大型石化工程数字化交付费用估算初探

胡联伟 庞修海 平雅敏

（1. 石油化工工程质量监督总站宁波监督站 浙江宁波 315207；2. 中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司 浙江宁波 315207）

1 数字化交付主要内容及费用计取存在问题

1.1 数字化交付主要内容

为实现两化融合、智能制造，建立世界一流能源化工公司，中国石化明确了数字化交付、数字工厂建设是石化行业工程建设发展方向。在《石油化工工程数字化交付标准》GB/ T 51296 的指导下，2019 年发布实施了《石油化工工程数 字 化 交 付 执 行 细 则》SPMP- STD- EM2015- 2019（以下简称“交付执行细则”），在新建大型石化项目开展了数字化交付工作。

数字化交付内容涵盖工程项目建设全过程，即项目设计、采购、施工、试车各阶段产生的模型、资料文档、工厂对象属性等信息。主要内容包括数据、模型、智能P&ID、文档及关联关系等，以及承载数据的数字化平台。

1.1.1 三维模型

三维模型应满足建设单位数字化工厂建设要求，与实体工厂保持一致，使用三维建模设计软件完成工厂三维模型，并生成相关管道IDF/ PCF 文件。

1.1.2 智能P&ID

使用智能P&ID 绘制软件完成工艺管道及仪表流程图的设计工作，满足P&ID 中管道、设备、在线仪表等的需求。

1.1.3 工厂对象属性

针对设备、管道、仪表等有单体编号的工厂对象，对其属性进行数据结构化处理。工厂对象清单和每个工厂对象的对应分类决定了数字化交付的具体内容，确定工厂对象清单和分类是开展数据和资料交付工作的前提。

1.1.4 工厂对象关联性文档

收集、整理和交付设计、采购、施工、试运行阶段产生的各类资料文档。资料文档的交付版本应为最终版，文件应为PDF、TIF 等非可编辑格式，需要签字盖章的资料应为盖章扫描件，并与工厂对象建立关联关系。

1.1.5 相关系统和数据接收平台建设

建立数据接收平台（或依托已有的数字化工厂平台）来承载全部数字化交付内容，包括三维模型、智能P&ID、工厂对象属性、文档资料和互相间的关联关系等，并与数字化工厂平台、EM 系统、工程项目管理系统等集成，为相关系统和应用提供数据支撑。

1.2 数字化交付费用列支现状

1.2.1 费用列支渠道情况

目前，大型项目的数字化交付费用一般列支在固定资产其他费用中，有的项目在总体设计批复中列了数字化交付费用，在基础设计批复时并没有明确到每个主项的具体费用，导致业主在划分标段时费用规则不明确，只能根据工程费的比例大概划分到各个主项。还有部分项目将费用列在总体设计费项下或单项基础设计费下，但因数字化交付不仅局限于设计阶段，而是涵盖设计、采购、施工、试车等全过程交付，易对建设单位在数字化交付费用后续划分造成困难。

1.2.2 费用估算情况

对于数字化交付费用的计取，《石油化工工程建设设计概算编制办法（2018）》提及，“参考《石油化工工程数字化交付标准》内容及目前已实施的部门项目实际增列”，但没有具体的估算办法。“交付执行细则”是按照人工时进行测算，主要参照设计部分的人工时测算。

在已实施的一些大型复杂性项目中，因数字化交付没有可参考的最佳实践，一般按项目总投资额进行计列。比如总投资超过200 亿元的计列5000 万元，200 亿元以下100 亿元以上的项目一般计列3000 万元，100 亿元以下的项目一般计列1500 万元，对于具体主装置、公用工程的差异的复杂程度没有进行充分考虑。

2 数字化交付费用估算方法

数字化交付费用主要由标准编制及技术指导、过程控制管理服务、接收管理服务（平台费用视情况）三部分组成。结合中石化大型石油化工项目数字化交付的执行情况和实际经验，数字化交付费用采用人工时、工程费用、设计费等三种方式进行对比分析。

2.1 按实施工作内容的人工时测算

在交付执行细则[1]中，对数字化交付人工时测算包含的内容作了具体说明，主要费用构成见图1。

图1 数字化交付费用构成

该细则主要从数字化交付实施过程和内容出发，运用工作分解结构和工作量相结合的办法进行人工时数估算。

2.1.1 总体策划和规范细化

总体策划和规范规则细化具体可分解为以下内容：

（1） 非智能设计软件使用规范；管道IDF、三维模型；工厂对象分类和属性及资料文档交付规范；

（2）设计单位、供应商、施工单位数字化交付规范；

（3）智能工艺、仪表软件交付规范及种子文件编制；

（4）工厂对象编码规则、资料文档编码规则；

（5）交付进度、交付质量等过程控制；

（6）模型整合及数据、文件集成。

2.1.2 数据接收平台建设及服务

数据接收平台建设包括引进国内外成熟的数据集成平台的采购费用，具体包括：

（1）平台需求梳理和确认；

（2） 平台二次开发实施和部署；

（3）平台测试、完善和调优；

（4） 使用手册编制和用户培训；

（5）数据接口与数据服务。

2.1.3 数据收集整理

数据收集整理主要包括：

（1）设计属性数据收集、文档资料整理；

（2）采购属性数据收集、文档资料整理；

（3）施工属性数据收集、文档资料整理；

（4）设计数据、文档与模型建立关联；

（5）采购数据、文档与模型建立关联；

（6）施工数据、文档与模型建立关联。

2.1.4 三维模型细化

结合数字化工厂建设需求，需全专业投入模型建立工作，主要涉及物理支吊架、电气设备和仪表设备等方面的模型细化。

2.1.5 数字化交付过程管理

交付过程需协调设计、采购、施工方进行数据整合，以及与业主方应用需求对接等工作。具体包括交付内容的合规性、完整性、一致性等，以及总体进度、各类交付内容的进度、各单位交付进度控制等。

2.1.6 其他交付服务

其他交付服务主要包括工艺、管道、仪表等智能软件使用、专业设计集成系统应用等新设计模式的全面应用工作，以及业主数据集成应用等。

按执行细则的人工时方法测算时，人工时数和人工单价是计算交付费用的两个重要变量。目前国内各家设计单位的人工单价水平差异不大，因此如何准确计量人工时数就成为确定交付费用的关键。目前这方面国内积累的经验数据较少，在基础设计概算阶段，需明确各主项的总人工时。参照设计人工时估算方法[2]，根据各个装置的基础设计范围估算所需交付的文表、图纸数量，并将其折合成标准图工作量；然后乘以每个专业的每张标准图纸定额所需交付人工时进行人工时数估算，关键是需交付文表、图纸量的估算；同时，各专业应有自己的标准图纸交付人工时消耗定额。

其中，有些人工时费用势必会随着数字化交付技术推广和优化而减少，比如：

（1）规范规则的细化；

（2） 对于来源于工程设计单位、制造厂家、施工现场等各个方面的数据，因直接从数据产生的源头获取，可避免重复性的数据整理和提交，提高数字化交付工作效率，更好地确保数据质量；

（3） 关于关键性、通用性设备，通过集团层面的数据中心获取各个建设单位的设备运行状态、常见问题、故障和修复情况反馈，按照厂家和型号进行统计对比分析，也必将减少工厂对象清单数据整理需要的人工时。

2.2 按工程费比例测算

按工程费比例来估算数字化交付费用，可以说是简单而又行之高效的方法，表1 是已实施大型炼化项目数字化交付费用占工程费比例。由表可见，已实施的这些大型炼化项目数字化交付费用占工程费比例普遍都低于1%。根据已实施的交付经验，这一费用偏低。

表1 按工程费比例测算数字化交付费用占工程费比例

从费用组成角度来看，以工程费比例为基数来估算数字化交付费用需对工程内容进行差异化区分：装置类主项数字化交付费用占比一般来说要高于公用工程类主项；同样，建筑工程费占比较大的主项（类似罐区、房屋建筑类）数字化费用与装置类主项的费用相比也应适当减少比例。此种方法忽略了主装置与公用工程，或者装置间复杂程度差异，虽然计算方法简单，但是在数字化交付费用估算时不能完全体现数字化交付的难易程度。

2.3 按工程设计收费比例测算

工程设计收费标准（计价格[2002]10 号）中提到：基本设计收费= 工程设计收费基价×专业调整系数×工程复杂程度调整系数×附加调整系数。这说明设计费计费时已充分考虑各个工程的工程复杂度、各专业复杂程度（专业调整系数）和补充调整（附加调整系数），弥补了以工程费为计费基数时不同工程间差异的缺陷。

石油化工工程按复杂程度调整分为三级，调整系数分别为（Ⅰ）0.85、（Ⅱ）1.0 和（Ⅲ）1.15。其中催化重整、催化裂化、加氢裂化和乙烯等常见装置调整系数均为（Ⅲ）1.15，而辅助生产设施和公用工程调整系数为（Ⅰ）0.85；专业调整系数根据石油化工工程特性调整系数为1.2；附加调整系数根据是否需要增加管段图设计，调整系数为1.1。因此，可根据设计费来估算不同装置的数字化交付费用。

参考在建的大型项目数字化交付经验，数据收集整理、三维模型细化、交付管理协调等人工时费用约占基本设计费5%；智能软件使用、业主运维系统数据集成及其他服务约占基本设计费3%；另外，平台建设费可能需100 万～200 万元。这样，可以较为准确地估计数字化交付费用。表2 为不同工程案例下按工程设计费比例测算数字化交付费用占基本设计费比例。

表2 按工程设计费比例测算数字化交付费用占基本设计费比例

3 结论

通过对数字化交付费用三种计费方式的比较分析发现，按执行细则的人工时方法测算时，准确计量人工时数是确定交付费用的关键。目前国内积累的经验数据较少，在基础设计概算阶段，人工时数测算有一定困难，后续可以尝试建立各种装置数字化交付所需的人工时数据库，参照设计费人工时估算方法，建立各种装置人工时消耗定额。

以工程费比例来估算数字化交付费用时，建议考虑主装置、公用工程，或者装置间复杂程度差异，以数字化交付的工厂对象的多少来进行费用估算。

以基本设计收费为基数来估算数字化交付费用可基本满足数字化交付现在的需求。其特点主要体现为，基本设计收费计费时已充分考虑各个工程的工程复杂度、各专业复杂程度（专业调整系数）和补充调整（附加调整系数）。参考在建的大型项目数字化交付经验，在后续大型炼化项目概算中，可按基本设计收费的10%～15%来计取数字化交付费用。