基于活性系統施工質量信息協同控制研究

彭曉　張柯杰

摘要： 本文在質量信息收集全面的基礎上，引入活性系統，考慮組織環境與質量信息收集之間、同級信息收集與不同級信息收集之間的關系，基于項目遞歸分解角度，從單位工程、分部工程、分項工程、工序這一視角構建全面、系統的施工質量信息協同管理模型，實現施工質量管理的實時化與信息化。

Abstract： This paper， on the basis of the comprehensive quality information collection， introduces active system， considers the relationship between the organization as well as organization environment， and considers the balance between same level and different levels inside company. The project will be recursive decomposition in order to manage the construction quality onsite in a comprehensive， complete and systematic way from the aspects of process， the sub project， the division of engineering and unite project.

關鍵詞： 活性系統；信息協同；數據倉庫；精益建造

Key words： active system；information coordination；data warehouse；lean construction

中圖分類號：F253.3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）23-0071-03

0 引言

隨著項目建設規模的不斷擴大、項目復雜程度的提高，工程建設中與信息不對稱相關的問題時常出現，其中2/3的問題都與信息溝通有關，而導致項目成本超支、工期拖延的問題中也有30%是由信息溝通問題引起的[1]，因此施工質量信息協同管理在施工過程中的重要性不言而喻。

近年來，BIM技術提出與發展為施工階段質量信息交互提供了平臺。Min-Koo Kim[2]等人指出隨著信息技術的發展，BIM技術對于一個自動及智能的質量信息控制體系來說必不可少。Sulankivi K，Makela[3]等人利用4DBIM模型進行施工過程中的信息溝通交流；Jun-Xiong Chang[4]將2D條形碼與BIM技術結合，提出基于BIM的質量檢查系統（BIMQI），此系統不但可以實時有效收集質量缺陷數據信息，還可以很好地管理返工工作狀況。LiJuan Chen， Hanbin Luo[5]等人將4D BIM在施工現場的優勢與產品、組織、過程模型（POP）結合起來，通過信息收集、處理、應用證實4DBIM技術在質量信息管理中的可行性。

上述研究表明BIM技術在一定程度上彌補了施工質量信息管理的不足，提高施工現場質量管理水平。然而僅僅依靠BIM技術進行施工現場質量信息協同管理是不完善的，更需要一個變革式的組織系統，即活性系統。如祖超，蘇振民[6]等人構建了基于活性系統的技術中心組織運行模式；高軍[7]等人討論如何運用VSM 進行組織設計；Tobias Steinhaeusser[8]等人認為控制論識精益建造思想的理論基礎；Gandolfo Dominici[9]等人根據從活性系統視角解讀日本精益生產系統。

以上的文獻或只關注了施工質量管理某一方面信息，沒有集成施工質量管理全面信息，提出施工質量信息協同管理模型；或僅僅從活性系統理論基礎及構建方式等角度來進行研究，沒有從遞歸分解的角度出發，考慮組織環境與施工質量信息之間的關系、組織內部同層級質量信息與不同層級質量信息之間的平衡等。本文引入活性系統，全面收集施工質量信息，在項目遞歸分解的基礎上，從信息協同角度構建基于活性系統的施工質量信息協同管理模型，以信息協同推動流程協同，全面實現施工質量信息管理的可視化與信息化。

1 活性系統的內涵

生存系統模型（Viable Systems Model，VSM）是斯塔福德·比爾利用相關的控制論理念，結合生物學的研究理論，提出的組織運行的新模式，它是一個體現任何生存系統必然會具有的重要特征的模型[8]。

如圖1，整個活性系統中包含兩個系統，即操作系統和管理系統，其中操作系統主要進行組織的實際工作，也就是系統1，每一個活性系統中包含眾多系統1，而管理系統則由系統2、系統3、系統4、系統5構成，分別承擔不同責任。

2 構建基于活性系統的施工質量信息協同管理模型

2.1 總體結構體系

構建基于活性系統的分部工程施工質量信息協同管理模型如圖2，該模型被分成三個模塊，即信息采集模塊、信息處理模塊、信息協同應用模塊。

系統3在系統5與系統4的指導下，針對對應的分部工程，進行施工質量信息收集。質量信息收集分為兩類，第一類為新建工程施工質量信息，其中包括項目環境信息、建筑實體信息、本體知識信息；第二類為已建工程質量缺陷及修正信息。施工質量信息收集完整，形成施工質量信息數據倉庫，通過信息處理，形成施工質量信息模板。

形成的施工質量信息模板通過BIM平臺傳遞至項目各參與方，即系統1，針對不同的組織環境，明確其各自任務、地點、時間以及相關內容等。在系統1中，項目各參與方不僅存在縱向與系統3之間的聯系，還在各自之間存在橫向關系，通過系統2，調整其建設資源，起到溝通協同的作用，更好的為系統3所分配的任務服務。

在模型中，系統3*起監控作用，在系統1完成施工任務的過程中，如出現施工質量缺陷，系統3*將缺陷信息匯總分類后傳遞至系統3中。系統3根據系統4與系統5的指令，將修正信息傳遞至操作系統系統1，并進行數據倉庫更新，如此反復。

系統4在系統5分部工程質量目標的指導下，確立分部工程質量計劃、施工計劃、BIM模型及數據庫等。

2.2 施工質量信息協同應用

系統3在收集處理完施工質量信息后，將主題模板傳遞至系統1項目各參與方。施工單位操作人員與質量管理人員在查閱主題模板后，分別明確其工作內容。操作人員明確工作任務、時間、地點；操作規范及重點、難點以及操作責任。與此同時，質量管理人員進行質量自檢，明確檢查任務、時間、地點；檢查驗收規范及重點檢查部位以及檢查責任等。操作系統中每位現場人員都明確其各自的任務與責任，在系統2的溝通調解之下，更好地完成相關任務，從操作源頭最大程度的降低質量問題的發生。

系統3*擔負監督重任，根據系統3形成的主題模板，針對檢查項目，形成檢查列表。BIM模型中導出的設計模型與系統1操作完成的施工任務相對應，進行一系列的分析，其中包括邏輯分析、數

據分析、偏差分析、一致性分析等。如出現質量問題，則提交至系統3，由系統3得出處理方案。

2.3 構建基于活性系統單位工程施工質量信息管理模型

如圖3，為基于活性系統單位工程施工質量信息管理模型，該模型基于項目遞歸分解角度，從單位工程、分部工程、分項工程、工序這一視角，構建系統、全面的施工質量信息管理模型。在該模型中，單位工程的系統2為分部工程的系統3、系統4、系統5，單位工程系統1為分部工程的所有系統1，單位工程的組織環境為分部工程所有組織環境；同理分部工程的系統2為分項工程的系統3、系統4、系統5，分部工程系統1為分項工程的所有系統1，分部工程的組織環境為分項工程所有組織環境。

3 總結

本文通過引入活性系統，從新建工程質量信息與已建項目質量信息兩大方面收集質量信息，其中新建項目質量信息包括由BIM技術獲得的建筑實體信息，由本體工程獲得的建筑本體信息、由物聯網技術獲得的建筑環境信息等。在全面收集施工質量信息的基礎上，通過數據倉庫進行數據處理，形成質量主題模板。通過構建的基于活性系統的施工質量協同管理模型中系統3的分配，與系統2的協調，操作系統，即系統1執行施工任務，并且在系統3*的監控下，一旦出現質量問題，則被提交至系統3，由項目參與方三類管理人員進行處理，得出統一的解決方案，與此同時，進行質量信息收集的更新。

本文基于項目遞歸分解角度，從單位工程、分部工程、分項工程、工序這一視角構建全面、系統的施工質量信息協同管理模型。

參考文獻：

[1]佘建俊，李梅，陳李靖.IPD模式下工程項目組織溝通管理研究[J].煤炭工程，2015，47（2）；142-145.

[2]Kim， Min-Koo ， Cheng， Jack C.P， Sohn， Hoon ， Chang， Chih-Chen.A framework for dimensional and surface quality assessment of precast concrete elements using BIM and 3D laser scanning. Automation in Construction. Jan 2015， Vol. 49， p225， 14 p.

[3]Sulankivi K， Makela T， Kiviniemi M. BIM-based site layout and safety planning[C]//Proc.，Proceedings of the First International Conference on Improving Construction and Use through Integrated Design Solutions. 2009： 125-140.

[4]Jun-Xiong Chang ， Yu-Chih Su， Yu-Cheng， Lin.Development of mobile BIM-assisted defect management system for quality inspection of building projects.HOKKAIDO UNIVERSITY.

[5]LiJuan Chen ， Hanbin Luo. A BIM-based construction quality management model and its applications. Automation in Construction 46 （2014）：64-73.

[6]祖超，蘇振民，侯海泉，董年才.基于VSM 的建筑企業集團技術中心組織運行模式研究[J].工程管理學報，2010，6（24）：695-699.

[7]高軍，趙黎明，李學棟.基于VSM的組織設計[J].天津大學學報，2001，6（34）：749-752.

[8]Tobias Steinhaeusser，Fayos Elezi，Iris D.Tommelein，Udo Lindemann. Management Cybernetics as A Theoretical Basis for Lean Construction Thinking[J]. Lean Construction Journal，2015：1-14.

[9]Gandolfo Dominici，Federica Palumbo. Decoding the Japanese Lean Production System According to a Viable Systems Perspective[J]. Syst Pract Action Res （2013） 26：153-171.