近年来, 建筑业在快速发展的同时暴露出诸多问题, 其中工作效率低下、浪费严重、过程稳定性差等尤为突出。究其原因, 主要是由于传统施工管理过程中存在计划与控制相脱节、计划与控制方法不完善等问题。在现代项目管理思想中, 精益建造作为一种先进的建造体系, 从1992年提出之后就引发许多学者的关注和探讨, 其强调通过提高计划和控制的效率来确保施工项目的成功实施。最后计划者体系 (Last Planner System, LPS) 是实现精益建造计划与控制的强有力方法, 其由最后一线工作者来编制计划, 运用长短计划相结合来控制工作的完成。邓斌等证实了在项目计划和管理控制中LPS的运用可以提升项目的生产效率和稳定性。赵培等证明了LPS在提高计划的可靠性和控制工作流的稳定性等方面有着明显的优势。韩美贵等比较了LPS和关键链项目管理 (Critical Chain Project Management, C C P M) 两种管控方式, 并构建了项目计划管控的CCPM-LPS协同模式, 证实其有助于提高计划的有效性和工作流的稳定性。

上述研究均肯定了LPS在施工管理中所发挥的作用, 但是在实际的项目计划和控制进程中, LPS侧重于控制过程的持续改进和提高承诺的可靠性, 缺少相应的方法对计划进行优化和预测。Kenley, R提出基于位置的管理系统 (Location-Based Management System, LBMS) 可以利用大量的位置和生产率信息对施工进行控制, 并且可以基于历史数据趋势对计划的执行进行预测及优化, 对可能发生的问题提前发出预警。因此, 本文引入LBMS来完善精益建造中的施工生产计划与控制方法, 旨在提高计划的可靠性和稳定性, 为精益建造的实施提供更完善的理论基础。

LPS整合计划和控制技术, 不仅包含制定计划, 而且也会根据项目的实际进展情况以“研讨会”的形式不断调整计划, 从而更好的把握对项目的控制, 使得施工管理过程中的计划与控制很好地融合在一起。LPS计划体系包括主控计划、阶段计划、前瞻计划和周工作计划, 不同层级和职能的人员按照施工过程的不同阶段依次编制计划并监督计划的实施。通过PPC分析及时掌握工作实施情况并对未完成工作进行根本原因分析, 从而采取合理的纠偏措施。LPS工作流程图如图1所示。

LPS通过对计划进行多级联式分解, 重点强调底层计划的制定和实施的操作性。在主控计划阶段, 通过创建里程碑事件明确需要做什么;阶段计划采用“拉”式计划明确应该做什么;前瞻计划定义什么可以做;最后对计划做出承诺来执行任务。同时, LPS提供一个信息共享的环境, 便于不同参与者进行合作讨论和相互学习, 并且赋予一线工作者权利, 使实际作业人员根据现场资源、环境条件, 对工程项目做出最合理的工作计划。

LBMS借助位置分解结构进行定义, 模拟施工班组在不同位置上的流动, 并且强调施工的连续性。LBMS依托于精益建造, 经过不断发展形成一种建设工程进度计划编制和计划控制的思想和技术方法, 具有数据分析处理全面、注重资源优化、及时预测偏差等优点。

LBMS包含计划和控制两大系统。计划系统包括位置分解结构、任务定义、基于位置的工程量计算和逻辑关系搭接四个步骤。其计划的编制过程是:首先根据位置分解结构对项目进行初步分解, 将分解结果汇总在一起;接着进行任务定义, 将不同位置上的同类型工作内容汇总在一起, 其中一个任务中的不同工作内容所需的资源类型是一样的, 但是工程量、施工班组、生产率等因位置的不同而存在差异;然后计算每个位置上的工程量, 并且将该工程量与历史生产率数据相结合编制进度计划;最后, 在基于位置的工程量的基础上, 将工程量划归到某项任务之后就可以进行搭建不同任务之间的逻辑关系。

在LBMS的控制系统中, 计划有四种类型:基准计划、当前计划、实际计划和预测计划, 如表1所示的含义, 它们相互之间是不断迭代深化的关系。基准计划为当前计划设置约束, 当前计划是对基准计划的细化。预测是结合了当前和实际阶段的信息, 及时反映偏差, 给出问题的早起预警, 进而指导进度控制活动。

LBMS的进度控制是对比分析实际进度和计划进度之间的偏差, 并分析这种偏差可能产生的影响。在预测计划中, 假设未来的施工会以与当前相同的生产率、计划的资源以及逻辑关系连续地进行。如果前一项工作的预测会影响后续工作的开展, 就会产生一个警报。LBMS尝试通过集中生产控制资源来阻止大量的延迟, 通过纠正前一项任务的生产速率或者减慢后一项任务的生产速率来阻止这些警报的发生。在许多情况下, 警报可以在问题出现的前两周给出, 有足够的时间用于计划和实施纠偏行为。

LPS和LBMS是两种施工生产计划与控制方法, 虽然两者的侧重点不一样, 却优势互补, 相辅相成。LPS的“拉”式计划通过长短期计划相结合支持整个项目的计划制定, 专注于控制过程的持续改进、协同规划和提高承诺的可靠性, 但缺少相应的技术方法对计划进行优化和控制。而LBMS主要是一个技术系统, 侧重于通过大量的位置和生产率等数据为决策提供信息以支持计划与控制, 并且具有较强的优化和预测能力, 但缺少约束分析和周计划过程。从这一角度分析, 这两个系统可以相互弥补, 两者相结合可以显著提升施工现场的生产管理效率。

根据上述分析, 将施工管理过程中的计划与控制按照LPS的多级计划 (主控计划、阶段计划、前瞻计划、周工作计划等) 为主线, LPS和LBMS在不同的阶段发挥各自不同的功能, 从而形成整个计划与控制体系的框架 (如图2所示) , 以便更好指导现场施工, 根据实际现场反馈的信息来控制行动, 以提升项目的生产效率和过程稳定性, 实现项目的预期目标。

基于LPS和LBMS的施工生产计划与控制体系在具体运行的时候, 主要以LPS的计划与控制过程为核心, 以LBMS收集数据、处理数据等为辅, 整个运行过程共分为主控计划、阶段计划、前瞻计划、周工作计划和日常施工控制五个阶段, 其具体运行流程如图3所示。

主控计划是对项目的整体把控, 确定里程碑事件。首先LBMS能够通过定义整体位置分解结构为主控计划添加更多的定义 (例如项目分解首先是独立的建筑, 然后是楼层, 再到区域) , 以及评估所需的生产速率。其次通过与之前项目的平均生产率或历史信息比较构建出主控计划, 确定主要里程碑事件。

这一阶段会有两个专题讨论会, 一个是位置分解结构和任务与逻辑的定义, 另一个是任务分配, 在各方之间收集每项任务的数量及生产率数据, 根据信息来改变逻辑以优化工作流。首先, 应定义一个通用的位置分解结构。该目的是实现每一个工作团队在每一个位置上完成类似数量的工作, 能够在移动到下一个位置前在这一位置上完成工作。第一次研讨会的结果是位置分解结构, 任务列表和它们的逻辑关系。下一步是任务分配, 收集剩余的数据来创建一个基于位置的计划, 包括任务数量、劳动消费率 (工时/单位) 和资源需求。此外, 本阶段还会在进度优化研讨会上进行进度的优化, 主要利用LBMS中的流线图这一方法, 可视化地展示未来进度曲线的走势。此时, 各个分包商分析每项任务存在的问题以提高生产率。

在这一阶段, LPS与LBMS是互补的, 两者所关注的是不同的问题。在LPS中, 前瞻计划 (准备) 包括约束识别和消除、重新计划、任务分解到操作层面和新操作的协同设计, 强调在生产中必须消除约束, 以继续按照不受干扰的计划进行。在LBMS中会涉及一系列由于不同工种之间的干扰造成的延迟, 强调与产能、生产率相关的问题。其主要控制工具包括过程数据的系统采集, 根据实际生产率预测未来的生产率, 以及对即将发生的干扰进行报警。所有的这些问题都可以通过根本原因分析和协同分析来解决。

所以两者结合之后, 具体的前瞻过程为:首先识别任务和位置, 将任务和位置分解到操作层, 同时确定工作次序及速度;然后, 与操作、任务或位置相关的任何约束都应该在会议上进行识别、分配和消除, 而且利用LBMS中收集和分析的过程数据识别延迟开始的时间、生产率偏差和工作中断, 对这些问题都应该进行根本原因分析以解决问题;最后, 重新制定计划, 发布无约束的位置和任务。

LPS的主要任务是有效的执行承诺、协作和持续改进从而分析计划失败的原因。在周计划水平上集成LBMS是想要更早地发现问题, 如果承诺不匹配或超过LBMS预测, 有可能提前一周知道该问题。LBMS更新预测 (前瞻计划部分) 可以知道生产的地点和数量, 最后计划者使用这些信息为任务添加细节, 确定具体工作量和选择最优的工作顺序, 最终形成周工作计划。

根据前瞻会议和周工作计划会议, 工作人员通过分析计划失败的原因, 然后采取纠偏措施以调整计划, 根据现场最新的任务来执行。如果出现低生产率或约束任务导致延迟等问题, 则任务中止, 并且进行调整计划。LBMS通过给出影响根本原因以及失败的数值和图形信息来提供支持, 并且预测未来的问题。

LPS可以对计划进行多级联式分解, LBMS利用大量的位置数据和历史数据对计划进行有效的预测, 两者的结合使得不同阶段的计划准确性和可靠性得到提升。比如, 在阶段计划中, 一方面利用LPS的会议制度集合各参与方进行讨论, 并且收集相关的任务数据;另一个方面, 将收集到的数据采用LBMS中流线图这一方法进行展示与优化, 最终在阶段计划过程中会制定出更加准确和可靠的计划。同样, 在前瞻计划阶段和周工作阶段中两者的完美结合也有助于完善计划, 进而该体系有利于提高全过程整个计划的准确性和可靠性。

该体系强调全过程控制, 将计划与控制两阶段结合在一起, 在LPS有效的执行承诺的基础上, 利用LBMS方法的预测功能, 能在计划执行前通过对数据的整理和分析, 能够有效地预测未来计划的执行情况, 尽早地发现可能发生的问题, 从而管理人员可以提前对可能出现偏差的工作准备好相应的措施, 防止计划的执行出现失控的状态。因此, LPS与LBMS的有效结合可以实现施工计划的科学预控, 减少施工过程中不可控问题的发生。

首先, 最后计划者通过自己制定计划、实施计划, 如若发生偏差之后进行的根本原因分析, 其对某一工序的具体实施计划、过程及未完成原因都很清楚, 因此可以掌握整个施工现场情况。因此, 对于管理决策者提出的指令或任务均能很好的理解和完成。其次, LPS的社会过程和LBMS的技术过程的有效结合使得计划与控制体系更加完善, 管理人员能够有效的指导现场工人的施工, 而且对现场未来的执行情况也有清楚的了解, 对可能出现的情况也会制定有效的应对措施。

精益建造强调对项目的计划与控制两个过程的有效整合, 而LPS和LBMS两种方法在计划与控制方面所表现的侧重点不同, 两者相辅相成, 有着高度的互补性。本文在此基础上构建了基于LPS与LBMS的施工生产计划与控制体系, 并分析了其框架、运行流程以及优势, 以提高计划的准确性和可靠性, 实现对计划的科学预控, 有效指导现场施工, 进而提高工作效率, 减少浪费。但是本研究只是从理论层面上论证了两种方法结合的过程, 对于该体系的运作流程所需要的组织基础和系统支撑还未涉及, 下一步将继续从组织和管理工具方面进行研究。