工程进度管理作为项目管理工作的主要内容，是项目效益目标实现的保障，但是随着工程复杂性的增加和对精益的追求，传统进度管理中的管理模式和技术手段都已不能满足新的要求。精益建造作为一种先进的建造体系，以精益思想为指导，使用各种精益管理工具对施工项目管理过程进行重新设计，其准时制、团队合作等方法一定程度上能实现进度管理的精确性和及时性，尤其是最后计划者系统（Last Planner System,LPS）作为精益建造计划与控制最基本的管理工具，通过拉式流程能够为施工进度管理提供新的思路。黄恒振将LPS与BIM集成构建了工程进度管理模型，保证了稳定的工作进度流程和进度与质量成本的综合平衡。覃博引入内嵌LPS流程的KanBIM系统，将工程进度管理工作流程进行了再设计，促进了进度管理的可视化和协同工作。徐莎等引入精益施工管理系统Visilean，其遵循LPS计划控制流程，有效提高了施工生产计划的可靠性以及生产流的稳定性，对工程进度管理的流程改进有一定的指导意义。

上述研究利用LPS技术从进度管理的可视化、稳定性等方面进行了探索，但是忽略了施工过程中由于工作空间冲突、工作面争夺导致的进度问题。在建造过程中，建筑物或构件的空间位置是一个很重要的因素，空间约束作为建造过程中七种约束流中的一种，对进度管理有着重要的意义。相关学者对工作空间的关系进行了研究，Seppänen O等提出了基于位置的管理系统（Location Based Management System,LBMS），并将LBMS方法与BIM技术整合，开发了全过程协同管理系统Vico系统。Alireza R通过案例分析，证实此系统能够明确显示时间与地点的关系以避免位置冲突，便于活动的优化且支持工作资源的连续性流程。因此，本文在施工进度管理中引入Vico系统，来解决进度管理中的空间冲突问题并创造更连续的施工流程。由于Vico系统作为操作系统，侧重于为决策提供位置和生产率信息，提供优化和预测功能，缺乏约束分析和承诺计划的执行过程，实施环境还有待改善，而LPS的拉式流程能够为Vico系统提供稳定的环境，提升Vico的应用效果。故本文将Vico系统置于精益建造LPS体系下，利用LPS来完善Vico运行环境，而Vico也能为施工进度管理过程提供较为完善的操作系统，从而实现施工进度管理过程的流程优化和精益要求。

Vico是基于LBMS与BIM技术开发的生产管理系统，以地理位置为分析单元，建立在协同系统的基础上，将BIM模型与工程量估算、进度计划、成本估算、施工分析和现场生产控制结合在一起，贯穿工程项目全生命周期，LBMS方法是其理论基础。

LBMS使用灵活的位置分解结构（Location Breakdown Structure,LBS），通过分层逻辑将CPM算法与基于位置的技术相结合，跟踪生产控制系统每个位置的实际数量，并根据实际进度来预测生产。

LBMS包括计划与控制两大系统。LBMS计划与控制过程如图1所示。计划系统的基本要素包括LBS、任务定义、基于位置的工程量、逻辑关系和缓冲区等。LBMS计划过程为：项目管理者明确项目目标和项目范围以后，将位置按照空间或功能进行分解，按层次组织，确保更高级别的位置包含所有较低级别的位置，然后计算每个位置上的工程量；再将不同位置上的同类工序进行汇总，进行任务定义，一个任务包含不同位置的工程量，施工班组在一个位置完成工程量后就转移到下一个位置，所有位置完成后，该任务即完成，并且将该工程量与历史生产率数据相结合可计算持续时间；然后根据各个活动之间的优先权关系和逻辑关系，按照LBMS五层逻辑关系将各任务进行链接，保证所有活动链接关系的完整性。在LBMS中利用流线图来直观显示位置与时间的关系，且流线图在进度计划优化过程中可发挥独特优势，管理人员通过增加或降低生产速率来优化流线图中的空白和消除浪费。最后在优化的时间表中插入缓冲来降低风险。

LBMS控制系统利用实际的生产速率来预测未来的问题。根据实际进度的速率，同时考虑到任务的依赖关系以及实际生产力和资源，LBMS计算每个任务的预测进度。预测将首先消耗缓冲区，但如果所有缓冲区都已使用，并且预测将发生冲突，则会生成警报。管理人员分析偏差产生的原因并采取控制措施，防止警报变成生产问题。

Vico系统拥有多平台、模块化的结构，能够使项目参与方在同一个平台上进行项目级的协同工作，各功能模块如表1所示。Vico对施工进度的管理主要通过将基于BIM模型的工程量估算与流线图方法相结合，创建详细准确的时间表，应用于进度管理中的模块主要包括四个部分，即4D管理器、进度计划器、生产控制器和LBS管理器。

4D管理器主要是可视化作用，在Vico中量化的模型元素可以通过内置进度计划应用程序将位置转换成调度任务，然后这些任务被链接和优化，自动生成流程计划，结果通过4D管理器展示出来，并为施工团队输出模拟结果。计划中的任何更改，都可以在4D管理器中进行检查，立即验证计划的准确性。进度计划器使用流线图方法进行进度优化，程序自动获得实现计划速度所需的资源，并让用户就如何实际完成做出选择，它综合资源规划、成本控制和模拟能力并且能够将计划集成到其他通用调度应用程序，用于报告目的。生产控制器通过输入实际进度，使用生产控制图和有警报器的前瞻性流线表进行预测调整，并且生产控制器的信息与项目信息一起反馈到标准数据库中，便于新计划更好的实现。LBS管理器主要作用是将模型进行位置定义，进行位置划分并创建位置最优组合。

Vico系统作为操作系统，能够为决策提供位置和生产率信息，提供优化和预测功能，而LPS利用其拉式流程和多级交互计划与控制方法，使得各级人员在施工过程中了解项目最真实状态，进而利用Vico系统能够确立最佳的实施工序、作业时间和缓冲设置，改善了Vico运行环境，提高每周承诺计划的可靠性和工作流程的稳定性。因此，根据Vico系统在精益建造拉式流程下可实现的各项功能以及应用模块，构建了基于Vico系统的精益施工进度计划与控制框架，如图2所示。

精益建造LPS体系下Vico系统在进度管理中的应用主要包括以下几个方面：

(1）工程量计算、位置结构分解

计划人员将BIM导入Vico系统中，Vico自动计算出工程量，LBS管理器按照计划者要求将模型进行位置结构分解，并生成基于位置的工程量。

(2）进度风险分析与模拟

中层与基层管理人员共同协商在Vico系统中为每项任务输入风险类别和风险等级，使用概率分布来为生产率、资源获得、天气状况等不确定性因素建模，并进行蒙特卡罗模拟来观察风险水平和预期成本，以此来确定缓冲区的最佳大小，来防止进度偏差。

(3）约束分析与管理

最后计划者可根据现场实施情况在Vico系统中对每项任务进行分析添加约束，利用Vico系统的资源冲突检测功能，可以实现对资源的高效配置。可以通过查看劳动力资源图表，以及相关的需求直方图，判断工作约束是否已消除。

(4）进度优化

系统中进度计划由流线图表示，流线图从最基本的资源组合开始，为了消除流线之间的交叉、空白等，可以通过改变资源来实现。调度程序通过询问用户来选择合适的变量更改任务持续时间，以实现进度计划最优化。

(5）可视化进度计划和反馈状态

Vico中使用生产控制图每天或每周按位置更新任务完成情况，控制图中的结果会自动输入4D管理器和进度计划器中，以显示实际和预测的任务状态，各方可通过BIM模型和流线计划的同步可视化展示，就完成情况进行讨论。流线图中通过避免流线交叉来防止同一地点工作人员的位置冲突，控制图是由任务和位置组成的矩阵表，使用不同颜色从单一视图中显示进度，现场执行人员通过查看控制图可以清晰了解项目的总体完成状态以及接下来的工作，生产控制图如图3所示。

(6）进度预测警报

当实际生产情况输入流线计划中时，带有警报器的前瞻性时间表可发挥作用。系统会预测持续时间，当预测现场可能发生冲突或工作延迟时，流线图中会显示警报点，管理人员可及时发现问题。同时计算计划完成百分比PPC的值，将流线图预测与PPC进行对比，可更加准确的判断偏差，流线图预测与报警如图4所示，流线图是以时间为横轴，位置为纵轴的图形表示方法，用实线表示计划进度，虚线表示实际进度，直观显示了开始日期、生产速率的偏差。

LPS为Vico系统运行提供了结构与框架支持，但将Vico切实运用到进度管理中去，还需将其展开成明确、详细的流程。基于Vico系统的精益进度计划与控制工作遵循LPS体系，并强化了对日常控制的管理，Vico系统在LPS流程下运行过程如图5所示。

传统计划编制中，进度计划编制人员根据BIM模型中设计信息在进度计划编制软件（如MS Project）中编制计划，再导入BIM中进行模拟验证。Vico系统中，计划人员只需将BIM导入Vico中，Vico自动计算出工程量，并按照数据库中的历史信息或平均生产率构建出主控计划，确定里程碑事件。

阶段计划旨在让项目团队制定未来一段时间内可行的进度计划。Vico与其他BIM软件不同之处在于能够将模型任意拆分，LBS管理器按照计划者要求自动将模型进行位置结构分解，并生成基于位置的工程量。接着进行任务定义，任务基于模型产生，并且由工程量和位置驱动，定义生产率，可计算持续时间，最后建立任务间的逻辑关系。系统根据各项任务的工程量以及数据库中的资源定额表，来配置每一项活动的人员、工作地点、材料消耗等信息。

在此阶段中，进行进度优化是重要环节之一。上述计划时间表由流线图表示，系统中流线图从最基本的资源组合开始，为了消除流线之间的交叉、空白等，使斜率一致，可以通过改变资源来实现。调度程序通过询问用户来选择合适的变量更改任务持续时间，以实现进度计划最优化。此外在进度计划器中为每项任务输入风险类别和风险等级，通过蒙特卡罗模拟来观察风险水平和预期成本，以此来确定缓冲区的最佳大小，添加缓冲。同时在进度计划不断更改的过程中，4D播放器中也不断进行模拟以确定计划实施的可行性，阶段计划运行步骤如图6所示。

前瞻计划是进度计划执行前2～6周的前置准备性计划，目的是消除约束，将任务分解到操作层面，明确各项活动的施工顺序、详细资源、责任人等。此阶段，根据生产控制器中返回的实际进度信息，在系统流线图中根据目前已完工程生产率来预测未来的速率，识别出生产率偏差，拉动新的生产率，更新资源消耗和可用性，继续优化计划来解除约束，当施工任务的工作面处于可用状态，所有人员、机械都已准备好，系统的前瞻性流线图中无任何异常时可进行下一阶段的任务，前瞻计划运行步骤如图7所示。

周工作计划是将已解除约束的任务从前瞻计划中导出，形成下周的候选工作包集，然后根据实际情况将工作包细分为若干候选任务，再按位置和专业类别组合成可执行工作包，负责人将任务分配给特定施工队，每个任务的状态会在生产控制器中显示出来，每项任务的时间、位置、工程量等信息都已确定。在周计划会议上，Vico系统会检查记录施工组的任务，并对周计划进行模拟，用于指导现场施工，施工人员对于已明确分配的任务需要作出承诺，周计划运行步骤如图8所示。

日常控制工作是实时监测工人工作进展情况，工人可以在生产控制器中获取最新的任务信息，并实时从现场更新任务状态。将实际进度信息输入系统后能够进行快速可视化分析，进度计划器根据目前生产率来预测未来的工作，并进行准确的偏差分析，判断偏差是否在缓冲之内，若超出缓冲，进度计划器则会产生警报点，同时进行PPC计算，将系统预测与PPC计算结果对比，找出偏差根本原因，管理人员采取控制措施，对周计划进行反馈，对前瞻计划作出调整。进行的每项控制操作都会在系统项目日志中记录和监控，创建施工管理报告，形成统一的数据库，日常控制的运行步骤如图9所示。

首先Vico在精益建造拉式流程和多级交互计划与控制方法下，能够确保任务在实施之前，所有约束都已解除，施工任务可以按计划有效执行。其次，Vico系统使用LBS和流线图技术进行进度计划制定与优化，考虑资源约束的同时，也考虑了空间因素，有效避免因工作空间冲突、工作面争夺等问题引起的进度问题，在充分优化的基础上，系统根据实际生产速率预测未来生产，同时与PPC比较，能够正确识别偏差，提高进度计划的可靠性和有效预测。

各级人员在LPS流程下利用Vico系统的位置链接和可视化功能，可使得进度调整与重组更加简便，现场施工更加有效。在Vico系统中，进度计划基于模型产生，任务由工程量和位置驱动，不需要将任务与模型链接，这样使得进度计划的优化和重组比传统方法简单得多，且能够实现生产过程与模型的同步可视化，流线图清晰表示出工作实际进展与计划的偏差，控制图表清晰显示位置与任务的完成情况，这种可视化管理也加强了各参与方与各级人员之间的沟通，有效指导现场生产，保证进度计划的顺利进行。

Vico系统拥有多平台、模块化的结构以及完全整合的环境，项目各参与方以及各级管理人员都能在同一个平台上协同工作。系统不仅包括上述的时间模块，还有设计模块、成本模块等，每个模块相互链接，能够使进度管理在满足成本资源的要求下达到最优化。用户在系统中插入BIM模型后可执行可构造性分析、数量计算、添加位置系统等，然后导出基于模型的计划、基于模型的估计，以及到现场进行生产控制，为项目提供了一个完整的BIM工作流，实现了进度管理工作的持续流程。

施工进度计划与控制过程的精益化和协同化依赖于高效的组织环境和先进的技术应用。本文引入基于LBMS和BIM技术的操作系统Vico，有效解决了传统进度管理的工作流不统一和空间冲突等问题。且将Vico系统与LPS相结合，利用LPS来完善Vico运行环境，而Vico也能为进度计划与控制过程提供较为完善的操作系统，对于工程进度管理新方法的运用有一定的借鉴意义。