基于LPS的預制梁場進度管理體系研究*

章竑骎 張思恩 徐潔

(浙江交工集團股份有限公司設計院分公司，浙江 杭州 310023)

0 引言

相較施工環境復雜、自然條件多變的現澆梁施工模式，預制梁構件現場裝配生產模式具有效率高、周期短、機械化程度高、質量穩定等優點，被廣泛應用于橋梁工程[1]。目前，預制梁場進度管理模式存在計劃失效、資源調配混亂、生產效率低下等問題，急需建立高質量、高效率的管理模式。20世紀90年代，Lauris Koskela提出精益建造的管理思想[2]，旨在避免浪費和非增值活動，實現項目價值最大化。在此基礎上，Glenn Ballard和Greg Howell研究了以最后計劃者系統(Last Planner System，LPS)為中心的項目交付體系[3]，通過重新設計工作流程和多級交互計劃提高項目交付的穩定性。目前，LPS在工程建設領域得到廣泛應用[4-7]。工程實例表明，應用LPS能夠充分激發管理人員的主觀能動性，降低事故率和質量缺陷率[8]。

本文將LPS引入預制梁場進度管理體系，將生產規劃與控制進行整合，使生產計劃更加科學有效，從而解決施工項目管理中人、機、料配置復雜、難以協調的問題，降低工期延遲的風險，提高過程管理的有效性。

1 研究方法

1.1 LPS理論概述

LPS由工程最終執行人(如生產班/組長)根據施工的實際進度反饋生產管理計劃，自下而上總結計劃，從而保證工作流程的有序運轉。相比由項目經理設置生產計劃，LPS使各生產班組擺脫了被動等待的角色，成為拉動式管理流程的推動者。應用LPS可以帶來多方面的收益，除減少工作流的不確定性和提供有前瞻性的工作計劃，還可以提升現場管理水平，提高生產效率，減少返工，降低項目的直接成本和間接成本。

1.2 研究方法

本文主要采用三種分析方法對基于LPS的梁場進度管理進行研究，具體如下：

(1)文獻研究法。分析總結項目進度管理、工程案例、LPS理論相關文獻。

(2)比較分析法。將LPS管理方法與現行進度管理方法進行比對，探討引入LPS優化梁場進度管理的適用性。

(3)實地調研法與專家訪談法。以瑞蒼高速項目、紹興城投建筑工業化基地項目、杭紹甬智慧梁場項目、義東高速公路項目等案例為調研對象，實地調研預制梁場中存在的技術和管理問題，并走訪相關專家和技術人員，確定基于LPS的進度管理體系。

綜上所述，本文研究方法及主要內容如圖1所示。

2 LPS在預制梁場進度管理中的適用性分析

2.1 預制梁場進度管理特點與現狀

2.1.1 管理特點

預制梁場進度管理涉及進度計劃的編制、執行、反饋。根據工程項目的進度目標，預制梁場需要如期生產和交付預制構件以配合現場施工，進度延誤將帶來合同違約、總成本增加、安全和質量隱患等多方面風險，因此，進度管理在梁場項目管理中十分重要。然而，現行進度管理方式的計劃編制、執行和反饋環節互相割裂，不同生產環節的需求難以協調，整體可執行性和可控性較差。

對多個預制梁場進度計劃編制的調研結果顯示，進度計劃編制存在多約束性、不確定性、多目標性的特點。

(1)多約束性。項目生產進度受多種因素影響，需要考慮加工、完成、存梁、交付時間以及加工成本、設備占有情況等一系列因素。其中，對進度影響最大的因素為當存梁場地。因為當存梁臺座占滿時，相關生產線無法繼續生產。

(2)不確定性。生產環節中的影響因素是動態的、不確定的，如工程變更、人員流動、突發或偶然事件(設備損害)、原材料供應不足、天氣變化等。在編制進度計劃時，需要充分考慮這些不確定性因素。其中，天氣變化尤為重要，陰雨或晴朗天氣會對混凝土預制構件的初凝時間產生4～5天的影響。

(3)多目標性。雖然工期是進度計劃的重要指標，但并非單一指標，安全、投資、質量、合同、信息等管理目標共同構成項目進度管理體系，而不同的管理目標之間往往存在沖突。

2.1.2 管理特點現狀

(1)計劃執行階段。主要存在計劃編制和實際生產脫節、計劃實施可靠性低的問題。針對需要生產的預制構件，負責人應以合同約定的交付日期為依據，分解施工計劃，采用橫道圖編制進度計劃。計劃的可靠性主要取決于計劃編制人員的工程經驗。一旦預制梁的生產進度滯后于施工進度，一般采用加大投入、加班趕工的方式追趕進度。若超前生產預制梁配件，則會增加梁場存梁的成本與壓力。此外，協調人、機、料配置，整合管理體系，避免計劃失效和生產節奏錯亂也是計劃實施的重點和難點。

(2)項目實施階段。在工程項目中，變更和進度偏差普遍存在。當前，針對計劃偏差，通常采用事后控制的措施。當發生變更時，需要劃分構件生產的重要和緊急程度，重排生產計劃。若生產工藝出現變動，則需要進行生產線改線或特殊構件生產，不僅影響工程進度，而且增加了工程成本[8-9]。此外，不同班組的進度管理水平存在一定差異，一旦產生進度偏差，需要投入大量資源趕工。

圖1 研究方法及主要內容

(3)計劃反饋階段。主要存在歷史數據收集不足、管理混亂等問題。若無法掌握準確的數據信息，容易導致后續計劃調整緩慢，整體計劃完成率浮動較大，無法實現進度優化控制。

2.2 LPS與現行進度管理的對比分析

LPS將計劃分為主導計劃、階段計劃、前瞻計劃和周工作計劃等，實行多級交互動態管理。其中，主導計劃和階段計劃屬于長期項目計劃，前瞻計劃和周計劃屬于短期執行計劃。工程項目的復雜性和不確定性使長期計劃的可執行性較低，而LPS的分層計劃管控可以提高計劃執行的可靠性。LPS流程圖如圖2所示。

圖2 LPS流程圖

傳統的進度管理模式主要采用集中管理和推動式管理，由項目經理部進行管控，不同環節之間缺乏優化和協調。對于預制梁場而言，變更普遍存在且不易確定，如征地困難導致的交付時間變化、業主要求變更等。同時，不同橋梁工程設計標準不統一，對預制梁的工序和工藝要求不同，因此，管理流程應具有更高的靈活性。

采用LPS可以靈活面對變更，有效減少計劃的波動性。例如：某建筑項目引入LPS后，實現了平準化流水施工[10]；在某鋼結構裝配式建造項目中引進LPS，使項目進度提前42天，工期縮短9.6%[11]；在某半蓋挖軌道交通車站項目管理中，將關鍵鏈(CCPM)理論與LPS相結合，實現了項目進度目標[9]。

近年來，預制梁場智能化、信息化的生產趨勢為LPS的應用提供了客觀條件，如智慧梁場系統、設備物聯網系統等[12-13]。

3 基于LPS的預制梁場進度管理體系

3.1 基本框架

基于LPS的預制梁場進度管理體系強調計劃與執行的統一，注重優化資源需求和供給配合。LPS體系將一線生產負責人納入計劃編制過程，提升了計劃編制的合理性以及對生產實際的貼合性。在執行階段，一線管理人員可以靈活地對實際情況進行調整，并在反饋糾偏階段使用PPC指標、RNC指標開展計劃實施的量化評估。

3.1.1 制訂主導計劃

主導計劃的制訂應考慮生產計劃的總體安排和施工合同的履行要求，根據項目特點統一主導計劃實施的方針和政策，確立LPS的組織結構、職責劃分。主導計劃的制訂與里程碑進度計劃制訂類似。

3.1.2 制訂階段計劃

階段計劃一般計劃時間為一個季度，用以評估下一個季度內項目的生產力、資金、勞力、材料等是否會影響工程進度。對于小型工程項目，可以根據實際情況判斷是否需要制訂階段計劃。

3.1.3 制訂前瞻計劃

前瞻計劃以工程節點為標準將階段計劃分解為6周的提前計劃。從這一階段開始，計劃制訂者為實際生產管理者，即最后計劃者，承擔識別約束和任務準備的職責。在生產過程中，應根據周計劃的實施情況和反饋，每周更新前瞻計劃，同時對周計劃提出要求。在必要時，可以對上一層級的主導計劃和階段計劃提出變更。

3.1.4 制訂周計劃

周計劃是最終被執行的計劃，也是最后計劃者承諾完成的計劃。周計劃將詳細顯示不同工序之間的相互關系，直接驅動構件生產過程的實現。不同的工序/工種應制訂相應的周工作計劃，并根據人、機、料的情況確保制定的工作量能在本周完成。項目生產人員應定期檢查工作進度是否與主導計劃相匹配，判斷是否需要采取措施。

3.1.5 計劃完成百分比和未完成原因分析

每個周計劃結束時，應詳細檢查和評估承諾的工作任務實際完成情況，以糾正偏差并指導下一步施工。采取的主要評估方法為計劃完成百分比圖(PPC)，通過計算實際完成的工程量與計劃完成的工程量之比，作為衡量系統績效的關鍵指標。若PPC=100%，說明項目沒有延遲。若PPC值等于生產負責人規定的目標百分比(如85%或以上)，則計劃是可靠的。若PPC值低于生產負責人規定的目標百分比，則需要采取控制措施，如增加資源供給、改變班次時長和減少無價值活動等。

除了用PPC圖評估計劃完成情況，還應分析未完成原因(Reason for Non-Compliance，RNC)。無法按計劃完成任務的原因可分為執行失敗和計劃失敗，而設置不合理的計劃目標是計劃失敗的重要原因之一。通過RNC分析，可以實現動態管理和持續改進。

綜上所述，基于LPS的預制梁場進度管理體系如圖3所示。

圖3 基于LPS的預制梁場進度管理體系

3.2 LPS進度管理方法應用

以T梁生產為例，分析LPS的具體應用。目前，LPS管理理念在國內的普及程度較低[14]，在應用LPS前需要進行專業培訓，通過LPS培訓手冊樹立拉動式生產管理理念，為后續前瞻計劃和周計劃的制訂做好準備。

3.2.1 主導計劃與階段計劃編制

在主導計劃和階段計劃編制階段，參與計劃制訂的人員與現行進度計劃的制訂人員一致。

3.2.2 前瞻計劃編制

在前瞻計劃編制階段，計劃制訂者為各一線班組管理人員，如生產線基礎班組、拌和樓基礎班組、鋼筋棚基礎班組、張拉班組和龍門吊運輸班組的負責人。將生產過程中預制梁的鋼筋數量與混凝土方量需求與實際產能建立聯系，并根據生產線優化生產流程。

制訂前瞻計劃時，應盡量做到平均排產，使預制梁場的產能與需求相匹配，避免出現生產峰值。根據預制橋梁構件的類型、數量、方量、完成與供應時間、運輸和存儲成本，各負責人確定相應的機械、模板、鋼筋、混凝土、人員的整體需求，從而制訂資金和材料供應計劃以及生產計劃。同時，做好設備的購置、租借與維護規劃，減少設備故障等風險。

存梁區的存放能力是影響預制梁生產過程和計劃排產的重要因素。調研結果顯示，物料成本占預制梁生產總成本的70%左右。因此，應通過供應鏈優化、反季節采購等措施，在不影響進度的前提下降低生產成本。

各生產負責人應學習和掌握LPS專業知識和技能，如描述生產所需的資源、制定合理的生產任務等。隨著項目的推進，執行團隊整體效率將得到顯著提升[15]。

3.2.3 周計劃編制

編制周計劃時，應由一線生產者分解工作任務，優化工作效率。例如，預制T梁的制作流程為鋼筋加工及安裝→模板安裝→砼澆筑→養護→拆模→養護→預應力張拉→孔道壓漿→養護→存梁。根據預制梁施工特點，考慮到機械、材料的資源壓力，很難實現各工序均衡施工。在混凝土澆筑階段，需要人工分層澆筑振搗密實以保證強度，但受混凝土供應的限制，為保證關鍵工序，應為其優先劃撥資源。

預制梁構件施工后需要進行過程質檢，因此，質檢效率也是制約項目進度的主要因素之一。

3.2.4 周計劃控制

生產負責人應每周召開工作會議，除了明確下一階段的生產任務，還要討論延遲原因和改善措施。在預制梁場應用LPS的過程中，應重點關注內部因素，如質量問題產生原因和處理措施、返工影響等，以有效改善進度管理的實施條件[16]。

4 結語

本文針對預制梁場進度管理特點與現狀，分析了引入LPS進行優化的適用性，構建了基于LPS的預制梁場進度管理體系，為預制梁場進度管理提供了新的思路。今后，可結合其他輔助技術，如BIM等信息技術，進一步研究LPS的跟蹤和檢測機制，以實時反饋計劃偏差。此外，可將LPS與其他預制梁場管理系統進行聯動，實現精細化管理。