重新构想工程 ， 以更有效地交付更多项目

Operations 重新构想工程，以更有效地交付更多项目 如果工程部门要提供从气候承诺和能源转型到改造后的城市所需的基础设施，一种新的、技术支持的运营模式至关重要。 作者：Sverre Fjeldstad，Natalya Katsap和Prakash Parbhoo 一个行业的中断时机已经成熟 构建，构建，构建。这是满足世界对从电池工厂和可再生能源项目到节能工作，住房和交通基础设施的迫切需求的当务之急。从现在到2050年，仅能源转型就需要每年估计9.2万亿美元的投资，预计约6.5万亿美元用于低排放资产。 尽管自20世纪80年代以来，一些最先进的数字工具的可用性，工程在很大程度上保持不变的工作方式。大多数项目仍然是按学科组织的（例如，土木，机械和电气），效率低下工作过程创造了大量的文书工作-即使是数字化的。 Is the engineering sector up to the task? If past performance isany indicator, not likely. Research confirmed the widdenperception that capital projects consistently overrun on costand schedule. 然而，工程领域正在出现七个颠覆性特征，这在很大程度上是由软件工程中快速变化的推动（参见侧栏：“敏捷软件工程一览”）： 目前的速度-意味着在当前十年中，每年需要安装超过520吉瓦的太阳能和风能。 1.重新定义“产品” 这不是世界在时间、金钱或排放方面所能承受的差距。 2.从推送切换到拉工作流 工程人才短缺使交付挑战更加复杂。仅在美国，建筑，工程和施工领域就有约40万个空缺截至2023年底，而在英国，该行业的职位空缺自2019年以来增加了约50%。 3.从学科焦点切换到跨职能焦点 4.创建单一（实时）的真实来源 前四项更改已节省了30％至50％的时间和成本，显着提高质量和“首次正确”指标，并导致为了加快所需的性能转型，工程还可以利用三个颠覆性特征： 尽管存在紧迫性，但工程部门面临着传统的商业模式，这种模式不能激励所需的转型水平。通常的薪酬结构基于工时和费率-因此，投入：投入越多，收入和利润就越多。为了实现绩效的逐步变化，工程和资产所有者的激励措施都需要围绕共享激励措施以及共享风险和回报进行重新调整。 5.使用支持AI的设计自动化 6.应用持续集成和自动化测试 本文探讨了七个颠覆性特征-以及解锁重新构想的商业模式的潜在动机-它们共同可以改变该行业，以及其创造未来构建环境的能力。 7.采用开源 虽然工程公司（以及大型组织中的团队）开始尝试这些变化-并取得了令人鼓舞的结果-但尚未出现一个将所有七个方面结合在一起的组织。 敏捷软件工程一览 在敏捷软件开发的启发下，工程部门可以提供数字原生的优化资产，并为生产做好准备，并保证成功。与传统的线性工作方式不同，敏捷方法是迭代的，并在发展道路上积累了更多的测试，学习和适应机会。 敏捷软件开发与工程、采购和建筑部门有多种相似之处： 1.重新定义产品以提供足够的文档来支持移交 2.启动拉取请求以加快向所有个人或团队交付和合并信息源 3.部署激励措施，鼓励产品经理获得产品所有权，并跨学科协作以交付完整的产品 4.通过允许连续并行更新，拥有单一的真理来源，以在子单元和API上达成协议 通过快速迭代周期利用敏捷开发，并与任何级别的AI工具集成，以及针对不断变化的设计需求进行全球自动更新 6.通过每次迭代设计更新使用整个产品的自动测试 7.通过开源向全球社区提供工作流管理系统的非IP部分 一：重新定义“产品” “下游”-例如，到开始建设或资产产生的净现值（NPV）。工程团队 第一个关键的破坏性特征是重新定义工程提供的“产品”。 与此同时，一家全球运输部门制造商的公司受到了基于其新完成的生产线产生的收入的激励。 目前，工程产生图纸，这些图纸告知投资的成本和进度估算，并指导施工必须建造什么。传统上，不同的工程学科几乎没有意识，激励，或观察正在设计的最终产品的做法。 在早期工程或前端工程设计（FEED）的情况下，产品为 A robust business case that is attractive to investors.Engineering ’ s contribution in this vital early stage ofthe project delivery process would be a product that isviolence enough 将工程产出的（真实）客户置于行业中心可以帮助重新构建交付的产品。这个“客户”实际上是建筑（按正确的顺序按计划交付资产的能力），最终是资产所有者（NPV）。 以告知是否做出投资决定，继续进行详细设计（或不进行）。 在这种重新设想的方法中，工程产品成为所有相关元素的施工就绪图纸，以精确的顺序和所需的体积和质量，以实现指令的执行。 二：从推拉工作流切换一旦建立了下游客户和产品-例如开始“构建” -就有可能实现从推拉工作流程的转变。 This approach could be incentivized in different ways.Increasing innovative contraction practices linksengineering fees to results 从本质上讲，这意味着根据下游施工客户的需求优先考虑工程可交付成果 next to maximize throughput and asset completion foroperation. Although this might seem obviously, werepeatedly observed a mismatch between 四：创建单一（实时）的真理来源 最近,丰田公司通过减少浪费和库存,同时最大限度地提高工厂的宝贵产量,使其成为优化其制造过程的基础。 目前，工程工作流程主要是孤立地使用PDF -equivalent文档和无数电子表格来执行。这使得业主和工程承包商将大量工作整合到一个集成的设计中具有挑战性-需要大量的手动工作和返工，而无法深入了解差异或差异的根本原因提供对预期结果的前瞻性观点。 在这个重新构想的工程模型中-旨在在项目工作中创造重大加速-使工程可交付成果与施工需求和顺序保持一致将解锁所有行业的进度和成本节省。 为所有利益相关者建立单一的真实来源（SSOT）可能是行业需要的一个破坏者。以这样一种方式构建信息模型，即每个数据元素（设计或时间表细节）都只在一个地方掌握，这将使防止错误，重复或不一致变得更加容易，从而改善控制。 三：从学科重点转向跨职能重点 敏捷原则可以加快跨行业软件和物理产品的周期时间和产品质量，也可以改变工程的游戏规则。如果我们专注于产品，这些原则是直观的。它们结合了交付产品（或其集成单元）所需的所有功能，使团队能够就产品或单元的交付做出决策，并创建一种节奏，以便在出现瓶颈时快速解决和升级。 基本级别的SSOT将为优先事项，进展以及当前和潜在的交付瓶颈提供透明度。这种改进在数十亿欧元的资本计划中得到了证明，该计划依靠一个供应链同时交付多个大型项目。业主和承包商共同努力，以提高供应链绩效的透明度-从单个采购订单的前景到按类别，项目范围和。 以这种方式组成团队需要汇集所有相关工程学科的技能，以及商业，建筑和采购，包括关键供应商。设计过程对客户来说变得稳健(例如Procedre，建筑，资产运营商）和贡献者，因为设计面向最终运营，组件和材料的可用性以及可施工性。 资产。确保了项目团队、中央职能团队和最高领导层的适当访问权限，以便能够共同解决当前和新出现的瓶颈问题。 一家石油和天然气超大型公司尝试了与包括主要供应商在内的良好交付团队的敏捷合作方式。在第一次尝试中，它将概念选择的时间表缩短了60％，将水平井的设计开发从26周减少到13周，并在井计划中节省了240个全职（FTE）天（40％）。所有这些都是在提高员工敬业度分数和将赋权分数提高30%的同时实现的。 A higher - level SSOT could see engineering carried out in asingle data set or so - called “digital twin ” from the start,rather than using multiple documents. Such digital - nativeengineering would pivot engineers from a document - drivedway of 致力于工程师，分包商和操作员之间的交叉协作，以实时开发设计。 五：使用支持AI的设计自动化工程师今天所做的大部分工作可以分为两类：第一，了解所需组件的大小， 然后从目录中挑选相关的设计；第二，做“创造性”的工作，如何把各种构建块放在一起。 更改既在参数范围内，也是对现有设计的改进。 第一类已准备好通过算法方法进行颠覆。亚洲的一家石油和天然气公司最近将其海底搭铁设计过程数字化，将获得非常好的首次设计的时间表从大约12周缩短到不到一天。然后，工程师可以对该设计进行微调。 许多团队和组织已经利用模拟和物理要求 their digital design process. This could be furtheroptimized through digital twin and AI - powereduse - based tests. These could 通过模拟最终利益相关者的资产操作来验证改进，从而确保在每次设计迭代中快速可操作的反馈。 从最近在生成AI方面的进步来看，第二部分或工程的创造性部分也可能会出现中断。当前的技术可能已经使蓝图和规格将在几秒钟内生产，而不是在几天内由专家进行最终改进 这种产品使用模拟比工程中通常使用的经典的基于物理的模拟有了一个台阶，实际上，它在每次设计更新时都为所有利益相关者提供端到端的可见性。 下游后果，如财务影响或维护要求，也可以立即计算并显示出来，并辅之以支持AI的用户对完整资产的测试。 诸如结构设计细节和施工进度计划等任务也可以由AI优化。生成调度，包括优化执行的活动顺序，已经在建筑行业成功部署。AI施工模拟和优化平台已经为许多 这种基于使用的方法使新西兰酋长队的帆船设计速度提高了十倍，最终为他们赢得了久负盛名的美洲杯。 例如，在建造一个价值3亿美元的石化工厂时，一个这样的平台工具确定了将劳动力闲置时间减少33%，将劳动力需求减少8.5%，并在关键路径时间表上节省三周的机会。 对于帆船，麦肯锡团队的QuantumBlack AI通过训练数字 AI飞行员作为团队飞行员的替身。这使团队的水手们在模拟器上花费的时间更少，而设计师通过模拟比赛中船只的使用，可以更快地迭代一个数量级。 六：应用持续集成和自动化测试 实施持续集成(CI)工作流可以显著减少同步的开销，并通过自动化测试收紧反馈周期。例如，连续(或定期)更新SSOT将允许对所有迭代更改进行高级自动化测试。这可以提供关于是否 七：采用开源 开源通常用于软件工程，允许对设计或脚本的通用访问，以鼓励在新想法上进行协作，优化现有产品并提供对解决方案的广泛访问。 工程设计工作的很大一部分是重复已经完成的工作-例如，设计蒸馏 列。没有（或有限的）实际业务知识产权价值的开源设计可以刺激创新。这尤其可以帮助新兴技术在能源转型中发挥重要作用，在能源转型中，风险很高，调试必不可少。 模型从投入付费到产出付费(产品)。 For example, in early - stage engineering, the product isa business ca