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国际工程行业数字化转型案例展示|墨西哥城地铁1号线全面现代化项目数字化协同平台建设

为展示前沿创新技术,分享优秀实践成果,推广行业成功经验,发挥科技创新赋能作用,助力企业数字化转型,承包商会开展了国际工程行业数字化应用案例的征集工作。

中车株洲电力机车有限公司的《墨西哥城地铁1号线全面现代化项目数字化协同平台建设》案例在这次征集中被选为优秀应用案例。

一、案例背景

2020年12月,中车株洲电力机车有限公司(以下简称中车株机公司)、中国中车(香港)有限公司(以下简称中车香港公司)联合体与墨西哥城地铁局正式签署墨西哥城地铁1号线全面现代化项目合同,以“EPC+F(融资)+M(维保)”工程总承包模式,提供包括投融资、车辆、通信、信号、线路升级改造及整体全寿命周期维保等在内的一体化系统解决方案。项目执行周期共19年,其中建设期4年、服务期15年。

墨西哥城地铁1号线是墨西哥城开通的第一条胶轮地铁线路,于1969年正式开通,距今已有53年运营历史。该线路为墨西哥城最繁忙的线路,全长18.83公里,日客流量(含换乘)达100万人次。本项目完成全面升级改造后,将极大改善1号线运营状况,缩短发车间隔,提高运营效率与安全性能。

2022年4月,本项目在联合国欧洲经济委员会主办的第六届全球PPP项目论坛进行现场分享,成功入选全球PPP项目论坛十大经典案例。

结合项目建设内容与线路特点,本项目具有涉及的专业多、标准多、相关方多、施工组织复杂等系统性难点:

1.涉及专业多,主要包括新造车辆、老车改造、通信与信号系统、线路与机电系统、地铁SAM系统与SCADA系统、车辆段改造等多专业,各专业间在设计、采购、施工等方面存在复杂的接口关系、工序逻辑关系,项目组织、沟通及协调难度大。

2.涉及标准多,既有隧道结构采用墨西哥50多年前的设计标准,既有胶轮地铁车辆及控制系统参考了欧洲标准、美国标准,国际上对胶轮地铁没有形成统一的设计准则。

3.相关方多,本项目主要相关方多达13个,且涉及全球多地域、多文化、多语种、多时差沟通,业主针对可交付文件成果要求高,纵向、横向流转通道复杂,给项目沟通带来极大挑战。

4.施工组织复杂,本项目施工活动涉及既有隧道、设备房、车站、车辆段等作业面,同时又与业主另行分包的车站翻新、隧道大修、电力改造等项目同步施工,两者在工作面、节点和周期上相互影响,隧道内交通控制复杂,现场施工管理、物料运输等存在极其复杂的交叉和冲突。

针对上述难点,公司自项目启动之初就着手策划数字化协同平台,以“互联互通、开放共享”理念联合业主、监理、分包方等合作伙伴,重点从需求管理、接口管理、文件管理、计划管理、现场管理等方面开展数字化建设与协同化管理,科学运用专业的管理系统,集成更全面的数据,开展更精准的分析,打造信息共享、生命周期监控的数字化协同体系。

二、案例主要内容及应用场景

(一)总体思路

本数字化协同平台以墨西哥城地铁1号线全面现代化项目合同为基准,围绕项目执行目标与整体思路,紧抓项目计划、进度控制主线,以落实分解计划、管控风险和推动问题解决为着力点,集成运用文件管理、需求管理、接口管理、计划管理、施工现场管理等“五个数字化协同平台”,在项目全周期建立共享的、直观的、在线的项目可视化管理系统,从而科学推动项目执行与监管,构建完整的项目管理体系和行动方案。

(二)主要内容及应用场景

1.文件管理数字化协同

本项目业主单位、监理公司高度重视项目的文件管理,将其作为项目启动、过程检查、竣工验收、质量评定等重要依据,制定了严格的文件提交、审核、修改、批准流程。结合项目特点与业主要求,本项目文件管理特点有:

①文件数量多。本项目为系统级大型复杂工程项目,文件管理覆盖各系统各专业的可交付工程文件及通用文件,仅前期相关设计文件总量近6000份。

②细分领域多。系统级下分多个子系统,各子系统又进一步细分各专业,不同子系统、不同专业、不同执行主体均需创建与文件管理相关的工作流。

③细分阶段复杂。本项目文件管理涉及初步设计阶段、详细设计阶段、施工阶段、竣工阶段、运营维保阶段等,且各阶段文件类别多、体量大、文件编码规则复杂。

④工作团队分布广。项目工作团队分布欧洲、亚洲、美洲等7个国家,针对文件上传、审核、更新、批复等活动,需开展紧密、高效地远程协作。

⑤更新要求高。文件状态须实现可视化数据实时更新,全项目周期可交付工程文件及通用文件的台账也必须实时更新。

【数字化解决方案】

基于上述情况,项目团队通过采用ACONEX文件管理平台、自建服务器等两套文件管理系统,实现项目文件的数字化协同与全周期管控。

ACONEX文件管理平台是全球广泛采用的工程项目文档管理和信息协同平台,其优势在于审核流程、工作流和在线查询可实现各方之间的轻松协作。在平台配置初,团队通过子系统级别分析,统筹考虑项目涉及各子系统与各相关方,识别出较为全面的配置思路,并制定Cascading,即“行业/子系统-专业”的互联互通,对系统平台经过详细配置后,形成了典型的轨道交通类工程项目的文件管理平台,在实现文件管理基本要求基础上,创造较大便利:

文件管理流程通畅。通过先进的工作流设置,将多个相关方对文件的上传、审核、修改、批复工作集成在同一个文件管理平台中协同开展,而各单位又彼此独立,仅在开启工作流或发起文档传送时,文件才能被投递至其它单位;在预设的工作流中,通过定义文件的审核周期、批准周期,可对滞后文件提供提醒服务。

②文件上传功能完善。通过模板化及大型化的上传工具,可基于文件的编码规则快速上传多个或多系列文件,且支持多种文件类型;系统设计“唯一文件编码”识别功能,可以提醒上传者文件版本是否正确,使文件升版控制更精准。

③呈现效果良好。通过平台的可视化看板,能更加直观的对设计进度进行跟踪管控;通过属性可轻松找到对应的专业文件,实现虚拟的标签化管理。

④方便国际团队工作。平台服务器遍布全球,能快速访问平台中的文件,有更好的加密性服务保障;且该文件管理平台支持多语言显示,方便国际团队参与项目工作。

同时,为进一步确保文件管理的保密性、安全性,项目团队还搭建了自有服务器来对项目电子文档进行归档管理,通过局域网快速访问服务器存储信息,实现全项目周期所有文件的双备份管理。同时可通过映射网路驱动器中服务器地址的专项配置,让远程访问和办公更加安全保密。

2.需求管理数字化协同

针对本项目繁杂的合同需求,项目团队创新引入需求管理数字化协同解决方案,将合同需求逐项整合到数字化协同平台中,形成规范、高效的需求管理流程。结合项目特点与业主要求,本项目需求管理特点有:

①合同内容多,主合同及其附件内容多,条款数量体量非常大,需求管理内容极其丰富。

②涉及相关方多,且存在复杂的接口关系,合同需求矩阵的识别、编制及管理复杂。

③响应证明文件要求高,业主单位、监理公司要求提交合同需求的响应证明文件,并逐条审核,由于存在文化差异、语言差异与理解偏差,相关文件的提交与审核管理难度大。

④业主要求高,业主单位、监理公司针对需求管理的数据分析、可视化看板的创建要求高。

【数字化解决方案】

基于上述情况,本项目选用HELIX ALM(Application Lifecyle Management)系统中专门针对需求管理的HELIX RM(Requirements Management)平台,将其作为本项目合同需求管理的协同工作平台。

在平台配置之初,基于主合同及其附件等文件,项目团队针对合同条款识别出合同需求总体矩阵,逐步细分为管理、技术和无需响应信息等清晰矩阵类目,按“行业/子系统-专业”进行分类管理。针对识别的需求类目,建立唯一的需求矩阵通用编码,上载至协同工作平台,然后分配至相关分包商来确认、举证和上传响应材料、提交至总包方及监理、业主进行审核审批,确保整个合同需求范围实现全面覆盖,并创造以下工作便利:

实现多方协同工作。业主、监理公司、总包方、分包方等可根据自身角色在系统中协同工作,实现更有针对性的高效沟通,提高需求管理的工作效率。

②实现证明文件电子化。参与单位可通过协同平台远程协作上传相关证明文件,管理界面也可直观的体现合同需求类目与证明文件的对应关系,以初步验证证明材料的符合性,帮助使用者快速进入审核工作流。

③实现动态直观展示需求响应状态。各相关方可通过平台可视化看板了解相关工作进展,可直观了解需求管理的实施情况与符合性情况,实现动态管控。

3.接口管理数字化协同

该项目涉及专业系统众多,属于轨道交通全系统级别的工程建设项目,各专业子系统间存在复杂的接口界面,且贯穿于项目设计、采购和施工阶段,同时延伸至合同范围等方面。针对各子系统接口管理,须建立全面的接口矩阵,并定期开展接口文件跟踪以确保关闭。

【数字化解决方案】

基于上述情况,本项目选用合作伙伴自主创新的INMASYST接口管理协同工作平台。在平台配置前,项目团队根据主合同及附件,识别并建立本项目的接口管理主矩阵,并细化为技术要求接口、功能性接口等类目。在接口管理过程中,通过协同工作平台指派分解至各分包商并由其确认,同时通过线上平台定期跟踪接口材料或登记表的实时状态,直至接口关闭。

4.工期计划管理数字化协同

该项目作为轨道交通大型复杂工程,整个线路分两段先后封闭施工,工期短且施工作业范围广,多个分包商在施工路段的各区段、车站、设备房、车辆段等并行交叉作业,实行三班倒排班,存在复杂的计划接口和现场冲突。

【数字化解决方案】

根据项目实际需要,项目团队精心搭建了合同计划、项目里程碑计划、项目主工期计划、详细施工计划到项目两周计划、施工日计划、施工日进展报告等为一体的项目工期计划管控体系。其中核心的项目主工期计划运用Microsoft Project工程计划软件编制,施工计划运用Tilos软件编制,两周计划和施工日计划运用Excel表格的宏命令进行二次开发。各相关方运用相同的软件平台,进一步细化相关专业的子计划,实现主计划与专业子计划的同步管控。

5.施工现场管理数字化协同

该项目施工现场为全隧道区域,12个出入口主要分布在市中心闹市区,相关方人员及社会人员非常多,进入施工现场人员的资质、健康状况、社保等情况极其复杂,给施工现场的职业健康与安全管理带来较大难度;同时墨西哥城地震频发,现场人员定位监控和疏散难度大。

 【数字化解决方案】

针对墨西哥关于施工安全、健康和环境管理相关要求,建立本项目职业健康、安全管理程序文件,提前组织进入现场人员进行相关培训、考试,严格按照管理程序执行;基于管理流程,引入Control 360数字化协同平台,提前在Control 360云平台中对进入施工现场的人员信息进行登记注册,提交至HSE工程师进行审核;审核通过后,为其办理带二维码的ID身份卡,授权许可其进入施工现场。所有出入现场的人员凭借ID身份卡在出入口进行扫码,以核实其是否被许可进入现场,并对作业人员的违规违禁行为上传平台,更新个人信息及工作许可。通过该系统,实现管理人员在手机端或电脑端远程实时监控现场人员的数量、位置、出入时间、健康状况、工作授权许可等,确保出入现场的各类人员均得到安全管控。

三、案例效益情况

该数字化协同平台于2021年上半年启动部署,为适应加快推进项目执行的实际需要,平台开发配置与落地实施平行开展,成熟一项即投入一项。在数字化协同平台支撑下,墨西哥城地铁1号线全面现代化项目在项目管理多维度上打下了全方位、全周期的坚实基础,项目全生命周期的计划、控制、跟踪和复盘也将更便捷、高效。

(一)办公效率更高效

数字化协同平台上线运营后,项目管理实现实时移动办公、多方协同、远程办公、可视化管理和实时跟踪,拓展了数字化办公渠道;针对项目团队分布在北美洲、亚洲、欧洲等多个国家的特殊情况,实现了不同时区、不同语言、不同专业的紧密线上协同,使项目团队在全球新冠肺炎疫情形势下的工作推进更加高效。

(二)工程进度更直观

数字化协同平台能够实时直观的展示动态数据和图表,特别能以较小的颗粒度,在每日计划中展示工程作业时间、地点、交通情况和活动内容,保证了项目沟通与协调的灵活性,提前规避了项目执行总体工期计划向下分解的滞后与冲突风险。

(三)合同需求管理更精准

通过合同需求管理数字化协同平台,可直观了解合同需求的履行情况,通过可视化数据使整体管控情况更加简洁、便于跟踪,能够有效避免缺项、漏项和重复项,提高合同履约率。

(四)现场安全管控更有序

 依托施工现场管理数字化协同平台,实现入场人员及其施工活动的有力管控,保障了现场作业和安全管理的有序开展,有效降低施工现场安全事故的发生概率。 

(五)实现全面降本增效

数字化协同平台的应用,降低了项目管理的难度,提高了项目执行的综合效率,进一步优化了项目管理组织架构与团队人数,节约了人力资源成本、时间成本、物料成本和管理成本。

四、案例应用前景

墨西哥城地铁1号线全面现代化项目数字化协同平台的建设与实施,实现了贯穿项目执行全过程的数据可视化、信息数字化和管理电子化,在远程同步、web端办公和信息共享等维度极大提升了项目团队的管理水平和能效,这也是国际工程项目管理的发展趋势,是海外工程项目智慧升级的发展方向。当然,该数字化协同平台建设仍在使用过程中不断完善功能、优化配置,不断总结执行过程中的应用经验、运营经验和管理经验,以形成标准化工作流程,并平移至更多同类项目中。