城市軌道交通機電工程施工動態管理技術研究＊

郭一家 段曉晨 吳建國

（石家莊鐵道大學經濟管理學院，050043，石家莊∥第一作者，碩士研究生）

當前，建筑單位在項目管理中主要存在以下兩方面的問題：第一，企業信息化建設比較落后，大部分建筑單位還在用比較抽象的圖形和簡單的語言來描述復雜的場景，這一方式受到多方面影響非常不利于信息處理與數據交流，使工程管理人員無法對工程做到一目了然；第二，在項目管理中對成本、進度、質量等多重控制目標建立各自分離的目標體系，不同目標之間可能相互沖突，往往會導致為實現某一目標而犧牲其他目標，從而達不到最優管理的目的［2］。

在這樣的現實情況下，找到一種能有效地提高投資管理者工程項目管理水平的新方法是亟待解決的一個重要問題。這種方法必須借助于信息處理和傳遞的新技術，以實現工程項目的信息化、智能化和集成化管理目標，能夠同時有效控制工程成本、進度、質量三大目標，從而降低項目施工過程中的管理費用，減少投資浪費。從目前國內施工項目管理情況來看，基于顯著性成本（Cost Significant，簡為CS）理論和已獲價值管理（Earned Value Management，簡為EVM）理論的施工動態管理技術就是能實現這一目標的一種方法。

1 施工動態管理技術簡介

施工動態管理技術是EVM 理論和動態管理相結合的一種科學方法。它的思想是利用施工動態管理軟件對施工進行控制和管理，并把結果反饋給項目管理者作為工程決策依據。

1）建立實際工程的施工動態管理軟件。在這個施工管理軟件中，根據工程進度不同將整個工程劃分為幾個或多個工程段（即管理站）；然后，在各個工程段中，把工程細分為各個工序（分部分項工程），以各個工序為管理對象，建立各個工序的計劃、進度、工期、合同、設備等管理欄目。

2）對每個工序進行管理。管理的過程就是用EVM 理論對工程進行動態追蹤管理的過程。跟蹤工程進度情況，定期收集每個工序的計劃、進度、合同、設備等多項數據，并填充到管理軟件相關欄目；管理軟件經過加工處理，篩選出反映工程情況的數據。

3）通過軟件把控制和管理的結果顯示出來。數據填充到軟件中后，利用已獲價值理論，對比分析計劃值和進度值，得到反映工程情況的數據，形成直觀明了的施工動態管理信息表和施工動態管理情況表。各個管理層通過這兩個表得到自己所需的數據，從而制定有效措施，科學地進行工期、投資等的事前和事中控制。

4）在施工過程中，不斷地實施統計、計劃、實施、評價的循環過程（如圖1所示）。從而實現項目施工動態管理過程。

圖1 施工過程循環圖

2 天津城市軌道交通工程施工動態管理軟件的建立

2.1 施工動態管理軟件編制的主要思路

軟件分為專家系統和工程規劃兩個部分。專家系統包括2個工程管理表格，分別是施工動態管理信息表和施工動態管理情況表；工程規劃包括計劃部分和實施部分，即工程計劃管理和工程進度管理。

2.2 專家數據庫的建立

專家系統中兩個工程管理表格需要輸入相應項目信息，然后點擊預覽，最終結果就顯示在施工動態管理信息表和情況表中，如圖2所示。本文介紹的動態管理技術是通過已獲價值理論對工程進行管理和控制的，各個管理站的控制網也都以已獲價值理論為基礎，所以最終形成的施工動態管理信息表和情況表也必須體現已獲價值理論的控制過程。

圖2 專家數據庫表在軟件中的形成

3 施工動態管理技術對天津城市軌道交通工程的計劃管理

由于工程成本、進度計劃一般在工程施工之前已經由業主和施工單位制定好，所以在工程施工之前能完成工程的計劃管理。

3.1 工程基本數據的收集和準備

在工程開工之前就必須收集工程相關數據，包括初步設計總概算書、業主預算書和承包商的投標書。除此以外，還必須收集類似工程的相關數據，當本工程缺少某些數據時，可以利用這些類似工程的數據，運用神經網絡、模糊聚類、灰色預測理論等方法，預測出所需要的數據。

3.2 工程計劃成本與計劃工期的計算

1）工程的分解：天津津濱輕軌中山門西段供電系統工程東起中山門站（不含）西至天津站站，正線全長6.425 km；沿途設置五站五區，主要包含接觸網、牽引變電所、降壓變電所、電力監控、雜散電流防護、供電電纜工程、供電車間及圍護工程等。

2）尋找顯著性項目：為了數據計算方便，首先運用CS理論對概算成本進行處理，找出供電工程中每個單項的顯著性項目。為了保證最大可能的多控制關鍵工序，所以對5個單項工程進行單獨的計算處理，通過CS計算得出：接觸網工程一共有25個分項工程，其中顯著性分項工程6個；牽引、降壓變電所工程一共有68個分項工程，其中顯著性分項工程6個；電力監控工程一共有26個分項工程，其中顯著性分項工程5個；環網電纜工程和雜散電流防護工程都各只有6個分項工程，數量較少不需要進行CS計算。

3）計算顯著性項目的計劃成本：經過CS處理，整個復雜的供電系統工程簡化成了29個顯著性項目工程，從而大大減輕了數據計算工作，達到了既簡化工作量又抓住控制重點的目的。整個供電系統工程的預算費用計算簡化為計算顯著性項目的預算成本后，首先要做的就是從初步設計總預算書中挑選出顯著性項目的人、工、機預算費用。但是工程成本控制只控制人、工、機費用往往是不夠的，還要把涉及到的各項直接費用和間接費用按各自的比例分攤到各個顯著性項目上去，以項目的最終總成本為對象。

4）計算顯著性項目的計劃工期：計劃工期的計算主要根據業主單位提供的工程實施計劃書和施工單位的施工進度計劃表來確定或得到，從中挑選出顯著性項目的施工進度計劃表，進行處理得到顯著性項目的計劃工期和計劃開工時間。

以上工作是在工程開工前完成。它是EVM 理論管理工程的一部分，為EVM 理論在工程施工過程中的控制和管理工程服務。

3.3 工程計劃管理在管理軟件中的信息反饋

把上面計算得到的顯著性項目計劃管理數據（包括預算成本、計劃工期、計劃開工時間、單價等）填入施工動態管理軟件項目計劃管理和分項計劃管理欄中，如圖3所示。

圖3 分項計劃管理

同時，把每個顯著性項目中涉及到的合同和設備管理信息填入基礎資料管理站中對應的欄目里，這就完成了工程的計劃管理。例如，此時軟件界面根據填入的計劃數據就可顯示出顯著性項目的橫道圖，如圖4所示。

圖4 計劃管理顯著性項目橫道圖

4 施工動態管理技術對天津城市軌道交通工程的進度管理

4.1 施工動態管理技術的工程進度管理

1）控制周期的確定：本文將工程的控制周期定為每月一次，由于各控制周期的控制原理和控制過程基本一致，為了不重復敘述，現以2008年4月1日至4月30日為例來說明是如何實現對工程的控制和管理的。

2）各個控制時點對工程的控制：控制對象為在這一段時間內施工的所有顯著性項目。實際數據收集應跟蹤現場工程施工過程，將顯著性項目的成本、進度的實際數據通過現場驗工計價系統匯總統計上報。從施工單位提交的月底驗工計價表得到所需要的數據如表1所示。同時，分析施工單位的成本分析報表和控制期內產生的費用數據，得到顯著性項目的實際工程費用。再用EVM 理論加以分析，就可以得到EVM 分析表，如表2所示。

表1 4月驗工計價表

3）工程進度管理在管理軟件中的信息反饋：把上面計算得到的顯著性項目進度管理數據（包括實際完成工作量、實際成本、實際開工時間等）填入虛擬動態管理軟件項目進度管理欄中，如圖5所示。同時，把每個顯著性項目中涉及到的合同和設備管理信息填入基礎資料管理站中對應的欄目里，這就完成了工程的進度管理。這時軟件界面根據填入的工程實際數據顯示出顯著性項目的橫道圖，如圖6所示。

對比圖4、圖6兩個橫道圖，出現偏差表示工期不正常。這樣為項目決策者提供了直接、清晰的工程信息。

表2 EVM 分析表元

圖5 項目進度管理

圖6 計劃管理顯著性項目橫道圖

4.2 施工動態管理技術對已完工程情況分析

4.2.1 施工動態管理技術對工程成本、進度情況分析

施工動態管理技術對已完工程成本、進度的分析是建立在上述形成的EVM 分析表的基礎上。當偏差數大于零的時候表示成本節省或進度提前；偏差數為零表示實際成本工期與計劃相同；偏差數小于零則表示成本超支或進度相對滯后。

對表2進行分析可得出：隧道內打孔安裝項目成本超支25 365元且進度落后；整流器柜安裝項目成本超支83 472.6 元；開關柜安裝項目成本節省7 633 644.2元；電力電纜敷設項目成本超支15 789元，不過進度提前了。

4.2.2 施工動態管理技術對成本、進度產生偏差的原因分析

偏差分析的一個重要目標就是要找出引起偏差的原因，從而有可能采取有針對性的措施，以減少或避免相同原因的再次發生。

在天津津濱輕軌中山門西段供電系統工程2008年4月控制周期中引起工程成本、進度偏差的主要原因有：隧道內打孔安裝項目成本超支，其進度落后的原因是預留孔尺寸不規范、設計圖紙提供不及時、各個施工隊伍之間工作不協調；整流器柜安裝項目成本超支的原因是為了趕上計劃進度，增加了夜間施工費；開關柜安裝項目成本節省是利用了原有線路留下來的設備和工具，節省了施工設備費；電力電纜敷設項目成本超支、進度提前是為了以后工程的工期寬松，本項目提前了進度，增加了夜間施工費，增加了施工成本。

4.3 工程情況分析在施工動態管理軟件中的體現

工程的計劃數據和進度數據都輸入施工動態管理軟件后，點擊預覽，可得到施工動態管理信息表和施工管理情況表兩個專家數據庫表。這兩個表記錄了每個控制時點每個關鍵工序的工程實際情況和計劃情況的成本、進度情況及偏差。其施工動態管理信息表中的數據通過工程計劃數據和進度數據錄入直接得到；施工管理情況表中的數據通過軟件利用EVM 理論對計劃數據和進度數據進行分析生成。

4.4 糾偏措施在下一循環工作中的檢驗

在下一個控制周期重復第一個控制周期的數據收集工作，可得到工程的實際數據，對比分析實際值和計劃值得到成本、進度偏差。再分析偏差、檢驗偏差的變化情況，如果偏差減小，說明前面提出的糾偏措施有效，在后續工作中能繼續執行；如果偏差沒有縮小或擴大，說明糾偏措施無效，就要提出新的糾偏措施，并在下一個循環中加以檢驗。

5 結語

本文主要探討結合CS理論和EVM 理論的施工動態管理技術在工程項目管理中的應用。針對我國建筑施工企業信息化建設比較落后及建筑企業在項目管理中對成本、進度、質量等多重控制目標的分離和項目投資資金浪費嚴重等現實情況，在借鑒了國內外相關理論和方法的基礎上，提出了運用施工動態管理技術對工程項目施工進行管理和控制的想法，并結合天津津濱輕軌供電系統工程進行了實踐應用。通過理論推導和實際驗證，可得以下結論：①通過使用CS理論挖掘工程的關鍵數據，可明顯減少計算工作量，為降低數據搜集難度、提高預測準確度打下了堅實基礎；②通過施工動態管理技術的使用，實現了工程項目的信息化和集成管理化。

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