型从质量管理、进度管理、安全管理、投资控制等方面模拟分析项目建设管理需求及重点。其中，在设计阶段，利用BIM 技术对初步设计方案进行优化，减少方案中的错漏碰缺，降低施工耗损，模拟结构构件的吊运、安装顺序，以验证设计方案的施工可行性，以期在施工阶段的施工方案定制、进度安排、施工场地布置等方面，尽最大可能实现“零碰撞、零冲突、零返工”，从而大大降低施工成本，减少资源浪费与安全问题，切实指导施工。

5 结语

综上所述，石油化工行业模块化施工已经引领人们走向了石化建设腾飞的前沿，模块化建设中应用BIM 技术，通过建立统一的协同标准，可以有效地协调各专业的设计方案。在此过程中，所有专业都可以统一于BIM 模型中，随时了解整体的空间布置情况，从而大大减少了设计冲突等问题的可能性，同时通过模拟建造还可以及时发现并及时解决与专业内其他成员或其他专业之间的冲突，给正常施工解决了疑点和难点，针对工期紧、任务重、场地狭小等状况可以统全局，提高工作效率，增加经济效益。