大型施工企業進度預警管理的信息化研究

王志剛

摘要：為適應大型施工企業法人層級多、管理鏈條長、管轄工程項目數量龐大的特點，提高進度管理的信息化水平，擯棄人工監控在建項目施工進度存在滯后性的缺點，結合“互聯網+進度管理”，通過融合進度管理中直方圖、形象進度圖、斜率圖、“S”曲線圖、時間轉換約束的時差分析等技術理論，集成工程項目的進度圖形、數據表單，運用大數據進行統計分析在建項目工期進度，運用互聯網技術預警預報工期滯后的項目、工點、工序，確保大型施工企業各層級管理者對工程項目工期進度的有效監控。

關鍵詞：大型施工企業；進度管理；信息化；預警監控

中圖分類號：F406.3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）30-0022-04

0引言

當今中國正處于“兩個一百年”轉型發展階段，實現民族振興還有很長一段路要走，隨著“一帶一路”的深入推進，各洲際國家之間綜合交通網互聯互通，高速鐵路、城際鐵路、既有鐵路升級改造、城市軌道交通、國省干道升級改造、城市綜合管廊、海綿城市、智慧城市、特色小鎮、建筑工業化等基礎設施領域還有很大的發展潛力，大型施工企業在國內、國際兩個市場還有廣闊的增長空間，千億級、萬億級的建筑施工企業不斷涌現，中國中鐵、中國鐵建等特大型施工企業管理的工程項目成倍增長，如何有效監督監控在建項目的工期進度，提早發現工期風險突出的項目，發揮施工企業管理后臺對項目現場這個前臺的進度管理的前瞻性、有效性，真正實現大型施工企業對工程項目進度的事前、事中、事后的全過程閉合管控，實現進度管理的信息化是必然選擇，是信息化產業革命給建筑施工企業帶來解放生產力、提高管理效率和水平的戰略方向。

在建筑施工企業規模不斷擴張的背景下，管轄的工程項目成倍增長，扁平化、矩陣式的管理方式加大了企業管理層的管控難度，形成了臃腫的企業管理總部。為了更好地監控大型施工企業在建項目的施工進度，便于比照施工組織設計，對進度工期偏離的項目、工點、工序及時分析查找原因，協助項目及時糾偏，使其回歸施組，有必要結合“互聯網+進度管理”，開發一套施工進度管理系統，及時預警工期進度滯后的項目，第一時間采取有效進度糾偏措施，確保大型施工企業各層級管理者對工期進度的有效監控。

1進度管理信息化技術發展歷程與現狀

1.1進度管理信息化發展歷程

從幾十年以來的發展歷程來看，建筑施工企業的進度管理信息化大致經歷了四個階段。第一階段是工具軟件應用階段，這一階段主要體現的是以CAD制圖軟件為代表的進度管理軟件的出現，實現了從手工圖板辦公到計算機電子化辦公，基層工作人員從繁重的手工勞動中得到解放，工作效率成倍提高Ⅲ。第二階段是進度管理單機應用軟件階段，主要是電算化軟件、或者以微軟Office辦公軟件為基礎的橫道圖、網絡圖單機軟件的應用，體現的是進度報表的電算化和進度分析的圖表電算化。第三階段是進度管理的集成化軟件應用階段，這一階段把企業所有層級的進度管理干系人都納入進來，實現企業、子分公司、項目部的進度管理事前、事中、事后的全過程監控，打造全鏈條的進度預控管理。第四階段是Web平臺化深度集成階段?；ヂ摼W信息技術日新月異、飛速發展，BIM技術與互聯網集成平臺、云計算、大數據、無線互聯網等互聯網技術融合發展，促成建筑施工企業進入一體化集成應用階段，企業各個業務管理系統可以通過SOA架構的一體化集成平臺形成綜合集成、有效銜接Ⅲ。

進度管理的信息化逐漸開始向智能化向發展。最近幾年，GIS（地理信息系統）也逐步應用到進度管理系統中。在工程項目施工過程中遇到一些技術問題通過GIS可以得到解決。Internet與地理信息系統結合在一起產生了更廣泛的應用，比如地下隧道盾構掘進機施工狀態過程中的遠程監控與智能化決策等。作為工程建設領域的新信息技術革命的BIM技術，也逐步從傳統的三維渲染、精確計算、碰撞檢查、可視化施工、沖突協調等信息化便利應用，開始融合無線互聯網、云計算、大數據、3D打印、人工智能，有可能對項目管理、施工進度管理帶來更加廣闊的信息化深度發展。

1.2進度管理信息化的發展現狀

無論是企業級還是項目級施工進度管理信息化成果運用，都是在現有的技術規范和施工技術原理基礎上，汲取關鍵線路法（CPM）和計劃評審技術（PERT）以及關鍵鏈法（CCPM）這三種進度管理的理論，形成符合自身管理需求的理論實踐運用方案。運用Web和無線通信技術，用客戶機，服務器（Client/Server）、瀏覽器，服務器（Browser/Server）體系架構內置于企業中Intranet和項目中的Intranet，然后通過Internet實現數據和信息的交互，搜集建立工程項目施工進度管理系統的數據庫，根據工程項目施工進展情況來進行進度管理，滿足工程項目合同履約的工期進度目標，從而實現企業層次和項目層次施工進度管理的信息化。

1.3國內外進度管理信息化系統存在問題

我們看到諸如P6、Open Plan、微軟MS Project、杭州新中大URP軟件、三峽工程管理系統TGPMS、鐵路建設項目管理信息系統RCPMIS等廣泛應用的項目管理系統在推動建筑施工企業信息化管理，提升工程項目管理水平，提高工程項目建設各環節信息溝通方面確實發揮了較大的作用，越是大型、復雜工程項目，信息化系統發揮的作用越明顯。但受工程項目的特點影響，國內外工程項目信息化系統還有很多缺點和不足，表現在進度管理方面就是企業級和項目級進度管理設計同時使用的模塊基本設有，社會上存在的各種信息化管理軟件系統基本上是自成體系，造成了各行業職能部門、通用軟件系統無法形成接口融合。再者就是，只是單獨的項目級進度管理系統或者企業級進度管理系統，沒有將兩者融合起來，而且進度管理與技術方案、成本核算、安全質量、財務分析等等項目管理其他業務沒有橫向數據聯系，造成工程項目數據多樣化、項目編碼分類規則通用性較差、不同業務流程各自為政擁有自己的一套數據，不能實現一次輸入、信息共享、多次利用，沒有真正形成集成數據信息的高速公路。最后，進度管理的動態檢查糾偏功能不夠完善，合同工期變更、重要節點調整等現象在施工現場較為普遍，可是這些軟件系統要么未曾考慮、要么變更流程繁瑣，操作流程與實際存在脫節現象。軟件更多的是搜集實際進度來反映物資、成本的功能，在進度偏差的自動化監測和進度預警預報方面幾乎是空白，沒有發揮利用信息化手段規避項目和企業在工程項目施工過程中的工期進度風險的作用。endprint

2基于Web施工企業進度管理系統設計

2.1系統設計的目標

系統設計以中國中鐵、中國鐵建等央企二級工程局集團公司為需求對象，結合“互聯網+進度管理”，基于關鍵線路法（CPM）和計劃評審技術（PERT）的網絡計劃技術理論利用網絡平臺建立一套滿足工程局集團公司工程項目進度控制流程以及管理要求的施工進度管理系統。

通過全面的調研進度管理的信息化需求和目標，確定了系統設計的主要核心業務功能包括進度預警提醒、進度圖形管理、數據統計三大部分。局集團公司、子（分）公司和項目部的相關人員可以通過該軟件系統匯報工程實際進度情況：系統根據各項目輸入的進度數據，實時生成或更新各級施工進度文件和圖表，并向上級管理用戶提供進度預警信息：各級進度管理部門和相關人員可以通過系統查看所有的工程進度，達到項目進度管理的電子化、網絡化和自動化。

2.2具體方案設計

①施工進度管理系統的主要功能。

施工進度管系統包含賬戶管理、系統組織機構和人員賬戶管理、工程項目和工點工序的預警管理、進度數據存儲與查詢、項目具體單項工程的創建管理、一級和二級進度圖形文件的創建和斜率圖進度數據維護、形象進度圖填色等主要功能。整體功能構成如圖1。

②施工進度管理系統方案設計構想。

以工程局集團公司承建的鐵路、公路兩大主要板塊土建施工為主，以城軌、房建、市政板塊為輔構建局集團公司施工進度管理系統。圖形劃分為一級進度圖、二級進度圖和三級進度圖。一級進度圖：主要直觀顯示出項目的總體概況信息。二級進度圖：是對一級進度圖的詳細說明，是對重、難點工點和各主要結構物的關鍵工期、節點目標、形象進度、斜率等生產指標的具體反映，便于詳細分析對比施組，監督項目施工進度的受控狀態。三級進度圖：個別較復雜、工序較多的單項工程，在二級進度圖中不能反映全面的信息時，執行更下一級、更詳細反映施工進度的三級進度圖，主要包括大隧道的斜井、豎井、橫通道，特殊結構的橋梁（如：鋼桁梁的拼裝、拱形鋼梁的拼裝、鋼混結合梁、公鐵兩用橋的鋼梁拼裝、節段拼裝梁、斜拉橋、拱形橋等）的結構拼裝等，見圖2。

2.2.1系統架構設計和工作任務分解

①施工進度管理系統運行環境及架構。

因承建的工程項目廣泛地分布于全國各地，為方便集中管理，提高系統訪問效率，本系統基于Web建立，采用瀏覽器Web服務器一數據庫服務器的模式，也就是B/S（Browser/Server）模式。其中瀏覽器是用戶與系統進行信息交互的接口，通過Web服務器實現系統的主要功能，系統部署在局集團企業內網中：外部用戶和外地用戶需要使用通過互聯網提供的VPN服務接入企業內網，并使用本系統。系統包括基礎數據中心、應用服務中心和信息訪問點三個部分。系統以短信貓（網關）和即時通訊系統接口的方式發送預警提醒短消息：系統用戶支持使用域賬號和獨立定義賬號。

②工程項目結構分解和工作任務分解。

參考了國家相關標準《建設工程分類標準》（GB/T50841-2013）以及企業標準和施工管理習慣，將工程類別劃分鐵路工程、公路工程、城市軌道交通工程、建筑工程、市政公用工程共5大類。工程項目結構按照工程類別、工程項目、單一工程、工序進行分解。

鑒于我國工程項目建設管理粗放，精細化管理意識不足，項目管理研究時間短，對建設項目信息分類和編碼體系研究還遠遠不夠。軟件系統開發對工序進行WBS分解時設有太多的規范分解體系引以為證，劃分參考了《鐵路工程工程量清單計價指南》、《建設工程工程清單計價規范》（GB50500-2013）、交通部頒布的公路工程量清單計價相關規范文件和辦法、參閱了鐵路、公路、市政、房建等工程類別的工程量清單，以及各專業類別的施工手冊及其施工規范和質量驗收規范，并且結合了施工進度管理中日常進度報表，挑選出常用數據的工序名稱。以工程量清單為母版，修改完善而形成項目細分工序編碼庫。

2.2.2進度圖形文件模板庫設計

進度圖形文件構劃分為三級進度圖形文件，其中一級和二級進度圖形文件以CAD為母版進行二次開發，設置專門的圖形模板字典庫，從而實現計算機自動繪制CAD圖形文件。

2.2.3進度斜率圖的計劃和實際數據收集和偏差分析

由項目部登陸系統對橋梁、隧道、路基的二級設計圖中操作數據模板管理，選中進度斜率圖的折算項和折算單位，錄入每個斜率圖施工計劃，施工計劃包括周計劃、月計劃。

綜合考慮前鋒線比較法和列表比較法的優勢，充分與計算機軟件系統圖形結合，在工程項目一級進度圖中，以每一個線下單項工程為緊前工序，緊前工序直方圖中有計劃完成時間，實際完成實物量與該單項工程總設計量存在一個比例，通過實物完成量與該單項工程計劃完成時間的是否同步的比較，便可以得出當前的進度是超前的還是滯后的。在工程項目二級進度圖中，有具體的橋梁、隧道、路基等單項工程的主要工序（橋梁基礎、承臺、墩柱，隧道開挖、仰拱、襯砌，路基填方、挖方等）計劃進度值與實際進度值的斜率線，對比各工序的計劃進度和實際進度斜率線即可分析得到時間偏差和實物完成量偏差。

在設計施工進度管理系統進度偏差分析上，有一個很重要的管理要點就是如何選擇對比分析的時點，如果時點選擇為周、旬、月的話，間隔時間太長，當系統的管理部門發現進度滯后時，可能采取進度糾偏措施的成本和代價擴大了，不利于及時有效地消滅問題于萌芽。如果選擇時點為小時、天的話，可以及時發現分析進度偏差的項目和工點，但是相對于上級管理者來說，這樣的頻次太密，每天進度偏差分析之后關聯上預警預報系統，這樣管理者收到過多的預警提示，反而引起預警恐慌，進而形成預警麻痹思維，對管理者是一種負擔。同時，還需要區別對待不同層級的管理需要，對于項目部、子分公司、集團公司應以實際情況來選擇日、雙日、周、旬、月為進度偏差的分析時點，滿足大型施工企業不同管理層級差異化的需求。

2.2.4進度系統的預警預報

施工進度管理系統中緊后工序與緊前工序的時差邏輯關系，既包含了一級進度圖各單項工程進度偏差分析，也包含了二級進度圖主要工序進度偏差分析。當進度發生偏差時，遇到偏差分析時點，施工進度管理系統將啟動預警預報功能。

該系統融合了人機交互，目的是提供進度管理的多樣化決策方式和各層級使用者的粘性。進度偏差分析和預警預報之后，提供不同管理者進行決策的信息傳遞。可以是上級領導對施工進度不正常的項目和工點給予的批示，發送給指定的項目負責人：也可以是下級管理人員對施工進度情況進行匯報、反饋，實現信息交流雙向互動交流。

2.2.5實施效果評價

實施應用以來，工程進度信息的檢索準確率和及時性大幅度提高，對施工進度監控的效率提高數倍，實現集中存儲施工進度數據、檢索與查詢工程項目基本信息、填報與查詢施工報表、實時查詢與展示形象進度等功能：具備對進度計劃執行情況進行比較分析、實現工期進度自動預警的效果。改變了過去人工搜集進度報表后分析進度計劃和節點工期，判別施工項目的進度受控狀態；改變了粗放的進度管理模式呈現搜集資料多、工作量大、效率低的弊端：改變了過去只能有側重點地監控鐵路大線和重難點施工項目，基本實現了在建項目的全覆蓋，充分顯示了進度管理信息化自動監控和預警預報的優勢。

3結束語

現有中國中鐵、中國鐵建等行業內的工程局集團公司都是國內建筑施工領域的主力軍，這些百億級、千億級的施工企業，管理的鏈條長，管轄的工程項目數量龐大，工期進度風險是集團各層級管理者面臨的主要風險之一，如何通過信息化手段實現在建工程項目的有效監管監控，是管理者共同面臨的課題。本論文以工程局對進度管理信息化需求出發，深入分析國內外進度管理的理論和進度管理信息化系統的實現方式，開發的施工進度管理系統，主要研究成果有以下幾點：

①研究提出了工程項目管理數據標準，制定了各專業的工程項目結構分解和項目編碼標準化體系。

②結合Office和CAD繪圖軟件的特性進行二次功能開發，實現了形象進度圖、斜率圖等進度管理系統圖形圖表的標準化。

③研究提出了工程項目進度預警預報管理機制。endprint