二級掙值法結合PDCA循環在地鐵施工項目管理中的應用

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(1.石家莊鐵道大學 經濟管理學院，河北 石家莊 050043；2. 中鐵一局集團北京分公司，北京 100062)

近年來，隨著建筑行業的飛速發展，施工項目的特點發生了巨大變化，施工管理工作也取得了巨大成效。施工項目管理在運作方式上最大限度地利用了可用資源，極大提高了管理效率。建筑施工企業的成本控制工作在不斷取得進步的同時，面臨著新的問題和挑戰。在成本控制管理中，有的項目成本結余，有的項目成本超支，總體也許符合成本控制總目標，但實際上仍然屬于成本管理失控，進度控制亦是如此。

因此，項目進度—進度動態控制對建筑企業的可持續發展尤為重要。本文以北京地鐵十六號線為例，建立進度—成本聯合二級掙值法的靜態模型，再結合PDCA循環對靜態模型進行動態控制。通過進度—成本二級掙值法定時檢查計劃目標與實際目標，如果存在偏差，找出原因并在下一個PDCA循環里做糾偏調整，確保進度—成本實際完成情況與計劃完成情況一致或在可接受的范圍內。因此，研究二級掙值法結合PDCA循環動態控制，對提升我國施工項目管理方法和水平有重要意義。

一、施工項目管理三重目標

(一)項目管理三重目標

項目成本控制的主要目的是將項目成本控制在預期成本以內，項目成本控制的范圍包括事前控制、事中控制和事后控制，成本控制貫穿于整個項目，是動態的、全過程的控制。它既要根據項目計劃目標進行預算，又要在施工過程中實時跟蹤監督。對已發生成本進行分析，及時發現已發生或可能發生的成本偏差，找出原因后及時調整，在后續工作中加以改進，把最終成本限定在目標成本允許的范圍內。

項目進度控制主要包括項目進度的計劃與監控。進度監控需要對并列工作同時監控，不同工作處于關鍵路線或非關鍵路線時，對總工期影響不相同，應對措施也不相同，處在關鍵路線上的工作要特別注意。項目管理進度績效評價主要通過研究工程項目的目標進度與實際進度，分析對比項目的實際進展情況與計劃進度。建立掙值法模型對項目工期進行管理控制[1]。當實際進度明顯落后于計劃進度時，核實原因并根據實際情況及時調整，以保證項目順利完成。

項目質量管理是指為確保項目產品滿足質量要求而開展的項目管理活動，在項目開展過程中不斷監測，對質量偏差及時糾偏，確保項目質量滿足指標要求。質量管理是項目管理重要組成部分，質量目標達不到要求，就意味著項目是失敗的。

(二)成本、質量、進度三者關系

1.對立關系

加快工程進度，需要投入資源設備，這將導致直接成本的增加；此外，快進度會打亂原有計劃，使項目各環節之間產生脫節現象，增加控制難度，給質量管理增加難度和隱患。如果降低投資，就需要考慮降低質量標準，按費用最低原則安排進度計劃，整個項目進度降低。

2.統一關系

提高產品質量標準，雖然增加了一次性投資，從長遠角度看，降低了工程投入使用后的運行費用和維修費用，從全壽命費用分析的角度則是節約投資的舉措[2]。從質量管理的角度，如果在項目實施過程中嚴控質量，保證實現項目期望的質量要求，則可減少實施過程中的返工費用。另一方面，高標準的質量要求能起到保證進度的作用，在項目施工過程中對出現的質量問題及時糾偏，從長遠看來，要比不及時返工而造成更嚴重后果的影響要小[3]。

二、施工項目成本—進度優化控制理論分析

項目管理的主要內容是在滿足質量要求前提下，尋求成本和進度的最優方案。進度和成本控制貫穿于工程項目的各個階段，對于每一個項目而言，最終目的就是通過一系列有效的控制手段和管理方案來取得良好的經濟效益。傳統項目管理領域涉及成本、進度的管理工具有橫道圖、網絡圖、項目概預算、掙值分析等方法，只有掙值分析既用于成本管理又用于進度管理。單方面進行成本績效評價，無法準確判斷超支還是結余，因為成本消耗多，原因可能是成本超支，也可能是進度超前。同樣，成本消耗低原因也可能是成本結余或者進度滯后，或者二者皆有。因此，有必要對成本—進度的綜合評價監控進行研究。

(一)成本—進度績效評價的掙值分析方法

1.傳統掙值法的不足

掙值法作為評估項目成本—進度績效的方法，包含對項目計劃與實際差異的分析，以及項目最終完成時間、成本的預測。但掙值管理中的缺陷導致掙值法仍屬于最沒能充分使用的管理工具之一 。主要原因有以下幾個方面：①難以給出有效的項目分解。國外有學者認為，掙值管理的第一個困難是工作分解系統，若工作被分解為最簡單的工作單元，收集、處理這些數據將支付高昂的成本。不僅如此，項目分解在技術上也有一定難度，項目如果按估價體系進行分解，考慮的是工程量計算和財會原則，如果按計劃體系分解，主要考慮工序時間順序和工藝邏輯原則。②進度—成本聯合管理的實現還取決于數據采集系統的效率。計算機的廣泛應用雖然提高了監控的精度和效率。但監管精度的實現取決于大數據的采集分析，這對管理人員而言是沉重的負擔，會嚴重影響管理系統的效率。在項目監控中，處理好數據系統的精度和效率之間關系，確定合適的監控精度十分必要。前期數據的采集，可以通過設計專門的數據統計科室，運用信息技術來獲得，以保證數據的準確性[4]。③對已完成工作量的有效度量。掙值分析的可信度完全依賴于掙值度量的準確性以及對工作完成程度的有效度量。有效度量的基礎是合理的度量時間點，基于功能點或里程碑事件的度量更合理。賦予權重應根據單元工作的難度做出調整。比如，開發一個程序一般需要100天，當進行到90天時，并不能說明程序已經開發了99%。因此在實際工作中，針對項目特點尋找具體解決方案。傳統掙值法的計劃工作量是在項目分解結構的基礎上獲得的，實際工作量是從工程實際實施過程中獲得的[5]。④沒在規劃范圍內的活動掙值法不能提供進度方面的信息。沒有規劃的活動掙值是零。項目靈活多變，事先難以預料項目在進展過程中可能出現的未規劃工作活動，項目進展過程中出現的未規劃任務會擾亂整個管理工作，如因質量為題需要返工的工作。如果對此類活動不予考慮，很可能會影響到總進度。⑤沒有區分關鍵路徑和非關鍵路徑。Brown最早從關鍵路徑觀點提出了對掙值管理的質疑，關鍵路徑是項目進度管理工作中的重點，關鍵路徑控制不當會影響其緊后工作的正常開工，嚴重的甚至會影響總工期，應予以重點監控，而非關鍵路徑在不影響關鍵路徑工作的前提下，其控制可適當寬松[6]。

2.二級掙值法的建立

掙值法可以運用在WBS的任何層次上。鑒于傳統掙值法存在的不足，過于強調整體而忽略了項目內部關系、偏重整體預測而忽略了工作執行情況，為了盡可能規避由此造成的偏差建立了二級掙值法。二級掙值法是通過WBS次級子項目的掙值累加確定本級項目的掙值，解決項目WBS中的二級子項目中存在的工作進度成本極不均衡、偏差極大，但出現正負偏差相抵消，而在本級項目上表面上偏差很小的項目掙值績效評價，揭示項目實際執行情況。

3.二級掙值法與傳統掙值法主要區別

傳統掙值法是對項目進行整體分析，二級掙值法是將項目劃分為若干二級子項目，確定子項目的變量和指標，結合網絡計劃中二級子項目之間的邏輯關系，對二級子項目進行掙值分析，最后匯總得出項目整體二級掙值。

傳統掙值法只能得出整體績效評價報告；而二級掙值法既可以得出整體績效評價報告，還能得出原因分析。

傳統掙值法的成本和工期預測是以項目三指標體系數據為基礎獲得；而二級掙值法是以項目完工時成本和工期預測的計算方法結合網絡計劃圖進行優化，成本、進度績效評價報告更客觀、準確[7]。

(二)PDCA循環結合二級掙值法對成本進度控制原理

PDCA對成本進度的控制原理，就是在項目實施過程中，對成本進度全過程監控，定時檢查計劃成本進度目標與實際目標相比較，檢查是否存在偏差，如果存在偏差，找出原因并在下一個循環里做糾偏調整，確保實際成本進度與計劃成本進度一致或在可接受的范圍內。

當對項目成本實行PDCA循環全過程控制時，成本曲線在目標成本的兩側波動，這是因為管理人員在項目實施過程中根據獲取資料，對存在偏差的實際成本進行糾偏調整，以達到目標成本的目的。不做成本全過程控制的項目，由于不清楚項目成本的實時變化，無法及時發現出現的偏差，導致成本偏差一直存在，繼而不斷累積，最終產生較嚴重的成本誤差。

在施工項目管理中，進度—成本控制貫穿整個施工過程，應該以動態的方式對成本—進度進行全過程控制，以特定時間節點為一個周期進行循環。如圖1所示。

圖1 PDCA循環全過程成本控制

(1)對可能影響項目成本的因素進行分析。在工程施工過程中，由于受到各種因素的影響，項目成本會受到很多干擾，如宏觀政策、惡劣天氣、原材料供應以及設計變更等因素的影響。

(2)實時記錄數據。通過相關數據比較實際和計劃之間的差異，以便對工程的實際進展做出分析，及時、準確的數據是確定成本—進度偏差的基礎。同時，如果選取指標過于頻繁，則無法進行定性分析[8]。

(3)確定偏差。如果實際與計劃之間的偏差很小，可以忽略不計，則按原施工計劃進行；如果實際與計劃偏差不能忽略，則需要分析產生偏差的原因，并采取有效手段進行糾偏，待問題解決后繼續施工[9]。

三、案例分析

(一)工程概況

中鐵一局負責北京地鐵16號線工程換乘方廳及3號疏散口項目。以換乘方廳混凝土澆筑及其前期工作為例進行案例分析。該項目計劃工期為2015.7.1—2016.1.13，總工期197 d，預算成本為492萬元。該項目可分為5個子項目：圍護樁施工、冠梁及擋墻施工、基坑土方開挖、結構混凝土底板、結構混凝土側墻及頂板，分別用A、B、C、D、E表示。換乘方廳主要工程數量如表1，現利用二級掙值分析法對該項目的成本—工期進行評估。項目網絡計劃圖如圖2所示，網絡計劃如表2所示。

圖2 換乘方廳網絡計劃圖

表1 換乘方廳網絡計劃

該項目成本—進度控制以月為統計周期，統計月末實際成本—進度與月初計劃成本—進度的偏差，通過比較計劃與實際成本—進度來判斷控制目標是否實現。這就容易導致項目中出現的成本超支、進度滯后問題不能及時發現，無法對成本—進度出現偏差的原因準確分析，進而造成偏差累計。

二級掙值法可以從更深層面分析成本—進度出現偏差的原因，找到偏差問題根源，進而結合PDCA循環，將出現偏差原因解決后進行下一個循環，從而避免偏差累計。將預控對策施行在下一循環中，進而有效規避問題的重復出現，使工程的進度和成本按照工程計劃進行[10]。前4個月完成情況如表2至表4所示。

表2 前四個月計劃預算BCWS

表3 前四個月已完成工作量預算成本BCWP

表4 前四個月實際成本ACWP

本文將以前兩個月為例，以PDCA循環結合二級掙值法加強直接工程費動態的、全過程的管理控制。

(1)第一個月偏差計算。利用二級掙值法，可以得到在項目第一個月結束時，直接工程費用偏差CV=2.15，成本偏差率CPI=1.019 4，其中人工費用、材料費用、機械費用均有結余，項目實際直接工程費用支出結余。進度方面，進度偏差SV=15.337，進度偏差率SPI=1.157 0，實際進度超前。見表5。項目成本和進度達到了預期期望，因此，項目可按原計劃繼續施工，PDCA循環可繼續進行下一步。

表5 第一個月掙值分析 萬元

(2)第二個月偏差計算。利用二級掙值法，可以得到在項目第二個月結束時，直接工程費用偏差CV=19.351，CPI=1.170 6，項目實際直接工程費用支出有結余。進度方面，SV=19.651，SPI=1.173 7，實際進度超前。見表6。項目成本和進度達到了預期期望，成本和進度優勢得以累加，成本結余更多，進度超前更多。因此，項目可按原計劃繼續施工，PDCA循環可繼續進行下一步。

表6 第二個月掙值分析 萬元

(二)二級掙值法對竣工成本—工期的預估

項目成本—工期的預測，是根據掙值法理論對未完工成本和進度的預測修正，再累加已完工實際成本和工期，得到項目總的預測成本和工期。在本項目中，可以進行成本—工期修正預測的子項目只有E子項目。見表7至表9。

表7 項目基準線預算報表

表8 已完成工作量預算成本統計報表

表9 項目結束時實際成本統計報表

通過對該項目在監測點的累加獲得項目成本、進度績效評價所需要的三個指標數據。以120 d為監測點，根據上述各表所統計數據考核情況如下：

成本績效評價中，CV=8.5，CPI=1.020 9，假如該項目未完工部分按照目前的成本效率進行，則完工總成本為：

FCAC=ACWP+ (TBC-BCWP)/CPI=407+ (452-415.5)/1.020 9 =442.75萬元。

其中，FCAC為完工總成本，TBC為計劃完工總預算成本。

進度績效評價中，SV=87.5，SPI=1.266 8，假如該項目未完工部分按照目前的進度效率進行，則完工總工期為：

ECD=OPD+(TBC-BCWP)×PTD×SPI/TBC=120+(452-415.5)×197×1.266 8/452=140.15 d。

其中，ECD為預測完工總工期，OPD為已進行工期，PTD為計劃總工期。

利用傳統掙值法可以得到，在項目結束時，實際成本442.75萬元要低于計劃成本452萬元，實際工期140.15 d要超前于計劃工期197 d。按照傳統掙值法來說，項目成本和進度達到了預期期望。但對于該項目的各子項目進展如何，是否出現不同子項目的成本—進度正負偏差相互抵消。并不能通過傳統掙值法得到答案。

1.二級掙值法成本分析

根據項目的工程進展情況對各工作的完工成本做了處理，見表10。其中A、B、C、D作業已經完工，FCAC直接取其實際完工成本。E作業尚未完工，按照掙值法對其預計完工成本進行了糾偏估計。將處理過的二級項目完工成本進行累加得到其預測完工成本[11]。

表10 二級項目竣工成本估算表 萬元

2.二級掙值法進度分析

根據該地鐵項目的網絡計劃圖可知，在6個子項目中，關鍵路徑為A→B→D→E，在非關鍵路徑上的子項目，施工時間有不同程度的松弛。根據表11顯示， A項作業的實際完工時間與計劃完工所需時間一致，實際成本與計劃預算成本一致。B項目實際完工時間較計劃完工時間提前5 d完工，成本較計劃結余。C項目處于非關鍵線路，工期上有松弛，但C項目提前5 d完工。D項目是B、C項目的緊后工作，B、C項目的提前直接導致D較計劃開工日期提前5 d開工，D的實際工期比計劃工期縮短17 d。由此看來，A、B、C、D均比實際工期縮短，單純考慮該項目工期，項目很可能提前完工。但由于該項目計劃于2015年7月1日開工，實際2015年10月1日開工，從整個工程考慮，總體進度還是滯后。

3.項目成本偏差問題分析

(1)成本偏差。在該地鐵項目中，A、B、C、D、E 5個子項目已完工，對已完工5個子項目的成本偏差分析如下：A子項目成本偏差為0，成本偏差率為1；B子項目成本偏差為-21.5，成本偏差率為0.800 0；C子項目成本偏差為0，成本偏差率為1；D子項目成本偏差為0，成本偏差率為1；E子項目成本偏差為-13，成本偏差率為0.866 0。由于該項目是已發生項目，結合項目實際發生的成本進行對比分析，該項目實際成本為472萬元，傳統掙值法預測成本為442.75萬元，二級掙值法預測成本為471萬元。從傳統掙值法角度來分析，該地鐵項目成本偏差率為2.046%，在允許誤差范圍內。但從劃分更為細致的二級掙值法考慮，成本偏差率僅為0.212%。可以得出，二級掙值法在成本預測控制上，比傳統掙值法有很大的提高。

(2)原因及對策。通過二級掙值法對E子項目存在的成本超支問題進行深層次分析，發現E子項目存在嚴重的窩工問題，E子項目施工工序復雜，動用多個工種，各工種作業期間組織作業能力差，因此出現了大量窩工，導致成本嚴重超支。因此，E子項目在接下來的作業中應提前協調溝通各工種工作時間，科學合理組織工作，避免窩工現象的出現。

表11 項目完工成本修正預測表

4.項目進度偏差問題分析

(1)進度偏差。在對該地鐵項目成本偏差分析中，對A、B、C、D四個已完工子項目的進度偏差分析如下：A子項目按計劃進度進行；B子項目按計劃開工，提前完工5 d，工期縮短5 d；C子項目處于非關鍵線路，按計劃正常完工；D子項目比計劃提前開工5 d，提前17 d完工；E子項目已開工，比計劃提前開工18 d。由傳統掙值法角度來分析，雖然該地鐵項目整體上進度超前于計劃工期完工。但從二級掙值法角度分析，項目進度管理存在問題，D、E子項目嚴重縮短計劃工期，縮短工期達37.59%。雖然D、E子項目均提前完工，但D、E子項目的工期預測存在嚴重問題。從長遠角度看來，如果不解決此類問題，終將給整個項目的進度管理工作帶來嚴重的后果。在對該工程其他相似項目工期預測中，應嚴格控制D、E子項目的工期制定管理工作，以免造成更大的損失。

(2)原因及對策。通過二級掙值法對D、E子項目工期過分超前問題進行深層次分析，發現D、E子項目因為施工工序復雜，動用大量勞動力，施工過程中大大縮短了預期工期。同時，因為勞動力遠超計劃，導致出現窩工現象，造成成本嚴重超支。因此， D、E子項目在接下來的作業中，應在保證如期完工的前提下，科學合理組織工序，安排施工人員，避免因窩工造成的成本超支。

5.項目完工成本—進度評價

后續工作以月為一個循環執行PDCA循環動態管理，直至該地鐵項目完工。通過執行二級掙值法結合PDCA循環對策進行成本—進度控制，在項目結束時，成本方面，直接工程費用為391.76萬元，成本節余80.24萬元；進度方面，實際工期為178 d，實際進度超前14 d，項目成本和進度均達到了預期期望。因此可以得出，二級掙值法結合PDCA循環動態控制對施工項目成本—進度控制有較好的經濟和社會效益。

四、結論

(1)二級掙值分析細化了分解績效評價內容，為如實反映各工作間的邏輯關系，二級掙值分析中結合了網絡計劃技術；在項目整體監測上，以項目實際執行數據為依據，結合子項目成本進度發展趨勢，對整個項目的發展趨勢進行預測。

(2)偏差未必都需要糾正。在偏差分析中，給出偏差的不同范圍內的不同控制手段，區別處理不同網絡路徑上出現的偏差。