精益建造视角下建设安全管理探究
1 引言
近年来,我国建筑安全事故发生率持续上升,2018年1~11月,全国共发生房屋市政工程生产安全事故698起、死亡800人,比去年同期分别上升8.55%和6.24%,建筑业事故总量已连续9年排在工矿商贸事故第一位。由此可见,建筑业安全形势不容乐观,建筑安全事故已成为威胁人民生命和财产安全的一大灾害,在一定程度上影响了我国城市化的进程。因此,建筑安全研究引起了许多学者的高度重视,他们从建筑安全设计方面、安全事故分析方面、施工现场安全方面进行了大量研究,对我国建筑安全事故防范、管控起到重要的参考作用。但是现有研究大都从安全事故分析入手,聚焦于建设项目周期中某一环节的安全,缺乏面向全寿命周期的安全管理研究。项目全寿命周期包括决策设计阶段、实施施工阶段、运行维护阶段,只有当三者同时达到安全状态,建筑才实现真正安全。江苏省住建厅在《江苏建造2025行动纲要》中提出大力推广精益建造,促进行业健康可持续发展。精益建造被视为解决建筑行业生产粗放、效率低下问题的利刃。鉴于此,本文从精益建造视角入手,系统探讨精益安全管理的概念、运行机制,以及实施阶段下的精益安全管理,改善传统安全管理弊端,为后续研究提供参考。
2 精益建造视角下的安全管理
2.1 精益安全概念提出
精益建造由Glenn Ballard在1993年提出,2002年Koskela给出定义:在减少各种资源浪费的同时,努力使投入资源的价值最大化的设计生产系统。对此,国内多位学者进行了研究:有人提出精益建造是在建筑业中应用精益理念及其技术手段,为客户尽可能创造价值的同时减少浪费;有人提出精益安全管理是由多个连续的活动组成,周期化运行、不断改进,呈现螺旋式上升;有人提出一线工人作业安全是根本的精益安全观;还有人探讨了先进信息技术在精益安全管理的应用。据考究,尽管“精益安全管理”一词经常被诸多学者提及,但鲜有学者给其下过明确定义,较具代表性的是顾复等在对可持续供应链的研究中,提出的精益安全管理:“以实现相关者利益、社会与环境效益的最大化为目标,以学习型组织为基础,以现场管理为重点,以先进理念与技术为手段,以针对安全的持续改善为动力,面向全过程、全元素的职业安全与健康体系”。
通过文献综述,本文提出精益建造视角下的安全管理(以下简称“精益安全”)概念为:以最大限度满足“顾客”(项目各参与方和交付后的使用者)在安全上的需要为最终导向,为实现项目各参与方利益、社会与环境效益最大化,建立以学习型组织为基础,以现场管理为重点,以先进理念与技术为手段,以安全的持续改善为动力,以不断减少浪费为追求,面向项目全寿命周期的安全管理体系。并据此概念,构建精益安全概念模型如图1所示。
2.2 精益安全与传统安全的比较
精益安全是对传统建设安全管理的改革升级,并且是从目的、应用周期、管理方式、管理重点、安全培训等方面进行的系统性、整体性变革创新。
在管理目的上,传统安全管理偏重份内的工作,旨在满足领导要求,缺乏积极性、主动性。精益安全管理以顾客的安全为目标,以下层需求、现场需求为拉动,由下而上地管理。
在管理方式上,传统安全管理偏向一次性活动,仪式性强,长期影响小,会议作为主要的管理活动,缺乏实际的感受,同时,基于结果的管理模式旨在事后控制,缺乏预防性,收效欠佳。精益安全管理以现场为管理重心,基于过程管理,主要的管理活动集中于现场,减少整个流程中不增值的环节,强调长期运行和持续改进。
在安全培训上,传统的安全管理重视中高层管理者的培训学习,以提升管理能力为重点。精益安全管理以底层员工为出发点,建立学习型组织,持续提升员工的安全意识和安全能力。
精益安全与传统安全管理的特征比较,如表1所示。
3 全生命周期下的精益安全要点
3.1 精益安全价值链
精益建造是以转化理论、流理论和价值理论(Transformation-Flow-Value)为基础。转化理论认为生产是由投入到产出的转化过程,流理论起源于丰田生产体系,认为生产过程包括物和信息的流动,应提高转换效率,价值理论指出生产过程是为用户增加价值的过程,其中心目标是以顾客为中心,实现价值最大化。安全经济学中以最低的安全寿命周期投资,实现必要的安全功能来定义安全价值。有研究者提出安全价值体现在满足主体追求各种利益时的安全性需求。安全价值概念具有抽象性,较难定量化表达。高建设项目安全价值一般表现在项目全寿命周期中,极少发生各类安全事故。本文以TFV理论为指导,引入安全价值理念,对建设项目全寿命周期内安全价值变化进行分析,以探索精益安全价值链。
决策阶段中,科学的决策、合理的设计是安全价值产生的第一阶段。实践过程中,该阶段存在多数准备性工作,如编制申请报告、行政审批、勘察测绘等。上述工作不能带来直接安全价值增值,应减少直至消除,但有些工作是建筑业实践中的一部分,作为后续工作开展的前提,需要保留。该阶段真正的浪费在于设计的不完善性导致的设计失误以及后期设计变更,以及设计和施工相分离带来的信息不对称性导致的反复与资源消耗。
实施阶段中,合格建筑材料的采购、安全机械设备的选取、科学的施工工法、完善的施工安全管理措施等,都有助于安全价值的提升。建筑产品的安全价值很大一部分来源于材料、机具价值的转化和施工过程的创造。其中,前者指材料的本质安全,后者指工人通过劳动把材料转化为安全可靠的建筑物带来的价值。在该过程中,不合格材料机具、工期和工作面的浪费、工人作业出现的各种安全事故都不增值,应尽可能避免。
运营阶段中,安全价值来源于运营自身价值和科学运营带来的增值。交付后的运营是建筑业价值生产的一个重要延伸,建筑安全可靠的运行是对顾客安全需求的最大满足。运营自身具有价值,根据前文的描述,建筑每一天的安全运营,都提高了建筑的安全价值。其次,科学运营带来的良好安全管理模式、运行机制,包括设施更新、周期化安检、应急演练等,也提升了建筑总体的安全价值。
3.2 精益安全措施链
精益建造历经多年发展,已产生许多先进技术手段,如:最后计划者系统(LPS)、准时化生产(JIT)、虚拟设计建造(VDC)和并行工程(CE)等。VDC由国外提出,配合集成项目交付(IPD)模式实现对建设项目的虚拟建模与分析,国内目前以BIM技术初步替代,并进行了一些探索。精益建造体系下已形成众多新技术,国外由于推行的早,许多技术已投入实践生产中,反观国内的研究多处于理论探索层面,且尚未结合安全管理。本文通过总结现有技术,结合国内的现状,将各先进技术融入建设项目各阶段,形成精益安全管理措施流。
决策阶段中,合理的决策、安全的设计尤为重要。安全系统理论认为人(Men)的不安全行为、机(Machine)的不安全状态、环境(Mecdium)因素不佳、管理(Management)措施不到位影响事故系统。该阶段应充分考虑人的安全需求、物的安全状态、环境的稳定性和安全管理的措施,站在项目建设全寿命周期的角度、站在企业未来发展经营的角度综合规划设计,精准定位、精益化投资,根据顾客的需求规划设计合理的拟建项目。将BIM技术作为精益安全管理的技术平台,统筹各种信息、发现安全隐患,运用碰撞检测进行预先安全检查。同时,按照国家设计规范和行业规范开展的现行设计缺乏成熟可靠的安全评价模型和体系,故应在施工图完成的同时,邀请各专业专家从安全设计、安全施工、安全运行三方面综合评估设计安全性。考虑防灾基础设施、廊道空间、避难疏散空间的设计合理性。此外,现行的设计主要参考国家规范,其针对的对象较广,难以保证设计的最优化,在安全预评价中应对设计的最优性加以评估、完善。
在实施阶段,重点是采购质量和施工安全。在采购方面,设备的防护不当、机械设备的强度不够、施工环境差是造成建筑安全事故的关键影响因素。传统的采购模式存在价格优先、大批量进货、需求信息不完善的特点,造成物料机械质量参差不齐、供应数量过剩等情况出现,导致浪费。精益建造理论认为,拉动式准时化(JIT)制度有助于保证质量、减少等待、降低成本。这一制度的实现需要双方长久合作,因而应建立合格可靠的供应商体系。运用BIM等信息交互手段,利于供应商对进度计划实时把握,以便能够快速响应,从而提高供应商及时交付高质量材料的能力。在施工方面,顾宁宁提出基于精益建造的绿色施工管理模式,闫文杰等通过集成BIM和RFID技术实时监控施工现场,以降低安全生产事故发生的可能。Glenn Ballard等运用末位计划方法(LP)改善建筑施工过程中计划的效率。其核心思想是将计划做到最底层,即由底层执行者制定最后的实施计划。本文将末位计划(LP)的理念方法引入到安全管理领域,以顾客安全需要为出发点,制定项目总体安全管理目标、计划。在上层安全目标、管理制度措施的指导下,由中层管理者制定前瞻计划,即未来一段时间建设工作的预测性安全计划,再由底层现场管理者、施工队长、工人等依据现场的资源条件、施工能力、过往事故经验、潜在的安全隐患总结提出现场执行计划,并逐层向上反馈,上一层管理者针对下层的反馈修改安全工作计划、防范措施,以进一步降低潜在危险,形成循环改进的系统,如图2所示。
运营阶段中,工作重心在于保持安全可靠的运行。建设相关方应落实安全责任制度,依托物业管理成立安全检查小组,定期巡查、抽查,面向全过程,持续改进。建立周期性安全评价制度,杜绝抓大放小的安全管理弊病,针对出现的问题不断进行分析改进、总结,事故处理完成后录入事故备案数据库,形成PDCA循环,以便再发生类似事件时的应急控制和处理。运用先进技术工具、方法,持续改进和完善现行管理模式。整合云计算技术、物联网技术、大数据技术等构造智能建筑,实现对结构构件、建筑设施的健康监测,对运行过程中出现的异常情况实时预警并记录,确保建筑的安全。构建现代化、系统化的建设安全保障体系,建立安全隐患排查、安全状态监控、应急事故处置相结合的长效机制。
4 精益安全运行机制
综上所述,全寿命周期下各阶段安全价值变化的价值链与精益建造的措施链密切关联,精益安全的运行需以价值链为指导、措施链为手段、以现场管理为抓手、组织管理为补充,实现全寿命周期下的安全管理愿景。
在组织因素方面,随着信息化等技术水平的提高,物理因素、技术因素对安全行为的改善所起到的边际效应越来越小,而监督管理、人员因素等因素对安全行为的边际影响越来越大。组织因素从内部作用于项目建设过程。建立学习型组织,提高各阶段、各组织人员安全意识,潜移默化地影响其安全行为;充实组织安全文化氛围,组织安全文化可显著提升组织安全绩效,改善建筑安全管理现状的关键在于加强组织安全文化,而安全氛围是安全文化的快照,反映人对安全的态度,加强组织安全氛围建设、提高组织成员的安全素质。
在现场管理方面,现场是建设事故高发地,良好的现场管理有助于提高安全水平,整合各种资源,减少浪费。精益建造发展到今天,以制造业的5S现场管理理论为基础,形成了以安全、整顿、素养、清洁、清扫、整理为核心的6S施工现场管理体系,构成人、机、料、法、环相统一的系统格局,改善施工作业现场条件,为工人创造一个舒适的作业环境以降低安全隐患。现场因素从外部影响着项目建设过程。本文认为,精益安全管理下的现场不仅是施工现场,也是广义的现场,即建设项目本身。全寿命周期各阶段围绕现场展开,决策阶段是现场的来源,通过现场踏勘、研读勘测报告,科学合理规划设计,形成对未来各阶段安全的指导;实施阶段是现场的展开,通过合格材料供给、安全文明施工,保障实施安全,落实施工质量,实现交付后的长期安全;运营阶段是现场的延续,通过不断融入先进安全管理方法和安全运行技术措施,实现平稳安全可靠的长期运行。加强各阶段下的现场安全管理,将危险源识别、6S管理、目视管理等管理方法运用到项目建设各阶段,实现全寿命周期、全元素的安全管理。
综上,在项目建设全寿命周期中以顾客的安全需要为核心,形成技术、组织、现场三位一体的管理格局,持续改善整个流程。据此,构建精益安全管理运行机制,如图3所示。
5 结语
精益安全管理是一个系统工程。通过对建设安全领域中事故频发现状和现有研究总结,引入精益建造的理念,构建了该视角下精益安全管理框架模型,通过对比分析其在目的、管理方式、管理重点等方面优于传统安全管理。基于全寿命周期理论,全面探讨了各阶段安全价值变化,形成建设安全管理价值链。在此基础上,结合精益建造技术提出了安全预评价、末位精益安全管理模式、事故备案数据库等建议,建立措施链,构成精益安全管理要点。从而形成以技术、组织、现场三位一体的精益安全管理运行机制。
本文仅初步探讨了全寿命周期下建设安全运行模式、管理措施,可为进一步研究精益安全评估体系、精益安全管理体系、实施工具以及各阶段的具体运作打下基础。下一步可根据精益安全运行机制,构建全生命周期视角下的精益安全评价指标体系,实现建设项目安全管理可持续发展。
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