吳展華

[摘要]科研工程瞄準國家重大需求，是國家重大基礎(chǔ)設施建設，是原始創(chuàng)新和自主知識產(chǎn)權(quán)的重要來源，是國家核心競爭力的重要體現(xiàn)，其兼具一般工程和科學研究的雙重特點。在科研工程的管理，尤其是設計管理上，相對于以往常規(guī)工程設計存在諸多差異，增加了設計管理的難度。我國科研工程的設計管理尚比較薄弱，要積極借鑒先進經(jīng)驗，并與具體的科研工程實際的設計問題相結(jié)合。本文從分析科研工程的特點為基點，著重分析研究了科研工程設計管理的相關(guān)要素和控制措施，為國內(nèi)目前正在開展科研工程設計的同行提供參考。

引言：隨著我國經(jīng)濟實力和科研能力的日益增強，國家在大型科研裝置的投入顯著增加，近年來涌現(xiàn)出一大批重大科研工程項目，其技術(shù)新、難度大、綜合性和系統(tǒng)性強，給傳統(tǒng)的工程設計帶來巨大的挑戰(zhàn)。本文分析了科研工程的特點，結(jié)合科研工程實際設計管理經(jīng)驗，探討了科研工程的設計管理的要點和措施。

[關(guān)鍵詞]科研工程 設計管理 控制措施

1科研工程的特點

科研工程是指為了進行探索或?qū)崿F(xiàn)某一特定的科學研究而建造的大型科研裝置以及與其配套的附屬設施?？蒲泄こ腆w現(xiàn)的是政府的意志，重大科研工程具有重要的戰(zhàn)略導向作用，更多地體現(xiàn)丁國家的長遠利益，對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展具有重大的理論和實踐意義。政府通過實施重大科研工程，重點支持某個領(lǐng)域，實現(xiàn)局部的跨越式發(fā)展，帶動戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的突破。作為滿足國家戰(zhàn)略領(lǐng)域科研需求的一種重要組織形式，重大科研工程的實施必須首先服務于國家目標，體現(xiàn)國家利益。

科研工程一般都涉及現(xiàn)代科學技術(shù)的許多學科領(lǐng)域，是多領(lǐng)域、多學科、多部門的系統(tǒng)攻關(guān)和科研創(chuàng)新，具有明顯的科研特征。科研工程項目一般規(guī)模大、投資多、周期長，組織管理工作復雜?？蒲泄こ桃环矫婢哂锌蒲行再|(zhì)，具有科研項目的探索性，另一方面又有大型工程項目一般特質(zhì)，是科研與工程相互結(jié)合的產(chǎn)物。一般工程都采用成熟工藝和選用標準工業(yè)產(chǎn)品，而科研工程的主工藝系統(tǒng)的儀器設備，大量是非標準產(chǎn)品，無法通過常規(guī)工業(yè)渠道采購，也沒有專門的設計單位和制造廠家，必須組織專門的力量進行設計和制造。

在工藝上，由成熟的一面，更多的是探索。盡管工程建設所依據(jù)的基本原理是清楚的，但由于國內(nèi)外都無縣城的技術(shù)資料可以借鑒，必須進行大量的理論分析和實驗研究?？梢哉J為科研工程在技術(shù)上有不成熟性?？蒲泄こ讨嘘P(guān)鍵和重要設備往往需要進行預先的研究或驗證。由此，科研工程同時具有高投入和高風險性的特點。一方面重大科研工程的實施需要較多的資金支持，另一方面首多種因素的制約，存在較多的不確定性和風險性。

2科研工程設計管理與控制體系

在影響項目建設進度與質(zhì)量的眾多因素中，工程管理是最主要的因素之一。建立一套適應于科研工程特點的工程管理體系是科研工程建設成功的重要保障，也是科研工程建設管理者面臨的一大挑戰(zhàn)。因此，要按預定質(zhì)量、進度、投資順利完成工程建設，關(guān)鍵在于工程管理，而設計管理在工程管理中，又是最重要、最復雜的環(huán)節(jié)。工程核準開工后，能不能保證工程建設的質(zhì)量，加快建設進度、節(jié)省投資，工程建成后能否獲得最大的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益，設計工作都起著關(guān)鍵性的作用。設計的質(zhì)量、設計采用的標準、設計的修改都是決定工程質(zhì)量的重要因素。設計是科研工程建設的龍頭，是設備采購、土建、安裝、調(diào)試啟動和商業(yè)運行的依據(jù)。工程建成后設施的安全性、可靠性和經(jīng)濟性很大程度上取決于設計的水準，其工程建設的成敗，很大程度上取決于設計。鑒于設計在科研工程建設運行中的重要性，加強設計各個環(huán)節(jié)的管理，尤為重要。

2.1設計管理總體要求

科研工程的設計任務涵蓋了多種專業(yè)學科，一般由多個單位聯(lián)合設計，而各個單位又分屬不同的系統(tǒng)并擁有自己內(nèi)部的設計管理辦法，其管理組織、制度、機制、流程、方法和標準等均存在不同程度的差異。參與科研工程建設設計人員的管理意識、能力和水平也參差不齊。因此，設計管理要求設計單位必須明確劃分職責以及相應的權(quán)限范圍與聯(lián)系渠道，必須保證在所有層次上都有足夠的技術(shù)上合格且受過適當培訓的人員;必須明確地規(guī)定負責設計的各個部門之間的接口，并明確設計單位、用戶、設備廠商、建造單位和其他承包商之間恰當?shù)慕涌?必須制定并嚴格遵守程序;必須定期審查、監(jiān)督和檢查一切與安全有關(guān)的設計事務。從以上要求可以看出，設計單位在設計管理中處于接口交匯點的中心地位，但是設計管理不僅僅是設計單位的職責，業(yè)主也必須把以設計單位為中心環(huán)節(jié)的有關(guān)設計管理活動納入自己的管理范疇。

2.2科研工程設計管理的范疇

科研工程設計管理涉及范圍相當廣泛，從工程設計、設備制造、建筑、安裝、調(diào)試、運行，管理持續(xù)時間長。建筑安裝、調(diào)試、設備制造、甚至運行維護都要以設計文件為依據(jù)。任何一種設計方案對設備制造質(zhì)量、制造進度、建筑安裝進度都會造成影響，設計方案影響工程造價也是明顯的。實踐經(jīng)驗表明，設計方案確定后，工程造價基本大致確定，一旦在實施設計修改必然會增加造價。設計管理包括以下范圍：設計標準規(guī)范的選擇、設計審查、設計接口管理、設計修改、設計進度控制等。

2.3科研工程設計管理各要素及其控制措施

（1）組建高效設計管理團隊

設計是整個項目管理的龍頭，設計管理組織機構(gòu)的搭建和運行是否高效將直接影響整個項目的進度和質(zhì)量。針對科研工程技術(shù)難度大，涉及面廣的特點，管理者除具備一般工程的設計管理技能外，還應該掌握該工程工藝及其相關(guān)技術(shù)的要領(lǐng)。設計管理組織機構(gòu)的設置必須與工程組織機構(gòu)形成協(xié)調(diào)統(tǒng)一，其目的是通過發(fā)揮組織機構(gòu)的管理職能，提高設計與技術(shù)服務質(zhì)量，保證設計進度，更有效地監(jiān)督和履行設計與技術(shù)服務合同，為實現(xiàn)項目的總體目標服務。

（2）設計標準與規(guī)范的合理選擇

由于無可借鑒的同類項目可參考，科研工程設計中，正確的選擇和使用相關(guān)的法規(guī)、規(guī)范、標準是極其重要的一環(huán)。各設計單位在各個工程的設計、建造、設備采購和監(jiān)造中，都確定了標準、規(guī)范采用的原則，都編制了所使用的標準、規(guī)范目錄。采用的規(guī)范、標準不但影響設施建成后的安全運行也影響工程的技術(shù)經(jīng)濟。所以工程項目使用的標準、規(guī)范需經(jīng)業(yè)主方審查認可。標準與規(guī)范分為設計、施工兩個部分。每個部分基本按照專業(yè)分類，每個專業(yè)又分成遵照執(zhí)行和參考執(zhí)行兩種情況。值得注意的是，標準、規(guī)范與管理規(guī)定均必須是設計合同簽訂時的最新版本，并且隨著工程的開展及時更新。

（3）設計管理手冊的統(tǒng)一與嚴格執(zhí)行

為統(tǒng)一工程設計規(guī)則，方便各設計單位和承包商在統(tǒng)一的規(guī)則下出版文件，對廠房、系統(tǒng)、設備、管線、電纜的標識方法，各類設計文件和圖紙的格式及編碼等通過程序作出統(tǒng)一明確的規(guī)定。從本質(zhì)上講，設計管理手冊提供了設計具體操作的工具，在遵守設計桂發(fā)和標準的前提下統(tǒng)一設計出圖方式，使設計管理在規(guī)范化的平臺上有效運作。一方面有利于提高設計工作的標準化，減少差異化;另一方面規(guī)范各方的行為，使各方有章可循，方便設計單位和各承包商的管理。

（4）設計接口的控制

設計接口是指設計過程中各專業(yè)之間用文件形式規(guī)定相互提交的設計資料。由于設計是連續(xù)性和邏輯性較強的工作，同時設計又是分散的，工程設計要涉及不同專業(yè)、不同系統(tǒng)、不同設備，大量接口都是設計工作的重要組成部分。為了承包、工作或管理上的方便，通常按照不同的方式，將整個工程劃分成許多子系統(tǒng)、部件、子項，當這些子系統(tǒng)、部件、子項的工程任務交由不同的承包商實施時，尤其是各個子系統(tǒng)在空間上無截然分界時，彼此間就會出現(xiàn)大量的相互關(guān)聯(lián)的接口問題。

因此，復雜的科研工程設計接口需要一定的控制措施，主要包括以下一些技術(shù)措施：編制接口控制程序，包括接口的編號、簽發(fā)、接口資糧單格式和資料索取單的格式。編制內(nèi)部接口手冊和外部接口手冊，包括系統(tǒng)接口、設備接口、控制接口、土建接口等，并明確接口提交的時間。接口手冊編制的條目越多、越細，接口管理越方便。在工程網(wǎng)絡計劃編制完成后，應立即編制相應階段的設計接口控制手冊，所有接口信息由接口工程師匯總動態(tài)信息，并保持不斷更新。負責接口，特別是設計分工由疑問的接口，通過設計協(xié)調(diào)會的形式確定。為了減少接口僅通過書面溝通不暢，可通過不定期的設計協(xié)調(diào)會處理。

（5）設計審查管理

為了保證設計滿足所有的設計要求，包括設計輸入要求、設計過程的策劃和實施以及接口管理的要求，必須進行設計驗證。設計審查主要的控制要點如下：是否正確的選擇了法規(guī)、標準規(guī)定的設計輸入要求;是否對進行設計所必須的假設作了適當?shù)恼f明，該假設是否合理;所采取的設計方法是否恰當，是否遵守了規(guī)定的設計標準;設計輸入是否已正確地結(jié)合在設計中;是否遵守了設計過程程序;與設計輸入對照，設計輸出是否合理;是否已在設計文件、輔助程序或指令、說明書中為借口單位規(guī)定了必要的設計輸入和驗證要求。

必要時組織外部專家進行整體或?qū)ｎ}的設計審查，或委托獨立第三方或組織專家組進行專項的設計審查。通過借助外部審查，可以及時發(fā)現(xiàn)設計中的缺陷或不足，及時吸取經(jīng)驗教訓，督促設計單位提前整改，以彌補業(yè)主單位專業(yè)不齊、人員經(jīng)驗不足、審查不到位的困難。

（6）設計修改管理

設計修改指工程施工過程中，設計單位為了保證設計和施工質(zhì)量完善工程設計、糾正設計錯誤以及滿足施工現(xiàn)場條件變化而進行的設計修改工作。由于國內(nèi)目前設計工作采用三維設計技術(shù)、設計審查不到位，現(xiàn)場土建與設備接口矛盾，設計進度不合理、安裝次序不合理等導致設計修改出現(xiàn)。設計修改時工程設計進入現(xiàn)場實施階段的必然產(chǎn)物，也是設計單位必須完成的一項工作。

設計修改可以從以下幾個方面進行控制和管理。所有承擔設計責任的單位必須建立設計修改的程度，所有設計修改管理流程必須與源設計流程相符合，包括審核、批準院設計的同一單位來審核和批準設計修改。設計修改必須關(guān)注其接口影響和對其他專業(yè)的影響，確保修改影響分析到位，相關(guān)圖紙修改完善。對設計修改必須所經(jīng)濟方面的分析和評價，不能不考慮經(jīng)濟性影響。對于設計經(jīng)驗不足、設計責任心不強導致的重大設計修改，必須進行根本原因分析和總經(jīng)，做到舉一反三。盡量減少文件圖紙的隨意升班，致使變更信息不全。業(yè)主、設計單位、施工單位必須確?，F(xiàn)場工作修改都有紙質(zhì)記錄，要將現(xiàn)場的修改信息全面反映到竣工文件圖紙中。

由于設計修改對設計質(zhì)量、施工進度、投資控制單個主要方面將產(chǎn)生較大的影響，負責設計管理的部門，應加強對設計質(zhì)量的監(jiān)管，減少設計修改的數(shù)量及其對現(xiàn)場施工的影響。負責現(xiàn)場施工管理的部門，應關(guān)注設計修改對工程進度、施工質(zhì)量的影響。負責投資控制的部門應重點關(guān)注設計修改對工程投資的影響。負責設備采購的部門，應關(guān)注設備修改管理。由于設計修改對設計、施工、投資三個方面的影響是相互的，各部門應加強溝通合作，盡可能減少設計修改的影響。

（7）設計進度控制

設計進度控制是對于設計文件進度計劃從編制、發(fā)布、修改/升版、跟蹤/落實、關(guān)閉等進行閉環(huán)控制，對各方接口予以關(guān)注，必要時予以協(xié)調(diào)，主要的工作內(nèi)容最終落實在進度的跟蹤和調(diào)整，確保進度計劃的完成符合工程現(xiàn)場的期望。

在工程總體進度計劃的框架下，在充分靠考慮現(xiàn)場施工、設備采購、系統(tǒng)相互關(guān)系等因素后共同編制設計進度計劃作為整個項目設計周期的進度計劃。同時，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)工程的實際進展，在每年年底，經(jīng)業(yè)主方、施工方和設計單位共同探討制定下一年的年度設計計劃，作為年度設計進度控制的基本依據(jù)，并予以正式發(fā)布。