第2章　石化工程項目方案規劃集約化

2.1　概述

2.1.1　集約化理論發展歷程

集約化是實施集約的過程狀態，它的應用經歷了不同的發展階段。集約化從最初農業領域里單領域、單要素的應用，逐漸過渡到多領域、多要素的狀態，大體上經歷了四個發展階段：形成、發展、豐富和提升，如圖2-1所示。

在形成階段，要素單一（只有土地資源），集約方式簡單，主要是土地的合并和集中，核心是增加單位土地資源生產要素的投入，應用范圍窄，屬于集約化的初步探索階段。在發展階段，領域擴大、要素增多，集中資源解決經濟發展中遇到的問題和困難，核心是從規模擴張轉向效率提升，屬于集約化從外延拓展向內涵轉變的過渡階段。在豐富階段，領域寬泛、要素眾多，需在統籌優化資源利用的同時，融入和諧自然觀等，實現更大范圍內的資源合理配置。在提升階段，借助信息技術的最新發展成果，采用數字化的手段和工具，提升綜合集約的水平和效率，實現項目優質目標。

2.1.2　方案規劃集約化的內涵

規劃是一種超前性的思維過程，能有效地指導工程活動的開展，并取得良好的成效^［1］。方案規劃的合理程度，是石化工程項目建設的重要影響因素。方案規劃集約化就是在數字化為其賦能的基礎上，以統一優化配置為核心，通過大量石化工程項目實踐總結形成的一種創新的項目管理方法。它創造了新的時空觀念、工作方式和組織規則，促進了方案的優化和提升，為大批石化工程項目成功建設提供了支撐。石化工程項目集約化的內涵和意義如下。

（1）內涵

石化工程方案規劃集約化就是根據多要素、多專業、多界面的建設特征，圍繞技術先進、質量優良、成本節約、效率提高、安全環保等目標，對各類建設資源和管理要素進行集結、協調和優化，并通過數字化工具，以數字化工程平臺為支撐來實現整體效益最大化，在完成建設任務的同時，提升各參與方的整體價值。石化工程項目集約化邏輯框架如圖2-2所示。

從圖2-2看出，石化工程項目方案規劃集約化大體上分為工廠規劃、設計方案和建造方案三個方面。

工廠規劃是石化企業技術路線的頂層架構，在規劃中需要在法律法規、產業政策、市場需求和技術經濟等約束條件下，借助過程模擬系統，如流程工業模擬系統（PIMS）等數字化工具對石化原材料供應和加工流程方案進行分析評估，降低固定資產投資、提高資源利用效率。

設計方案的優化在工廠規劃基礎上開展，實施過程中需要綜合考慮工藝技術選擇、能量綜合利用、環保高效治理和投資收益分析等環節，并借助數字化工具，如煉油能量規劃系統（REMS）等，提高方案的工程實施可行性。

在建造方案實施環節，需要結合設備采購和制造資源，綜合考慮承包商、制造商、業主方等相關方的訴求和能力，以項目經濟、技術、質量、安全、環保等綜合內容為目標，應用項目成本控制系統，如i-Cost等數字化工具，實現項目的整體效益最大化。

在三個環節正向推進過程中，方案不斷完善和提升。與此同時，后續環節在實施過程中，不斷給予前序以反饋，推進過程不斷迭代、方案逐步完善，達到工程項目整體方案最優化的目標。

從石化工廠生產運營實際情況來看，項目建設之初確定的全廠工藝加工流程、能量綜合利用、環保高效治理、動力系統等方案規劃合理與否，對于后續生產裝置的“安穩長滿優”運轉起著關鍵作用，是石化工廠優質基因的決定性因素，因此集約化中重點介紹方案規劃的集約化。

（2）意義

方案規劃集約化基于管理科學理論和信息技術成果，結合石化工程項目多界面、多要素、多系統、多目標、多約束的特征，圍繞石化工程項目交付物——石化工廠的技術先進、清潔環保、安全可靠和與區域和諧相處的建設目標，實施多專業、多層次、多角度的整體集約，對于實現石化工程項目理念先進、質量優良、方案優化具有重要的促進作用。

①有利于工程項目管理理論的豐富和完善。集約化理念自農業開始，逐步豐富發展并延伸拓展到經濟等多個領域，國內外進行了大量的探索和實踐，但大多研究和實踐僅限于產業、行業和企業層面，對于工程涉及較少，落實到項目層面尚未有石化工程項目方面的研究和實踐。本章從集約化理論的發展歷程入手，對從實踐經驗總結提煉形成的石化工程方案規劃集約化進行研究，分析了集約化的特征，闡述了集約化的內涵與方法，介紹了應用案例和效果，對于工程項目管理理論體系的豐富和完善，起到了良好的促進作用。

②有利于提高資源的利用效率，提升項目的安全環保水平。在石化工程項目中，通過對物料、能量、土地等資源實施集約化配置，并同步推進環保的高效治理，在法律法規、市場需求、產業政策等約束條件下，提高資源的利用效率和要素的配置水平，如流程設計采用全廠大聯合裝置理念，集約占地；生產裝置有機緊密聯合，集約消耗；工藝物料直接互供、公用工程靠近負荷中心，集約能量；污染物綜合處置，集約處理；最終為業主交付技術先進、安全可靠、清潔環保的石化工廠。

2.1.3　方案規劃集約化的方法和內容

（1）過程方法

方案規劃集約化作為一種先進、科學的工程管理方法，其最大優勢是“一體化”的系統整合思想，其實施遵循以下幾個步驟，如圖2-3所示。

要素識別是方案規劃集約化過程實施的第一步。在本階段需要對研究對象的特征進行深入調研和系統辨識，只有完整識別項目涉及的資源和管理對象，準確把握制約相關資源和能量利用的關鍵性要素，才能認清項目管理的重點和難點，有針對性地采取措施。

在研究對象的要素識別完整后，需要對所有要素進行特征分析。在該步驟中，要素的特征要根據物料、能量等資源的稟賦情況，以及重要程度、影響強弱、關聯關系進行管理和辨識，圍繞高效利用和提升效率的目標任務，進行分層梳理和屬性歸類，為優化配置創造條件。

優化配置是方案規劃集約化過程的第三步。在此階段內，需要根據項目的特點和階段要求對已經完成分類的要素進行統一的優化配置，為了提高配置效率和水平，通常采用數字化的工具進行多方案多參數的優化選擇，在此基礎上，找到最優解決方案，為后續實施提供參考。

目標評估是方案規劃集約化的第四步，根據優化配置結果，圍繞項目中心目標，查對相關約束條件，對方案進行完善，形成有針對性且符合項目實際的解決措施，并將信息進行反饋，以修正相應的配置方案，形成集約化方案不斷迭代和優化完善的循環過程，促進項目高效推進。

從方案規劃集約化的內涵來看，它提出了全新的管理方法和管理思想，核心就是集中統籌優化節約的思想，并依此指導管理實踐活動。區別于傳統的非信息技術基礎上的集約化，石化工程項目方案規劃集約化突出了“數字化”的支撐作用，使得各種資源或者要素在數字工程的平臺上得以賦能，相互滲透、相互融合，在反復迭代中，方案不斷完善和優化，管理得以提升。

（2）方案規劃集約化內容

石化工程項目方案規劃集約化就是要采用系統視野和整體思維，將需要統籌考慮的要素作為研究對象，識別各項資源條件和制約因素，基于特征分析，通過體系重構或要素組合的方式對資源進行統一配置，在滿足各項約束條件下，達到節約資源和提高效率的目標。

石化工程項目方案規劃集約化內容主要包括總流程規劃、總平面布置、能量利用、蒸汽動力系統設計和環保治理集約化等。

總流程規劃集約化是在對原料等資源要素、產業政策與市場需求等影響因素進行充分認識的基礎上，采用流程工業模擬系統（PIMS）等數字化工具對全廠總加工流程進行多方案優化比選，提高有限資源的利用效率，實現產品價值最大化，增強項目核心競爭力。同時，工藝總流程規劃的集約化程度也會對項目能耗、生產安全、環保排放等指標產生重要影響。

總平面布置集約化，是在識別土地資源、自然氣候、公用工程條件和外部交通等條件的基礎上，依據總加工流程、功能區域劃分、安全環保和檢維修要求，圍繞核心功能裝置，按照工藝流程順序實現總平面的合理布局，節約占地，降低材料費用，方便安全環保生產、檢維修操作管理，促進輔助設施的效能發揮和物流運輸的優化供給。

能量利用集約化，是在識別系統的能量輸入和輸出、節能技術和裝備條件的基礎上，以工藝條件、加工流程、能耗指標、產品質量、裝置負荷率等要求為約束條件，從能源規劃、能量集成和單元強化三個層次進行能量的統一優化配置，提高系統能量資源的利用效率和經濟性，并有利于環保減排目標的實現。

蒸汽動力系統設計集約化，是以滿足全廠工業生產需求為前提，通過對項目的生產裝置以及輔助設施等進行產能和用能規劃，以全廠蒸汽動力平衡為基礎，實現能源轉換、利用、效益的最大化，降低企業運營成本，促進項目節能、環保、安全等目標的實現和協調統一。

環保治理集約化，是以清潔化生產為主線，在識別可獲得的清潔化能源、綠色生產技術等基礎上，依據環保法規、環境承載力、排放指標等要求，通過源頭清潔化生產、過程和末端協同治理、全生命周期環保管控等措施，實現綠色低碳可持續發展。