随着建筑业的发展,项目规模越来越大,大型复杂项目管理的要求越来越高。随着知识管理研究工作的不断成熟,很多学者将其引入项目管理工作中,提高了项目管理水平。如王众托从项目阶段流程的角度分析了其知识的特点及需求,并对项目显性和隐性知识的重要性做了阐述。J.M.Kamara着重强调了项目知识管理的重要程度,尤其是建筑工程项目。贾立伟研究得出,从项目建设流程的角度进行项目知识的收集、整理、存储等一系列活动,能有效提高项目管理效率。

鉴于此,本文在前人研究的基础上,进一步探讨知识管理在项目管理中的应用。结合EPC项目特性,分析EPC项目设计、采购、施工各个阶段的知识特点,同时结合新型信息技术BIM,收集、整理各阶段的知识,建立各阶段的知识管理模型,实现EPC项目知识的有效管理,进一步提升整体项目管理水平。

知识是指人们在实践过程中不断总结与归纳的经验,是人们在面临决策时,用来辅助决策的信息。知识管理(Knowledge management,简称KM)就是从大量繁杂的信息中挖掘出有价值的信息,为己所用,提升工作效率。

目前,国内外学者对知识管理尚未形成统一的定义。巴斯指出KM就是对组织产生的知识进行识别、存储、交流和创新等一系列活动的过程,最终提高组织工作绩效。Davenport对个人和组织中不易被发现或重视的知识资源进行分析,认为KM就是充分挖掘这些难以发现的知识。Allee认为KM的功能是帮助人们对繁杂的知识进行有序获取、整理,从而更方便地交流共享,实现知识转移。美国生产力与质量中心认为:KM是根据知识需求将正确的知识及时准确地传达给需要的人,通过人们不同的行为付诸实践,最终实现知识共享。Andersen指出知识共享的组织文化能够使得人与知识结合作用的效果达到乘数级。

本文在前人的观点上提出:知识管理是组织利用知识共享平台,及时获取、整理项目过程中的知识,并用于指导项目实施过程,最终目的是实现项目知识交流、共享与创新。

目前,BIM技术和知识管理两者的结合成为学者们关注的重点,很多学者对项目某一阶段下的KM进行了研究。熊国瑞利用BIM集成项目信息,并将其与虚拟实施过程中产生的经验知识相关联构成项目知识库,以此来帮助项目决策。设计阶段,Wang和Leite设计了一个可用于捕获在设计协调会议期间生成的知识系统。在这个系统中,具有专门定制的标签工具来完成知识的记录。Kivits和Furneaux指出,BIM有潜力在设计和施工阶段启用协作式知识管理,这将有利于项目的资产管理,实现项目的可持续发展。施工阶段,Park等人将BIM、AR和本体技术相结合,设计出了基于AR的检查系统,帮助收集、检索缺陷信息和知识,以实现主动式的现场缺陷管理。运营阶段,Charlesraj指出,存储在BIM模型中的竣工信息对设施管理很有价值,并提出将BIM与设施管理本体联系起来,在设施管理阶段协助知识管理。

BIM是贯穿项目始终的信息资源库,可以在项目生命周期的任何时间轻松存储、管理、检索和使用信息。BIM具有六大基本特征,即面向对象、参数化表达、信息高度集成、信息一致性、信息关联性和支持开放性标准。BIM的特征决定了其性能与KM具有较好的契合性。BIM的参数化模型可以将项目知识可视化,便于知识的管理;BIM对信息进行集成与关联,在知识与模型之间建立链接,有效地将项目知识进行存储与整理;此外,BIM支持开放性标准,使得项目知识可以以标准格式导出,便于项目各参与方之间的交流。

EPC项目通常规模大、周期长、施工复杂,在项目实施的过程中会产生大量的显性、隐性知识,有效地对EPC项目产生的知识进行管理,充分利用这些知识能够大幅度提高项目的建设效率。

因而,本文将基于BIM的知识管理与EPC项目相结合,基于总承包商的角度,致力于利用BIM知识模型来跟踪和管理EPC项目实施过程中产生的经验知识。BIM是知识存储的基本工具,能够存储项目的大部分信息,同时关联不能存储的其它知识(如经验)等隐性资源,共同构成了项目整体知识。项目人员可以随时追踪和获取EPC项目有关问题的最新信息,并在视觉环境中同步提供给每个参与者。BIM知识模型存储数字化格式的知识,便于更容易地理解知识。通过BIM知识模型,项目人员可以了解以往EPC项目的情景,利用从未来建设中获得的知识,并从自身的专业角度来理解和利用知识。基于BIM的知识模型将BIM模型的对象与经验知识之间的关系以关联的关系表示出来,集成了经验知识与模型的对象,从而更直观地识别、追踪和管理项目知识,并将其运用于EPC项目的具体实践。

KM贯穿于EPC项目设计、采购、施工的全过程。设计为采购提供材料的详细信息,采购为施工提供材料、设备,设计为施工提供BIM三维模型及施工图,同时施工又是设计图纸实体化的过程,由此可见,知识在EPC实施过程中是递进且不断循环流动的。本文从EPC项目设计、采购、施工各阶段工作流的角度,以项目知识流循环为过程,建立了项目知识集成管理模式,如图1所示,主要包含EPC项目阶段流程、KM过程即知识流循环过程和知识库三个组成部分。

知识流循环过程是知识价值的体现,知识只有在知识流循环过程中才能发挥其应有的作用。知识流动包括知识获取、处理、共享、创新等一系列过程,这些过程不断循环往复,呈螺旋上升的趋势。EPC项目建设过程中知识的传递,可以看作是项目实施过程中不同应用问题中知识流通和转换的过程。当遇到待解决的项目问题时,首先对问题进行分析,找出需求的知识,对应查找到知识库中的经验知识,将经验知识与当前问题相结合,并进行适当的处理得到新的知识,用于解决问题;对于所形成的新知识,则对应存储到知识库中,从而实现知识流循环。

知识库是知识流循环过程中知识的来源地。EPC项目实施过程会不断地产生显性与隐性知识,将这些知识通过BIM技术直接或通过关联关系存入知识库中,为不同的知识应用问题提供不同需求的知识。知识库中类似项目经验知识的获取与传递过程是经验知识重用、转换为新的建筑产品的过程,经验知识的转换过程依赖于以往项目与新项目之间的关联性,通过彼此之间的关联特性实现经验知识的重用与创新。通过对知识库中知识的整理、筛选与重组,将其用于新项目建设,并将新EPC项目实施过程中产生的知识进行整理,分类存储到知识库中,实现知识库的更新。

EPC项目建设过程中,知识始终依附于BIM平台而流动,进一步完成知识管理的全过程。BIM技术的应用,使得EPC项目设计、采购、施工等各阶段的知识管理形成一个整体,克服了以往由各分包商分散管理模式的弊端。基于BIM的知识管理能够让EPC项目设计、采购、施工三个阶段的知识汇聚于一个平台,从而让各个参与方最快地获取自己需求的知识,使得各参与方更加明确自身的职责,对工作内容更加清晰,最终提高项目综合效益。

不同的设计活动涉及到的设计知识存在差异,但相同领域内的设计活动有类似的设计知识,可以相互借鉴。设计阶段是决定EPC项目成本的关键阶段,产生的知识种类众多,多数是以隐性知识存在的经验、技巧等,如表1所示。知识产生于设计工作流当中,对工作流进行分析有助于对知识的收集与整理。设计阶段的知识内容将围绕BIM模型的建立而产生,随着BIM模型的不断完善,知识不断被补充。设计人员应当及时将相关知识存入BIM平台中或者与BIM模型建立关联关系,以此将知识模型化、可视化,从而实现设计知识的体系化管理。

设计阶段工作目标是各相关人员围绕设计活动,通过相互之间信息和知识的交流与共享来实现设计目标,由此可以看出其知识管理的重心在于建立各专业设计人员、BIM平台、设计任务、采购人员、项目经理等施工人员以及知识库之间的对应关系。因此,本文在知识流的基础上构建了EPC项目设计阶段的知识管理模型,如图2所示。

EPC项目设计阶段所有知识的产生、存储与运用等过程都是以设计活动为中心,通过设计人员、采购人员、项目经理等的参与,实现知识库中知识的提取、运用以及在EPC项目设计活动进行过程中所产生知识的收集、整理与存储。一系列的设计活动是知识管理工作作用的对象,BIM平台是基础媒介,设计人员利用BIM技术进行项目建模,各采购人员、项目经理等施工人员基于BIM平台,针对某一设计活动,从知识库中提取相应的显性知识和隐性知识,并将其提供给设计人员,完善设计人员的设计工作;同时各方可基于BIM平台进行随时交流,从而保证设计的可施工性。BIM环境下,设计人员除了考虑设计自身的艺术、功能、安全等要素外,还需对整体项目成本、建设工期、可施工性,施工方法等目标加以考虑。BIM平台使得采购、施工工作得以无缝衔接甚至提前,采购、施工人员及早参与到设计阶段,将各自的专业知识传递至设计人员,减少设计变更等。此外,在设计活动进行过程中,也必然会产生新的知识,应当及时由对应专业的人员存入知识库中,从而不断更新知识库。

EPC项目采购知识如采购人员自身的采购经验、市场信息等大都融入到项目采购流程之中,随着采购工作的进行不断地流动。

先由设计部门协助采购部门确定需要的材料和设备的采购清单,在采购过程中,采购人员不仅要在专业知识的支撑下做好本职工作,还需根据采购节点及时协调好其他部门的工作需求,保证材料设备及时进场;最终,采购部门就材料进场等事宜与施工部门完成交接等工作。其内容如表2所示。

EPC项目采购阶段的知识管理模型以BIM平台为基础,采购流程为核心,知识创新与增值为目的,最大程度地实现采购知识的有效管理,如图3所示。

其中,BIM平台使得设计、采购、施工各项工作更加合理交叉运行,为设计阶段中后期采购工作的插入,节约了时间、降低了成本。采购人员在设计阶段依据BIM模型能够快速、准确地提取项目所需要的材料、设备的类型和数量,开展材料、设备的供货以及供货周期的确定等工作,制定最佳的物料计划,结合应用BIM与GIS等新兴技术,最终准时、准地的确定理想的供应商。同时,材料供应方能够通过访问BIM模型,从中提取材料设备的三维属性信息,实现精准供货。各方将在采购过程中遇到的问题,解决问题的方法以及经验进行整理,即时上传,并与特定的BIM模型进行关联,保证项目采购知识的有效存储。

BIM技术的引用一方面使得设计与采购工作同步进行,大大缩短了工期;另一方面,在设计阶段即可确定一些大型材料、机械设备的采购,为后续采购和施工工作的顺利开展奠定基础。

在EPC项目的实施过程中,施工阶段是持续时间最长,对整个项目目标实现影响最大的阶段;施工阶段工作内容复杂,涉及到设计方、供应商、监理、施工方、政府等众多参与方,需要投入大量的人力、物力和财力,面临众多需解决的问题,再做不同的决策时需要不同的知识。EPC项目施工阶段最重要的目标因素是进度、成本、质量与安全,施工阶段的知识主要围绕这四个目标产生,包括大量的显性知识,如施工方案、施工进度计划、成本知识、质量与安全控制知识等,以及隐性知识,如项目经理的管理经验、施工人员的技术经验等,如表3所示。

基于BIM的施工知识管理模型以知识库、BIM平台与施工阶段项目四大管控目标为中心,其知识的流动如图4所示。

在施工过程中,项目管理人员利用设计阶段的BIM模型,导出项目施工需要的对应模型,如进度管理模型、成本管理模型等,并从对应模型中提取出现场施工决策需要的项目施工实时信息数据以及模型中关联的以往项目的相关经验,用于指导项目施工,辅助决策。同时,在项目施工过程中会产生一些实时信息与知识,要及时收集、整理这些信息与知识,将其输入或关联到BIM模型中,同步存储到项目知识库中,避免知识的流失。基于BIM的施工知识管理模型充分考虑利用BIM的信息集成与可视化功能,准确提取项目施工过程中需要的知识来解决遇到的问题,实现知识的有效应用;同时,将项目施工过程中产生的知识及时存储到知识库中,更新知识库,使知识得到不断升值。

随着知识经济时代的到来,知识管理与项目管理的关系日益密切,尤其是近几年建筑行业的飞速发展,EPC工程总承包模式成为一种趋势,知识管理与EPC项目的结合逐渐成为学者们关注的热点。

本文将EPC项目阶段流程、知识管理流程和BIM技术三者结合,构建了基于BIM的知识集成管理模式来有效地管理知识。在此基础上,对设计、采购、施工三个主要阶段的知识内容进行详细分析,并建立了基于各阶段流程的知识管理模型,对其中设计、采购、施工三个阶段的知识管理进行分析,由此促进EPC项目知识的有效利用和管理,为实现BIM技术与知识管理的有效结合提供理论指导。