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1、基于工程建设总承包模式的并行设计管理研究基建管理优化第19卷2007年2期总第7l期基于工程建设总承包模式的并行设计管理研究南京工业大学管理科学与工程学院研究生陈永高副教授孙剑摘要:近年来,总承包模式在国际上得到了越来越运用并行工程原理.将早期设计与后续环节有机结合.架.从并行工程应用于总承包模式的适用性,应用并行设计的前提和实施并行设计的结构框架体系等几个方面.对该模式进行了初步探索和研究.关键词:总承包模式;设计管理;并行工程1SFIDIC合同中的设计一建造合同(DB)方式和设计一采购一施工/交钥匙工程(EPC/Turnkey),均属于工程总承包模式.据(工程新闻记录)(Engineeri
2、ng8News-Record,ENR)的统计,世界顶级承包商大多是开展工程总承包业务的工程公司,同时美国设计一建造学模式将逐步超过传统模式的市场份额.目前,在世界建筑业中,工程总承包模式已经成为工程承发包的主流模式和发展趋势.因此,有必要提高对总承包模式的认识,加强对总承包模式下的项目管理研究.工程建设总承包模式下的项目管理有别于目前传统承包模式的最明显的一点就在于设计阶段以及设计和施工衔接阶段,其最主要优势也就是设计与施工相结合.在此模式下承包商要承担了绝大多数的设计工作.并对整个工程中的一切设计(包括由业主提供的设计)基建管理优化第19卷2007年2期总第71期下,承包商必须以设计为中心,
3、发挥设计的主导作用.因为设计阶段虽然只是描述项目产品详细和具体要求的阶段,设计工作本身只消耗项目成本的5%一8%,大部分费用被下游的生产准备,采购和施工过程消耗,但它对整个工程的成本,投入运营的时间以及质量有着决定性的影响,因此承包商在早期设计阶段就必须及早全面地考虑工程建设中的各个后继环节.传统的串行产品开发方式是把整个产品开发全过程细分为很多步骤,各个部门相对独立地完成自己的工作,抛向下游,出现问题后则抛向上游,信息流动是单向的,阻碍了项目参建各方之间的相互交流,破坏了工程项目的整体性和系统性,设计方案不能充分考虑项目整个生命周期的各种需要和限制,造成项目目标系统缺乏可行性,实施中工程变更
4、多,造成投资效益和管理效益低下.总承包模式下承包商参与从概念设计到建筑产品最终定型的全过程,包括方案设计,详细设计,生产准备,施工过程.总承包模式的一个基本特点是设计,施工一体化,如何在工程实施过程中,将早期设计与后续环节有机结合以真正实现集成管理,是工程总承包模式工程理论可为克服串行设计方式的缺点提供一种可行途径.2并行设计原理,价值及其适用性分析并行工程是(COncuHentEngineering,CE)是近年来制造业中新出现的一种产品开发模式,是对产品及其相关过程进行并行,一体化设计的一种系统化的工作模品全生命周期(从概念构思到产品报废)中的所有因素,于并行工程思想将传统的"串
5、行"设计转变为"并行"设计的产品设计模式.在产品的并行设计过程中,通过在概念形成和设计阶段对实施过程的各个环节进行全面考虑,可以改善对工程项目目标的认识,有利于设计和施工方案的优化,最大限度地满足业主的需求;通过并行实施可以提高项目组织的工作效率,缩短项目工期;产品生命周期有关的不同领域的相关参与方之间开放的信息交流,使对项目执行中各个过程之间的界面管理成为可能,避免由于在设计中未考虑产品生命周期中早期设计以下过程中相关因素而导致的设计方案更改,可以降低工程项目的建设成本,国外有研究认为在建筑行业用并行工程方法进行项目管理,成本和时间可以减少25%一40%.尽管并
6、行工程最早是针对制造业中的产品开发提出的,但是它在建筑工程总承包模式下的设计管理中同样适用.产品开发具有较大的共性:对于总承包商来说,每个大型的建筑工程项目都可以视为是一种新产品的开发:工程项目的三大目标对应于产品的目标,项目组织过程相当于产品开发过程,项目的施工组织设计就是产品的制造工艺设计,施工过程就是产品的制造过程,而且现在一些研究机构正在探索建筑生产模块化,要"像造汽车一样地造房子",类似于制造业,并行工程在建筑行业中将有广阔的应用前景.2.建筑产品的用户需求分析(与承包商签合同时业主对建筑产品的要求)非常好做,这一优势是工业制造业无法做到的,因为工业制造企业所面临
7、的困难是它不9基建管理优化第19卷2007年2期总第71期知道产品的用户群在哪里而无法使真正意义上的产品最终用户参与设计.3.现代建筑工程项目具有技术先进,工期紧,施工复杂,牵涉面广等特点,这就要求项目中多个专业参与方共同参与,相互合作,及时交流,实现对工程项目整个生命周期的进行系统全面的集成化管理.4.总承包模式下,项目各方参与工程项目的设计比较容易(各方都在总承包商的协调下进行协同工作),在其统筹领导下,实施并行工程就有了组织保障,总承包商可以更好地把建筑产品开发的各个活动看成是一个整体,集成的过程,从全局优化的角度出发,及早考虑设计的"可建造性","可生产性
8、"和"可维护性",进行方案优化,减少设计变更,从而达到节约成本,压缩工期,提高质量的目的.3并行设计的应用前提随着项目管理理论和信息技术的发展,实旖并行设计的组织,过程和工具等诸方面前提已逐步得到解决.应用并行设计首先必须进行产品开发队伍重构,即将传统的部门制或专业组变成以项目为对象的跨部门多学科I(multi-disciplinaryteam,MDT).如图1所示,MDT指的是在项目进行过程中,从各个主要参与方中分别选出一至两名专家或负责人与业主代表一起组成项目领导核心.团队是项目的决策机构,协调和控制着各个参与方之间的信息交流,促进各参与方之间的合作和相互信任
9、,最终确定各个参与方的具体职责和项目的实施计划,确保项目组织的努力目标与业主需求保持一致.图1多学科团队的组织结构基于并行工程原理的设计流程重组即是从传统的串行产品开发流程转变成集成的,并行的产品开发过程,它不仅是活动的并发,更主要的是下游过程在产品开发早期参与设计过程;另一个方面是过程的改进,使信息流动与共享的效率更高.10传统模式下的建筑工程项目管理中通常按照生命周期划分阶段,不同阶段工作由不同的职能部门负责,工作在移交阶段时部门之间的工作交接是"抛过墙"式的(如图3a).而基于并行工程思想总承包模式下的工程项目并行开发过程组织模式可如图3b所示.基建管理优化第l9卷2
10、007年2期总第7l期出行作业过杞(a)jt丁作业过徉(b);理交叉图3串,并行工程项目过程组织模式的对比1.项目管理系统:在建筑产品并行设计中,其管理方式是按照项目管理的思想进行,可以利用项目管理软件进行设计管理,这些项目管理软件包括Pfimavera公司的P3,Ces技术公司的Artemis等;另外国外有些公司建立了自己的计算机集成项目管理信息系统(PCMIS),在工程管理方法,网络计划技术以及决策支持模型上做了大量研究开发工作,这些都让并行设计成为可T串行能.2.群体决策支持系统:通信网络的发展产生了群体决策支持系统,它以产品为核心,提供电子会议环境将分散的生产实体组成一个多实体小组或&
11、quot;虚拟群体",协同进行设计问题解决,使得各方面专家和技术人员不断朝共同的目标努力.这类产品有Softcycle公司的CONSENSUSnyWAP,E,Banxia公司的DECISIONExPL0RER等.11基建管理优化第19卷2007年2期总第71期3.工作流管理系统:工作流管理联盟(WorldlowManagementCoallition.WFMC)/-j"一系列工作流产品标准,包括工作流参考模型,术语表,管理系统接口规范,产品的互操作性标准等,承包商可以基于这些标准建立自己的工作流管理系统.4.计算机辅助设计:近年来,CAD技术随着微电子时间的变化以及各工序间
12、复杂的内在联系,于是在3D5D模型来实现3D立体模型,施工组织方案,成本及造价等3部分的集成,实行一体化的项目控制,使得高质量建筑设计和合理化的建造成为可能.4实施并行设计的结构框架体系建筑工程并行设计集成的总体结构划分为三个域:支撑域,执行域和管理域.如图4.支撑域以共享数据为基础,为执行域搭建一个可供各专业之间并行协同设计的平台,由硬件与通讯,信息程对数据通信的要求,基于计算机和网络,完成并行设设计的特定的信息类型(如数据文本,图形,声音)和信息容量,把正确的信息传递给需要他们的人;在计算机和网络平台上建立产品数据管理(PI)M),总承包商以产品数据库管理系统为基础,统一管理开发过程的数据
13、与信息,通过统一的数据管理,约束管理等集成化管理,实现了建筑工程设计过程以及后续的施工过程的信息集成;在共享数据的基础上,面向执行域各成员的应用平台和接口,为多学科团队(MDT)提供了集成的系统工作12环境.在支撑域提供的信息集成和知识共享环境下,在管,理域的调控和管理下,多学科团队的各项活动组成了执行域.执行域由建筑产品生命周期诸活动组成,具体包括概念设计,详细设计,施工和用户参与等.在执行域.MDT各成员按照图4所示的CE螺旋模型及其微观串行宏观并行原理,进行产品及相关过程的并行,一体化微观活动的基础,只有在前一项活动完成的基础上才能开展或进行后一项活动,而诸宏观活动表现为并行协同模式.在
14、图4执行域中,a描述了宏观活动的协同完成的交互作用构成了执行域的螺旋模型及建筑产品概念设计,详细设计等等过程的微观串行与宏观并行.管理域提供确保建筑产品设计按并行工程实施的管理与决策氛围.管理域由计划与进度控制,技术组织与管理,质量控制,成本控制及MDT人员的组织与管理等功能组成,它保证设计人员的工作满足整体进度计划的要求,解决'设计工作中出现的各种矛盾,冲突,对设计人员的工作质量进行控制,对设计人员进行日常管理,对其工作业绩进行综合评价;基于并行设计的结构体系,管理域对建筑工程设计的整个过程实施集成化的面向并行工程的组织与管理,以保证整个并行,一体化设计的设计过程顺利进行,保证产品生
15、命周期各阶段诸活动过程的集成,管理域从组织和管理方面为并行设计集成提供实现环境和运作机制.基建管理优化第19卷2007年2期总第71期笆:理域执行域支撑域图4基于CE的设计集成框架5结语l中的并行工程思想弓l入总承包模式下的设计管理中,旨本文针对传统设计管理存在的问题,试图把制造业l在通过运用系统论,信息论等方法提出工程建设总承包基建蕾理优化第19卷2007年2期总第71期性,应用并行设计的前提,实施并行设计的结构框架体系进行了分析和描述.包模式原有的优点能够得到更大的发挥,能较好地整合各环节,提高了范围,进度,成本,沟通以及信息管理的效率,体现了协同工作的思想,为解决总承包模式下集成化管理问
16、题探索了新的理论,途径和方法,对提高总承包管理水平具有一定意义.参考文献:1熊光楞.并行工程的理论与实践M.北京:清华大学出版社;海德堡:施普林格出版社,2001.2国际工程师联合会,中国工程师联合会.菲迪克(FIDIC)合同指南M.北京:机械工业出版社,2003.currentengineering:astrategyforprocuringconstructionpojectsJ.InternationalJournalofProjectManagement.1998,16(6):375383.4E.Chlebus,M.Cholewa,R.Dudzik,orientedconcurrent
17、designJ.JournofMaterialsProcessingTechnology.1998,76:176181.理研究D.重庆:重庆大学,2004.设计研究J.工业工程与管理.2005,3:5558.行设计与建造模式J.清华大学(自然科学版).2003,43(6):818821.水电机电工程中的应用探讨J.水利水电技术.2005,35(8):6265.工程中的三域原理及其体系结构研究J.西北工业大学.2001,19(2):181184.行设计的研究J.哈尔滨建筑大学学报.2000,33(5):6165.11胡德银.论设计,施工平行承包与DB/EPC模式总承包J.建筑经济.2003,9:710.新工程项目管理模式J.重庆大学学报(自然科学版).2006,9:152155.购方法J.中国港湾建设.2004,2:5760.(本文主审:扈姬优教授)爿爿爿爿爿爿爿爿卡爿爿爿爿爿爿爿爿爿爿爿爿爿爿爿爿爿爿爿爿爿爿爿爿爿爿爿爿爿爿爿爿爿米爿米爿爿本期责任校对:邬永吉张明光本期责任发行:张明光邬永吉