基于活性系統(tǒng)施工質(zhì)量信息協(xié)同控制研究

彭曉　張柯杰

摘要： 本文在質(zhì)量信息收集全面的基礎(chǔ)上，引入活性系統(tǒng)，考慮組織環(huán)境與質(zhì)量信息收集之間、同級(jí)信息收集與不同級(jí)信息收集之間的關(guān)系，基于項(xiàng)目遞歸分解角度，從單位工程、分部工程、分項(xiàng)工程、工序這一視角構(gòu)建全面、系統(tǒng)的施工質(zhì)量信息協(xié)同管理模型，實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量管理的實(shí)時(shí)化與信息化。

Abstract： This paper， on the basis of the comprehensive quality information collection， introduces active system， considers the relationship between the organization as well as organization environment， and considers the balance between same level and different levels inside company. The project will be recursive decomposition in order to manage the construction quality onsite in a comprehensive， complete and systematic way from the aspects of process， the sub project， the division of engineering and unite project.

關(guān)鍵詞： 活性系統(tǒng)；信息協(xié)同；數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)；精益建造

Key words： active system；information coordination；data warehouse；lean construction

中圖分類(lèi)號(hào)：F253.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）23-0071-03

0 引言

隨著項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大、項(xiàng)目復(fù)雜程度的提高，工程建設(shè)中與信息不對(duì)稱(chēng)相關(guān)的問(wèn)題時(shí)常出現(xiàn)，其中2/3的問(wèn)題都與信息溝通有關(guān)，而導(dǎo)致項(xiàng)目成本超支、工期拖延的問(wèn)題中也有30%是由信息溝通問(wèn)題引起的[1]，因此施工質(zhì)量信息協(xié)同管理在施工過(guò)程中的重要性不言而喻。

近年來(lái)，BIM技術(shù)提出與發(fā)展為施工階段質(zhì)量信息交互提供了平臺(tái)。Min-Koo Kim[2]等人指出隨著信息技術(shù)的發(fā)展，BIM技術(shù)對(duì)于一個(gè)自動(dòng)及智能的質(zhì)量信息控制體系來(lái)說(shuō)必不可少。Sulankivi K，Makela[3]等人利用4DBIM模型進(jìn)行施工過(guò)程中的信息溝通交流；Jun-Xiong Chang[4]將2D條形碼與BIM技術(shù)結(jié)合，提出基于BIM的質(zhì)量檢查系統(tǒng)（BIMQI），此系統(tǒng)不但可以實(shí)時(shí)有效收集質(zhì)量缺陷數(shù)據(jù)信息，還可以很好地管理返工工作狀況。LiJuan Chen， Hanbin Luo[5]等人將4D BIM在施工現(xiàn)場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)與產(chǎn)品、組織、過(guò)程模型（POP）結(jié)合起來(lái)，通過(guò)信息收集、處理、應(yīng)用證實(shí)4DBIM技術(shù)在質(zhì)量信息管理中的可行性。

上述研究表明BIM技術(shù)在一定程度上彌補(bǔ)了施工質(zhì)量信息管理的不足，提高施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理水平。然而僅僅依靠BIM技術(shù)進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量信息協(xié)同管理是不完善的，更需要一個(gè)變革式的組織系統(tǒng)，即活性系統(tǒng)。如祖超，蘇振民[6]等人構(gòu)建了基于活性系統(tǒng)的技術(shù)中心組織運(yùn)行模式；高軍[7]等人討論如何運(yùn)用VSM 進(jìn)行組織設(shè)計(jì)；Tobias Steinhaeusser[8]等人認(rèn)為控制論識(shí)精益建造思想的理論基礎(chǔ)；Gandolfo Dominici[9]等人根據(jù)從活性系統(tǒng)視角解讀日本精益生產(chǎn)系統(tǒng)。

以上的文獻(xiàn)或只關(guān)注了施工質(zhì)量管理某一方面信息，沒(méi)有集成施工質(zhì)量管理全面信息，提出施工質(zhì)量信息協(xié)同管理模型；或僅僅從活性系統(tǒng)理論基礎(chǔ)及構(gòu)建方式等角度來(lái)進(jìn)行研究，沒(méi)有從遞歸分解的角度出發(fā)，考慮組織環(huán)境與施工質(zhì)量信息之間的關(guān)系、組織內(nèi)部同層級(jí)質(zhì)量信息與不同層級(jí)質(zhì)量信息之間的平衡等。本文引入活性系統(tǒng)，全面收集施工質(zhì)量信息，在項(xiàng)目遞歸分解的基礎(chǔ)上，從信息協(xié)同角度構(gòu)建基于活性系統(tǒng)的施工質(zhì)量信息協(xié)同管理模型，以信息協(xié)同推動(dòng)流程協(xié)同，全面實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量信息管理的可視化與信息化。

1 活性系統(tǒng)的內(nèi)涵

生存系統(tǒng)模型（Viable Systems Model，VSM）是斯塔福德·比爾利用相關(guān)的控制論理念，結(jié)合生物學(xué)的研究理論，提出的組織運(yùn)行的新模式，它是一個(gè)體現(xiàn)任何生存系統(tǒng)必然會(huì)具有的重要特征的模型[8]。

如圖1，整個(gè)活性系統(tǒng)中包含兩個(gè)系統(tǒng)，即操作系統(tǒng)和管理系統(tǒng)，其中操作系統(tǒng)主要進(jìn)行組織的實(shí)際工作，也就是系統(tǒng)1，每一個(gè)活性系統(tǒng)中包含眾多系統(tǒng)1，而管理系統(tǒng)則由系統(tǒng)2、系統(tǒng)3、系統(tǒng)4、系統(tǒng)5構(gòu)成，分別承擔(dān)不同責(zé)任。

2 構(gòu)建基于活性系統(tǒng)的施工質(zhì)量信息協(xié)同管理模型

2.1 總體結(jié)構(gòu)體系

構(gòu)建基于活性系統(tǒng)的分部工程施工質(zhì)量信息協(xié)同管理模型如圖2，該模型被分成三個(gè)模塊，即信息采集模塊、信息處理模塊、信息協(xié)同應(yīng)用模塊。

系統(tǒng)3在系統(tǒng)5與系統(tǒng)4的指導(dǎo)下，針對(duì)對(duì)應(yīng)的分部工程，進(jìn)行施工質(zhì)量信息收集。質(zhì)量信息收集分為兩類(lèi)，第一類(lèi)為新建工程施工質(zhì)量信息，其中包括項(xiàng)目環(huán)境信息、建筑實(shí)體信息、本體知識(shí)信息；第二類(lèi)為已建工程質(zhì)量缺陷及修正信息。施工質(zhì)量信息收集完整，形成施工質(zhì)量信息數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，通過(guò)信息處理，形成施工質(zhì)量信息模板。

形成的施工質(zhì)量信息模板通過(guò)BIM平臺(tái)傳遞至項(xiàng)目各參與方，即系統(tǒng)1，針對(duì)不同的組織環(huán)境，明確其各自任務(wù)、地點(diǎn)、時(shí)間以及相關(guān)內(nèi)容等。在系統(tǒng)1中，項(xiàng)目各參與方不僅存在縱向與系統(tǒng)3之間的聯(lián)系，還在各自之間存在橫向關(guān)系，通過(guò)系統(tǒng)2，調(diào)整其建設(shè)資源，起到溝通協(xié)同的作用，更好的為系統(tǒng)3所分配的任務(wù)服務(wù)。

在模型中，系統(tǒng)3*起監(jiān)控作用，在系統(tǒng)1完成施工任務(wù)的過(guò)程中，如出現(xiàn)施工質(zhì)量缺陷，系統(tǒng)3*將缺陷信息匯總分類(lèi)后傳遞至系統(tǒng)3中。系統(tǒng)3根據(jù)系統(tǒng)4與系統(tǒng)5的指令，將修正信息傳遞至操作系統(tǒng)系統(tǒng)1，并進(jìn)行數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)更新，如此反復(fù)。

系統(tǒng)4在系統(tǒng)5分部工程質(zhì)量目標(biāo)的指導(dǎo)下，確立分部工程質(zhì)量計(jì)劃、施工計(jì)劃、BIM模型及數(shù)據(jù)庫(kù)等。

2.2 施工質(zhì)量信息協(xié)同應(yīng)用

系統(tǒng)3在收集處理完施工質(zhì)量信息后，將主題模板傳遞至系統(tǒng)1項(xiàng)目各參與方。施工單位操作人員與質(zhì)量管理人員在查閱主題模板后，分別明確其工作內(nèi)容。操作人員明確工作任務(wù)、時(shí)間、地點(diǎn)；操作規(guī)范及重點(diǎn)、難點(diǎn)以及操作責(zé)任。與此同時(shí)，質(zhì)量管理人員進(jìn)行質(zhì)量自檢，明確檢查任務(wù)、時(shí)間、地點(diǎn)；檢查驗(yàn)收規(guī)范及重點(diǎn)檢查部位以及檢查責(zé)任等。操作系統(tǒng)中每位現(xiàn)場(chǎng)人員都明確其各自的任務(wù)與責(zé)任，在系統(tǒng)2的溝通調(diào)解之下，更好地完成相關(guān)任務(wù)，從操作源頭最大程度的降低質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生。

系統(tǒng)3*擔(dān)負(fù)監(jiān)督重任，根據(jù)系統(tǒng)3形成的主題模板，針對(duì)檢查項(xiàng)目，形成檢查列表。BIM模型中導(dǎo)出的設(shè)計(jì)模型與系統(tǒng)1操作完成的施工任務(wù)相對(duì)應(yīng)，進(jìn)行一系列的分析，其中包括邏輯分析、數(shù)

據(jù)分析、偏差分析、一致性分析等。如出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，則提交至系統(tǒng)3，由系統(tǒng)3得出處理方案。

2.3 構(gòu)建基于活性系統(tǒng)單位工程施工質(zhì)量信息管理模型

如圖3，為基于活性系統(tǒng)單位工程施工質(zhì)量信息管理模型，該模型基于項(xiàng)目遞歸分解角度，從單位工程、分部工程、分項(xiàng)工程、工序這一視角，構(gòu)建系統(tǒng)、全面的施工質(zhì)量信息管理模型。在該模型中，單位工程的系統(tǒng)2為分部工程的系統(tǒng)3、系統(tǒng)4、系統(tǒng)5，單位工程系統(tǒng)1為分部工程的所有系統(tǒng)1，單位工程的組織環(huán)境為分部工程所有組織環(huán)境；同理分部工程的系統(tǒng)2為分項(xiàng)工程的系統(tǒng)3、系統(tǒng)4、系統(tǒng)5，分部工程系統(tǒng)1為分項(xiàng)工程的所有系統(tǒng)1，分部工程的組織環(huán)境為分項(xiàng)工程所有組織環(huán)境。

3 總結(jié)

本文通過(guò)引入活性系統(tǒng)，從新建工程質(zhì)量信息與已建項(xiàng)目質(zhì)量信息兩大方面收集質(zhì)量信息，其中新建項(xiàng)目質(zhì)量信息包括由BIM技術(shù)獲得的建筑實(shí)體信息，由本體工程獲得的建筑本體信息、由物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)獲得的建筑環(huán)境信息等。在全面收集施工質(zhì)量信息的基礎(chǔ)上，通過(guò)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，形成質(zhì)量主題模板。通過(guò)構(gòu)建的基于活性系統(tǒng)的施工質(zhì)量協(xié)同管理模型中系統(tǒng)3的分配，與系統(tǒng)2的協(xié)調(diào)，操作系統(tǒng)，即系統(tǒng)1執(zhí)行施工任務(wù)，并且在系統(tǒng)3*的監(jiān)控下，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，則被提交至系統(tǒng)3，由項(xiàng)目參與方三類(lèi)管理人員進(jìn)行處理，得出統(tǒng)一的解決方案，與此同時(shí)，進(jìn)行質(zhì)量信息收集的更新。

本文基于項(xiàng)目遞歸分解角度，從單位工程、分部工程、分項(xiàng)工程、工序這一視角構(gòu)建全面、系統(tǒng)的施工質(zhì)量信息協(xié)同管理模型。

參考文獻(xiàn)：

[1]佘建俊，李梅，陳李靖.IPD模式下工程項(xiàng)目組織溝通管理研究[J].煤炭工程，2015，47（2）；142-145.

[2]Kim， Min-Koo ， Cheng， Jack C.P， Sohn， Hoon ， Chang， Chih-Chen.A framework for dimensional and surface quality assessment of precast concrete elements using BIM and 3D laser scanning. Automation in Construction. Jan 2015， Vol. 49， p225， 14 p.

[3]Sulankivi K， Makela T， Kiviniemi M. BIM-based site layout and safety planning[C]//Proc.，Proceedings of the First International Conference on Improving Construction and Use through Integrated Design Solutions. 2009： 125-140.

[4]Jun-Xiong Chang ， Yu-Chih Su， Yu-Cheng， Lin.Development of mobile BIM-assisted defect management system for quality inspection of building projects.HOKKAIDO UNIVERSITY.

[5]LiJuan Chen ， Hanbin Luo. A BIM-based construction quality management model and its applications. Automation in Construction 46 （2014）：64-73.

[6]祖超，蘇振民，侯海泉，董年才.基于VSM 的建筑企業(yè)集團(tuán)技術(shù)中心組織運(yùn)行模式研究[J].工程管理學(xué)報(bào)，2010，6（24）：695-699.

[7]高軍，趙黎明，李學(xué)棟.基于VSM的組織設(shè)計(jì)[J].天津大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，6（34）：749-752.

[8]Tobias Steinhaeusser，F(xiàn)ayos Elezi，Iris D.Tommelein，Udo Lindemann. Management Cybernetics as A Theoretical Basis for Lean Construction Thinking[J]. Lean Construction Journal，2015：1-14.

[9]Gandolfo Dominici，F(xiàn)ederica Palumbo. Decoding the Japanese Lean Production System According to a Viable Systems Perspective[J]. Syst Pract Action Res （2013） 26：153-171.