海外大型建廠工程的機電資材管理與控制

□方偉光/日商荏原製作所工地控制經理 環境工程技師

一、前言

        海外大型建廠工程，意指大部分設備材料需自海外進口的大型工廠興建工程，工地可能在台灣，也可能在國外，工廠可能為電子廠、石化廠、廢水處理廠、水泥廠、發電廠、垃圾焚化廠…等，其建廠工程經費至少在新台幣二十億元以上，有一些甚至達數百億元。這些工程的特性是合約預算已固定，工期緊湊，品管要求很嚴格，需要進出口的設備材料多。因此如何在預算內、符合品質的條件下如期完工，是參與建廠的工程師們一致努力的目標。而在完工後運轉的廠房中，所有眼見的設備、管線以及電纜線等，無一不是從礦場原料開採，經過煉鋼廠、石化廠或水泥廠提煉成原物料、再經過不斷的加工後，由材料變成零件，再由零件組裝成設備，最後運到工地安裝，建造成一座新廠房。這一連串的流程，對建廠工程師而言許多流程是黑盒子，工程師不知道，也不需要知道過程，只要把最後產出的設備安裝至廠房中使其運轉即可，但是有時候為了成本考量，有時候為了品質或時程考量，部分的建廠工作範圍是從原物料採購開始的，其間經過數次交運，最後才送到工地預製或安裝。在這種情形下，建廠工程師必須從原物料開始就必須一路追蹤並管理所有的採購及製造流程，以精確的掌控其品質、預算及時程。為了要能充分介紹整個資材的管理，本文嘗試以建廠工程的資材分類、以及其採購方式開始，接著介紹相關資材及物流的流程，以及各階段應準備的相關文件，最後再介紹資材管理資料庫與相關管理要項，好讓整個海外大型建廠工程的資材管理工作有一個輪廓。

二、建廠工程的資材管理各階段定義

        建廠工程的資材管理（Material Control），泛指建廠工程所需的設備材料管理與控制，又可簡稱為物料管理。由於大型建廠工程其工程介面管理相當複雜，因此業主通常都會採用統包方式發包，由一個建廠統包商負責整廠的設計、製造、交運、安裝及試車等工作。因此，整廠的資材管理，也是建廠統包商很重要的工作。廣義的資材管理大約可分為三階段，第一階段是設計採購階段，指設計部門完成相關設計圖後，由圖中檢料並製作各項資材清單（如設備清單、閥件清單、管件清單、儀表清單…）後，由採購下單向大盤商或製造廠訂購並開始製作，這一階段是屬於設計、採購工作，資材管理著重在資材選定及管理資料庫的建立。第二階段是製造交運階段，指設備材料在工廠製作，從製作完成由工廠運出後，到進入工地倉庫前，會經過一些製造加工、檢體送驗、文件檢核、運輸、海關通關等過程，最後送達工地，這一階段的資材管理著重在各階段的物流管控。當設備材料進入工地並落地後，直到交給工地安裝廠商的材料預製場進行材料的預製、加工或安裝，是屬於第三階段的資材管理，其重點在倉庫管理。後續的設備及管線安裝屬於建造管理，則不在本文的討論範圍內。

三、資材管理第一階段-設計採購階段

(一) 各項機電資材的分類及採購原則
        建廠工程所有的機電資材，一般可以依其性質大致分類如下：
1. 機電設備市購品：
        此類設備多為廠商生產線中既有的設備。不需繪製設計圖送審。由設計部門完成基本設計後，依據其設備功能規格進行設備選型（Sizing），亦即由廠商既有的的型錄中選擇適當的設備送審後，由廠商製造，並交運至指定地點，其設備生產廠商通常不含安裝，此類設備最常見的包含一般泵浦、風車、空壓機、柴油發電機等。
2. 機電設備定製品：
        此類設備多需要先進行設計，並繪製製造圖送審後，才能進行製造。其中大部分的設備，涉及到設備設計技術（Know How），需由專業廠商繪製設計圖及製造圖，經審核後，由該廠商繼續製造，並負責交運。安裝則視合約議定，由其統包安裝，或者只派技術工程師指導，由建廠統包商安裝。另外，有部分的設備，如桶槽（Tank & Silo）、小型熱交換器(Heat Exchanger)，並不需特殊專業的廠商設計，此時大部分由設計部門，或委託工程公司設計後，直接發包給鐵工廠或一般鐵件製造廠製作，交運至現場後，由建廠統包商負責安裝。
3. 機械管件大宗材料：
        此類材料以管線、保溫等為主。其發包模式多由建廠統包商先完成管線設計，由設計圖中檢料，據以完成材料清單後，向材料製造商訂製相關材料，再交給管線專業安裝廠商安裝。另一種發包模式是完成材料清單後，由專業安裝廠商連工帶料一併承包。此類材料包含管線(Pipes)、管件(Fittings)、閥件(Valves)、保溫材料（Insulation）、油漆(Painting)、以及鋼結構材料（如鋼板、角鐵、槽鋼、型鋼及相關之螺栓、螺帽…等）。
4. 儀電大宗材料 ：
        此類材料以電纜、線槽及相關另件為主，其發包模式多由建廠統包商先完成整廠配線設計，由設計圖中檢料，據以完成材料清單後，向材料製造商訂製，再交給儀電專業安裝廠商安裝，另一種發包模式是材料清單完成後，由專業安裝廠商連工帶料一併承包。此類材料包含電纜線、電纜線架、電管、接地銅線、接線盒、儀表配管以及配管另件等。
(二) 各項資材的設計、採購策略
        前述大宗材料無論採何種發包模式，都必須先完成整廠管線設計或電氣配線設計後，由圖中估算所需材料數量，也就是俗稱撿料(Material Take Off, MTO)後，才能完成相關的材料清單，也才能發包開始製造。因此有些公共工程，業主是先委託顧問公司完成設計後，才發包給廠商直接製造並安裝。但大部分的建廠工程，都採統包模式，建廠統包商需負責設計，因此考慮到這段從設計到完成檢料的時間很長，可能無法符合工期的要求，因此應思考採取以下的對應策略：
        1. 大型設備以及整個系統採統包的採購案應優先在專案工程開始後三個月至半年內採購發包完畢。其餘所有的機械設備，應在配管工程及儀電工程設計開始前完成採購，時間通常在專案開始後半年至一年內。
        2. 開始配管設計時，需配合土建設計，優先檢討埋管、埋件及過牆管的設計及檢料，此項工作應單獨先發包。
        3. 機械管線工程中，當管儀圖（P&ID）及整廠配置圖(General Layout)完成後，即可進行第一次檢料，此時檢料精確度不是很高，因此以先訂製相關材料的70％∼80％，讓工廠先行開工製造，以確認工廠製造排程不會被延誤。當管線平面配置圖(Arrangement Drawing)及立體圖(ISO Drawing)完成後，再進行第二次更精確的檢料，將剩餘未訂的材料，包含備品等一次訂足，可接續先前的製造排程繼續製造。
        4. 儀電工程在管線工程之後進行，相對而言有較充裕的時間進行設計及檢料，因此一般不需兩階段檢料，但是建廠過程中較先進行的工程，如接地等，應優先完成檢料及採購發包。
        此外，一般大型建廠工程業主都會委託顧問公司在合約中訂定全廠設備及材料的規格，因此在資材採購前，設計部門應先詳讀合約規範，並將該設備材料所有的規格以條文式列出，製作成廠商技術審查表（Supplier Technical Evaluation），由競標之製造廠商逐條確認其設備是否符合規範，並由設計部門檢核。對於部分規格不符合規範，但其不影響功能，且價格很有競爭力的廠商，可以嘗試著尋求業主/顧問公司認可後，依程序報備核准。通過技術審查後的廠商，才能參與最後的比價及決標程序。決標廠商確定後，採購應以書面通知其立即開始備圖、備料，開始下一階段的製造交運程序。

四、資材管理第二階段-製造交運階段

        資材管理的第二階段，是從採購下訂單或簽約後開始，當採購部門依據詢價、議價、訂約等程序，將相關設備材料下單或簽約交由專業廠商開始製造後，即開始第二階段的資材管理-資材的製造與交運。
(一) 設備材料製造前的文件檢核
        在設備及材料開始製造前，有以下重要的文件需要準備或檢核：
        1. 設備清單（Equipment List）及設備規格表(Specification data sheet)：
        設計部門準備、製造廠商檢核並確認
        2. 設備外型圖及製造圖(Outline Drawing & Equipment Shop Drawing)：
        設計部門提需求圖或外型圖，經製造廠商確認，並進一步繪製必要的製造圖後，由設計部門再確認或送顧問公司核准。
        3. 材料清單及規格(Bill of Quantity with Specification)：
        設計部門準備、製造廠商檢核並確認。
        4. 材料原廠證明或原材料試驗報告：
        製造廠商向原材料生產廠商索取，提送建廠專案存查。
        除了上述文件外，建廠統包商通常還會要求設備製造商提供設備製造時程表，以及設備廠商圖說文件清單，以供建廠統包商檢核其時程與文件是否能符合整體建廠需求。當設備與材料開始製造後，為了確實掌握時程，專案經理通常會安排專案採購或是品管人員訪廠視察製造進度，對於比較特別的材料（如合金鋼…等），訪廠人員還應該隨機取樣，送相關實驗室化驗，以確認材料品質符合設計要求。
(二) 設備材料交運前的文件準備
        當設備材料製造廠通知已完成該設備及材料的製造後，在交運前，有以下重要文件需要準備或檢核：
        1. 設備及材料製造品管報告(Manufacture quality control report)
        設備及材料製造廠必須提供製造過程中及製造完成後相關的品管報告
        1. 設備及材料第三公證公司檢驗報告(Thirty Party Inspection Report)
        建廠合約中，若有規定需有第三公證公司至工廠進行查驗時，專案經理必須安排相關檢驗時程，並由第三公證公司提送報告。
        2. 設備及材料交運清單（Supply List）
        由於設備及材料完成後，工地或船期不一定能配合交運，因此設備及材料製造完成後，必須暫置於工廠中，等待專案採購的安排，由其製作設備及材料交運清單（Supply List）給工廠及貨運公司，以便依據清單出貨及裝船。
        3. 免關稅證明文件
        有些國家對於環保工程（如廢水處理廠、焚化廠、發電廠中的廢氣處理設備）或一些鼓勵進口的設備材料，是有免徵關稅的規定，因此進口相關設備在交運前，應先查明是否屬於免關稅，並應至相關單位辦理免關稅證明文件，避免無謂的開銷。
(三) 設備材料的船運文件
        建廠所需的設備及材料在工廠出貨後，在送到工地前，會先由工廠或工廠委託的貨運公司負責清點裝箱，並由貨運公司依據採購安排的船期送到碼頭準備交運，在此期間，伴隨著設備材料等物流運輸過程中，會產生一些文件，統稱為船運文件（Shipping Document），包含如下：
        1. 發票（Invoice）
        製造工廠跟建廠統包商請款時，需開立發票，同樣的，建廠統包商跟業主請款時，也需開立發票。如果建廠合約中，建廠統包商是依據各出口船次(Shipment)向業主請款，則船運文件中會包含該船次貨運之發票。
        2. 貨運清單(Packing List)
        工廠或貨運公司在清點裝箱時，會將所有該批次船運需載運的設備、零件及材料等逐一列出明細，並註記其裝箱箱號，交給貨主或委託運輸者，此明細表為貨運清單(Packing List)，也是工地收貨後，進行開箱檢核（Packing Inspection），以及將設備材料轉交安裝廠商安裝時，所依據的文件。
        3. 提貨單（Bill of Lading）：海運公司清點上船的貨運時，會將註明上船箱數的提貨單交給貨主或委託運輸者，也是後續運輸業者點交下船及上車貨運所依據的文件。
        4. 海空運保險單（Insurance Policy）：由於貨物交運有運輸上的風險，因此業主通常都會規定建廠統包商必須保海空運運輸險，因此該文件亦為貨到付款時須準備的船運文件之一。
        5. 原產地證明書（Country of Original）：有些合約中，業主規定必須使用先進國家的設備，因此該類設備在訂約前，必須要求廠商向該設備生產國申請原產地證明書，交運時一併送達。
        建廠設備資材中，屬於進口設備材料運抵港口時，還需有通關的程序。一般通關的程序視各個國家的海關程序，快則一周，慢的二至三周甚至更長，在通關過程中，若是有免關稅貨物時，其免關稅證明文件需特別注意，其核准文件所列的貨品名稱，必須與其他相關船運文件完全一致，否則海關檢查程序很容易因關員要求進一步說明而被耽擱。

五、資材管理第三階段-倉儲階段

        當設備材料通知準備進場後，工地的資材管控工程師（Material Controller）必須與運輸業者保持聯繫，確認設備材料運到工地時，貨物落地是否需準備額外的堆高機或吊車，同時也預先準備好場地。此刻，資材管理也進入第三階段-倉儲階段。
(一) 設備材料運抵前的準備工作
        海外大型建廠工程工地在一開始規劃工地假設工程設施時，就應該規劃設備材料堆置場及儲存倉庫。設備材料堆置場的場地土質必須堅硬，能耐重型吊車進出，排水必須良好，且四周必須有圍籬，門口必須有保全。
        <設備材料堆置場所需的總面積，一般以建廠設備總噸數來估計，每噸設備約需3∼5平方米的總堆置空間。其中室內倉庫約為總堆置空間的1/4至1/3。若工地的場地很小，無法設置設備材料堆置場時，則需在工地附近租用場地，以供海外設備材料運抵後之暫置場。br>         一般而言，屬於國內生產的設備材料，都會視工地進度，直接安排設備在安裝前運抵工地即可，當設備運抵後，甚至不必下車，直接由吊車吊裝至安裝地點。但若是進口設備，則必須先查閱貨運清單，瞭解此批進場設備的材積後，預先安排卸貨場地。
(二) 資材管控工程師的工作
        在工地，所有的資材管理，都由資材管控工程師負責，因此資材管控工程師除了上述的準備工作外，在海外進口設備材料進場後，還需進行以下工作：
        1. 進行設備材料的接收（Receiving）與卸貨（Unloading）
        2. 進行設備材料的開箱及檢驗，內容包括:
        (1) 邀請業主/顧問公司及品管相關人員進行開箱檢驗
        (2) 開箱後，應比對貨運清單，若有任何損壞或短少，應提送ESD報告(Excess,Shortage or Damage Reports)
        (3) 若有短少，且屬緊急需求時，應提出緊急採購申請（Urgent Procurement）
        3. 負責設備材料的儲存，重點包括：
        (1) 確認倉庫以及堆置場的保全工作
        (2) 依據各設備材料所需儲存環境，安排適當的室內或室外儲存場地。
        (3) 置放在室外堆置場的設備，需特別注意保護，防止撞擊
        (4) 所有存放的設備材料，均應保持清潔，妥善保存，同時其存放位置應記錄在資料庫中方便取用時查詢。
        (5) 部分材料或溶劑為有害物質，在貯存時應特別注意安全，並應依據當地法規做必要的處置。
        (6) 定期盤點，確認材料沒有短缺
        4. 負責設備材料的交付，重點包括：
        (1) 審查安裝廠商所提出的資材提領申請書。
        (2) 依據資材提領申請書，將倉庫或堆置場的設備材料移交給安裝廠商。
        (3) 登錄相關交付記錄，並妥善保管資材提領申請書
(三) 設備材料開箱檢驗後的分類整理重點
        由於海外進口的設備，其製造商在交運其設備時，是將該設備全部的設備、零件、材料、儀表、備品甚至安裝說明書等都打包在一起，然後交付海運，因此工地在收到海運設備，開箱檢視後，必須先作分類整理的工作後，才接著上架或安置。分類整理的要訣如下：
        1. 分類整理時，需隨時記錄相關物品及其擺放位置，同時登錄至物流管理資料庫內，設備擺放位置移動時也需登錄，以免臨時要用時可能會遍尋不著。
        2. 一般倉庫室內空間有限，因此室內空間多留給怕潮濕的電氣設備或物品。有些電氣設備出廠後即以塑膠膜包覆並予以真空包裝處理，此類包裝在開箱檢驗時不可破壞，以免潮氣進入，在包裝密閉良好的情形下，可以暫時置放於室外。
        3. 備品(Spare Parts)及特殊維修工具（Special tools）應特別撿出，並收在倉庫特定上鎖的房間內專門保管，等待最後交廠時，再一次移交全廠的備品及特殊維修工具。
        4. 機械設備及儀表設備的零件應分開儲存，因為兩者安裝的廠商及時程可能都不一樣。
        5. 此箱若為管件物料（Piping Bulk Material），開箱後應將其中的所有管件依據不同的屬性、材料性質等重新分類，經清點後置入置物架中。此箱若為設備零件，則不能打散，需連同設備放在一起，在安裝前一併點交給安裝廠商。
        6. 為避免倉庫管理原有監守自盜的情形，因此倉庫應不定期盤點。盤點時，除了核對物流管理資料庫內的數量是否與實際數量相同外，還應查閱相關交付文件是否確實，檔案管理是否確實。
(四) 設備材料交付程序與相關文件
        由於有些大型建廠工程位於落後或交通不便的地區，當設備材料從海外或國內運到工地後，工地必須妥善利用，若有任何誤用或濫用造成材料短缺，新材料的補給可能會要數週，甚至一、二個月的時間。因此審查安裝廠商的材料申請以避免誤用或濫用非常重要。
        1. 設備提領申請與審查：
        安裝廠商提領設備時，應檢附以下文件
        (1) 設備提領申請書
         (2) 該設備的貨運清單
         (3) 該設備的製造圖或零件圖
        審查時，應注意是否已將貨運清單中，不需立即安裝的零件，如備品、特殊維修工具等刪除。此外，材料管控工程師的審查註記應持續登錄在整本貨運清單中，以避免重覆申請。
        2. 管線材料提領申請與審查
        安裝廠商提領管線材料準備開始預製安裝時，應檢附以下文件
         (1) 該批管線材料提領申請書
         (2) 該批管線的立體圖（註記本次提領部分）
        審查時，材料管控工程師的審查註記應持續登錄在整本管線立體圖中，以避免安裝廠商重覆申請。
        3. 管線支撐及其他鋼構材料交付申請
        安裝廠商提領管線支撐及其他鋼構材料準備開始預製安裝時，應檢附以下文件
         (1) 該批材料提領申請書
         (2) 該批材料的製造安裝圖（註記本次提領部分）
         (3) 該批材料的切割計畫（Cutting Plan）
        審查時，材料管控工程師的審查註記應持續登錄在整本管線支撐製造安裝圖中，以避免安裝廠商重覆申請。同時，還應審查所有C型鋼、H型鋼及鋼板的切割計畫，以避免其因切割錯誤或零料太多，造成材料浪費甚至不足。
        4. 其他材料
        原則上安裝廠商都應提出該材料的提領申請書，該材料的安裝位置圖。材料管控工程師需做註記以確認其總量管制，避免重複申請。

六、資材管理資料庫（Material Control Database）的建立

        資材管理資料庫是一個概括性的概念，泛指全廠的設備材料相關的規格、價格、生產者、製造時間、交運時間、關連的圖說、安裝時間、完成檢驗時間…等，以電腦軟體（通常是Excel,因為較普遍，大家都會用）建檔後，可以用篩選、排序、關連查詢等功能來進行設備、材料的物流管理所使用的資料檔案，都可稱為資材管理資料庫。由於建廠工程不像一般工廠、商場或物流業有固定的產品或商品，無法請資訊專業人員建立一個長久固定使用的資料庫管理程式，必須靠工程師自己建立，但無論如何，相關資料庫管理的觀念，必須融入到工作中。
        由於建廠工程的資材管理從開始的設計、採購到其後的製造、交運與安裝，是一個跨部門，甚至跨組織的工作，且需多人採接力方式進行。因此在一開始建立管理資料庫時，必須特別考量以下事項。
(一) 所有設備材料中英文名稱必須統一
        由於設備材料的名稱，會出現在建廠工程各階段所有的圖說文件中，有些工程圖由設計部門設計，而製造圖說由廠商繪製，有些文件用來向業主請款，或申請免關稅件，有些是工地安裝的品管文件，還有些是與協力廠商的合約文件。由於各文件的產出者不同，若一開始沒有規定統一的名詞時，會造成許多溝通上的誤解及不便。因此在建立資材管理資料庫時，第一步就是由專案經理主導，先建立並統一全廠各項設備材料的中英文標準名稱，並要求各單位遵守。
(二) 在設計採購、製造交運、及安裝各階段，應建立並維護一個單一資材管理資料庫，並由專人維護更新。
        在資材管理的三階段裡，各階段的管理要項不一樣，因此所需功能不同，管理者不同，其資料庫內容也差異很大。但同一階段，所有參與專案的工作人員，應使用同一個資材管理資料庫，亦即每一個人都應該能在該資料庫中取得他所要的最新、最正確的資料。譬如說第一階段，資料庫應由採購建立並負責維護，除了價格隱藏外，其餘相關的材料編號、名稱、規格、數量、關連圖說、檢驗時間、製造交運時間等都應建立在同一個資料庫中，放在網路上，可供大家查詢並取用相關資料。設計部門若有設計變更或更新時，也由採購負責更新，同時通知廠商。同樣的觀念在第二、第三階段亦然。到了第三階段，此資料庫對於資材管理更是重要，所有材料的接收（In）、交付（Out）都應由材料管控工程師輸入，以便隨時知道庫存（Balance），同時方便工地經理及安裝工程師查詢全廠設備材料進場及倉儲狀況時使用。此資料庫以Excel製作即可符合需求，不需要專業的資料庫軟體來進行。
(三) 各階段資料庫應定期以E-mail傳給下一階段更新資料
        當資材設計採購階段初步結束後，第一階段的資材資料庫已建立了全廠所需的設備、材料編號、名稱、規格、數量、時間等資訊，此資料庫對於下一個階段的交運及安裝非常重要，因此其電子檔應傳給下一階段負責資材管理的單位，這樣做有兩個好處，第一、節省了下一階段管理者重新打字輸入的時間，第二、大家用同一筆資料庫的資料在討論，檢核，溝通上會較順暢。需注意的是，當資料若有變動、更新時，也要定期主動通知，以便下一階段的管理者有最新的資訊。
(四) 各階段資料庫應有共通索引可以連結
        由於各階段資材管理的重點不同，負責的單位也不一樣，因此對於資料庫的內容需求也不同，在各單位各自創造了其管理表單或資料庫後，如果沒有共通的索引，將來在整合上將會增添許多困難。因此，為了解決各階段的資材管理溝通問題，為各項設備、零件、材料訂定識別碼（Tag No.)很重要，如此一來，在比對不同表單時，可有共通索引來連結及比較必要的資料。
(五) 應善用單一資料庫的篩選、排序等功能製作各類管理報表。
        建立並維護一個單一資料庫，其主要目的就是更新維護方便，且便於以篩選、排序等方式處理各項資料。此項資料庫應置於辦公室或工地電腦主機中，加上適當的密碼保護，必要時應開放給相關主管或工程師查詢，以製作各項管理報表。

結論

        建廠工程的資材管理目標是要在限定的時間以及預算內，採購合乎品質的設備、材料給建造安裝部門及廠商進行材料預製或相關設備安裝。其管理重點在於應先瞭解整個資材物流的內容，在各階段物流交接的時候，以適當的文件並配合電腦資料庫來管控，管理方法其實和一般工廠以及物流業類似，只是供應鏈的廠商及其內容略有不同而已。一個成功的資材管控，是建廠工程是否能成功很重要的因素，值得建廠專案經理及工程師特別注意。■