工作分解結構（WBS）原理在房建工程信息編碼系統中的應用

鐘秀琦

上海建工集團股份有限公司 上海 200032

工作分解結構（work breakdown structure，WBS）是以可交付成果為導向對項目要素進行的分組，是工程項目管理實踐的重要內容之一，它貫穿于房建工程項目實施的全過程，是進行成本、進度、質量計劃的重要基礎。近幾年，我國房建工程數字化管理不斷推進，對房建工程信息管理的有效性和高效性也提出了更高的要求，這就要求對房建工程信息進行編碼，確保唯一性并方便提取使用。從既往經驗來看，借鑒WBS原理建立房建工程信息編碼系統是完全可行的[1-2]。

1 建立房建工程信息編碼系統的目的

1.1 實現工程項目管理數據的規范化、統一化

房建工程在實施的過程中，經常出現諸如項目設計內容出現矛盾或遺漏、不同條線的匯報數據不同步且無法相互印證等問題。這些現象形成的一個重要原因就是不同部門對工作的目標對象沒有使用統一的描述語言。如果用工具化的結構分解方式對房建工程可交付成果進行一致的描述，如預算和計劃部門對預算項目、計劃條目應用統一的信息編碼，可有效避免矛盾和不便的發生。

1.2 提升項目管理的信息化、數字化水平

隨著信息化時代的到來，房建工程領域涉及越來越多的數字技術、信息技術，各類專業建模、計算軟件在管理中的應用也越來越多。但各自之間常常缺少簡便的信息交換的方法，特別是對工程項目對象沒有一個統一的命名，使各種軟件產生的模型文件之間較難進行信息的交流。而運用WBS原理對房建工程信息編碼系統進行設計，從而形成多層次框架結構、統一的規則代碼，可有效用于項目信息的標記、存儲、識別、交換過程。尤其是WBS編碼的唯一性特征非常適合作為數據庫的關鍵字使用，能與計算機技術緊密結合。

1.3 結合BIM技術提升項目管理效率

房建工程的模型信息量非常龐大，只有為每個信息定義唯一的編碼，才有可能有效快速地使用這些數據。通過借鑒WBS原理建立的房建工程信息編碼系統，在模型和預算建立時使用統一的編碼規則，可以解決因統計對象、范圍不一致造成的模型統計量與成本部門統計量不匹配的問題，為建筑信息模型技術在項目成本管理中的落地應用創造條件。例如，在預算文件中柱A單價為1 000元，在設計模型中柱A材料為C30混凝土，若它們有相同的編碼，則只需在預算文件中識別唯一的編碼即知道其單價。

2 符合房建工程項目特點的信息編碼系統設計

2.1 編碼系統組成

根據房建工程的信息構成及其管理的特點，信息編碼系統可以分為5個層級，各層級依次由“項目屬性特征段（時間序號代碼、國家/地區代碼、項目名稱代碼）”“進度、質量特征段（項目的施工專業、分區、樓層及施工流水段、檢驗批等代碼）”“成本特征段（工程量清單的項目編碼）”“工料機特征段（預算書的人工、材料、機械名稱）/工藝流程特征段”“備用特征段”等代碼組成。

2.2 編碼系統結構形式

房建工程信息編碼系統的結構形式如表1所示。

表1 房建工程信息編碼系統的結構形式

2.3 編碼特點

所有元素的編碼均采用模塊化結構，各模塊由特征代碼組成，如表1中的[01]～[16]特征代碼。按項目在成本、進度、質量等方面的要求，設定多組特征段串聯形成代碼，保證能分組形成相同層級結構樹，滿足以后應用的動態變換要求。按照管理重點，編碼設計可以優先滿足某項需求，如先滿足合同成本核算的應用需求，再依次滿足在進度、質量、模型等方面的應用需求。在選擇編制信息編碼的基礎模板時，應采用現行國家計量規范規定中的工程量清單編碼和預算書的人工、材料、機械編號作為編碼基礎，然后向上和向下增加進度、質量等屬性特征，擴充編碼層級。其優點是：

1）房建工程的實施以經濟合同為依據，而它的一個重要組成部分就是工程量清單，一個完整的項目預算必然包括項目構成的全部內容。因此直接以預算中的工程量清單編碼為基礎，可以有效地保證信息內容的完整性，做到對項目范圍的定義不遺漏。

2）現行國家計量規范規定中的工程量清單編碼本身就是一個WBS的構架體系，且有現行國家計量規范作保證。從工程量清單中分部分項工程量清單組成看，其包含了擬建工程的全部分部分項工程清單。同時還有措施項目清單、其他項目清單作為補充，可滿足編碼的基本需求。

3）對于項目管理人員來說，編碼應該易于理解和便于使用。故用工程量清單編碼作為基礎的代碼，一般管理人員都能進行識別。同時以國家計量規范規定中的工程量清單編碼為基礎，可不必再重新編訂大量新的編碼，減少了管理人員的實際工作難度，還能與目前國內建筑行業廣泛采用定額的工作方式緊密結合。

需要注意的是，表1中的四級特征段有工料機特征段（路徑1）和工藝流程特征段（路徑2），在層級上同時隸屬于三級的成本特征段，也就是說形成了2組不同的分支（圖1），但描述的是同一個元素。路徑1從成本定額角度考慮工、料、機的組成進行分組，路徑2從進度計劃角度考慮施工工序的排定進行分組。這樣就形成了由一至三級的一致主干，又和四至五級不同的支干。處于主干末端的成本特征段遂成為關鍵節點，在該層級上保證了2個路徑編碼識別的統一性。不同支干通過編碼在數據庫中賦值的路徑代碼進行識別。另外，需要注意“管理部門編制的人材機專項代碼”系為便于相關管理部門識別設置，由各相關管理部門編制。該代碼是與[13]和[14]表述的“人工材料機械代碼”一一對應的，可省略。但在數據庫中應有對照表，以便于房建公司各相關管理部門使用。

2.4 信息編碼系統基本形態結構

信息編碼系統基本形態結構如圖2所示。

2.5 信息編碼系統結構特點

在編制中，采用先完成信息編碼系統的底層元素代碼后再生成層級結構的流程方式，這樣做的好處是符合建筑行業的一般工作流程。流程允許在編制預算、創建模型、制定進度的過程中，按統一規則（表1）對可交付成果按所需的屬性特征逐一進行編碼，再按屬性特征逐級按類分組，最后形成具有相同層級的樹形結構（見圖2）。可在過程中根據需要實時地增加特征段，同時增加結構層級。

圖1 四級特征段衍變2組不同的分支

在傳統模式下，WBS的上下層級關系固定不變，這樣的固定安排并不適合龐雜的房建工程項目。本文設計的編碼規則，生成的元素代碼均由相同的屬性特征段組成，因此使信息編碼系統在不影響各元素代碼的前提下，可通過計算機軟件對各特征段進行先后次序的重新排定，進而調換或增減上下層級關系，獲得新的信息編碼系統結構。

這樣的編碼設計是靈活的，如我們可以將表1中的“成本特征段”提升到層級二，而將進度、質量特征段降到層級三，生成新的層級結構。我們也可以將[04]施工專業、[05]施工分區、[06]樓層及施工流水段等屬性代碼單獨分解出來作為一個新的層級，生成新的WBS樹形結構。借助現代計算機技術大幅提升的數據處理能力，這種變形是可以實時進行的，從而快速地滿足不同使用單位的需求。

2.6 “空”代碼的存在

由于編碼采用相同層級的特征段組合而成，故某些元素會沒有相對應的特征段屬性，此時就必須在此位置設置“空”代碼，以滿足編碼規則。在字符選取上，以和同一特征段代碼相同位數的“_”表示。在這里沒有采用“0”來表示，主要是強調其為“空”的屬性，同時盡量避免和以“0”開頭的特征段代碼產生混淆。

圖2 信息編碼系統基本形態結構

2.7 簡化碼的使用

在實際使用過程中，為了便利或在專業軟件對字段長度有限制等情況下，可使用部分特征段代碼，或對特征段的代碼按規則進行縮寫和替換，形成簡化碼。如在同一個項目中使用的代碼，可在實際的使用過程中省略“項目屬性特征段”，便于使用。又如某款計劃編制軟件，在對應“工料機特征段”的資源名稱匯總項內最多僅能滿足256個字符輸入要求，此時就必須制訂規則對原定位數的代碼段進行縮減，例如用1～2位的英文字符替換更多位數的數字字符形成簡化碼。采用簡化碼后，應在數據庫中為簡化碼與原編碼建立一一對應的代碼對照表。

2.8 路徑碼

由于不同路徑的存在，為對不同的支干編碼進行路徑識別，需在數據庫中對應每個特征段編碼為其賦值所在路徑的識別代碼。

3 數據庫和軟件的應用

數據庫和軟件的應用在數字建造時代不可或缺，“數據庫＋軟件”則是打通人與信息編碼系統數據的關鍵環節，旨在降低人工操作的難度，實現工作的自動化或半自動化。一般WBS應用系統應包括WBS輔助應用軟件和工程信息數據庫2個子系統。工程信息數據庫負責工程數據的保存、匯總、計算等；信息編碼系統輔助應用軟件負責編碼及結構的編制、輸入、輸出等，并實現對工程信息數據庫進行有界面的操作。

3.1 工程信息數據庫

工程信息數據庫不單指WBS信息編碼系統數據庫，還包括與其關聯的工程數據庫。核心目標就是使每條項目數據都直接或間接地對應信息編碼，簡單講就是用信息編碼作為關鍵字的一對多關系數據庫。通過信息編碼作為工程數據的識別碼，對工程數據進行整合，實現模型、進度、預算乃至材料、質量、安全方面數據的統一組織，實現工程信息數據的使用、維護、共享等。

3.2 輔助應用軟件

輔助應用軟件模塊包括：信息編碼、結構的模板設計模塊；編碼字典、編碼結構圖生成模塊；編碼結構計算生成模塊；工程數據輸入、輸出模塊及數據的各類應用模塊（數據協同、數據計算、數據加密）等。其中，工程數據的提取是難點，必須逐一掌握各應用軟件的輸出文件格式和方法，但相較于去實現不同軟件數據之間的相互轉換，這種只將數據提取入數據庫的操作還是相對簡單的。

4 結語

隨著工業4.0概念的提出，BIM技術、5D技術、數字雙胞胎、機器人等新概念慢慢深入建筑行業的方方面面，房建工程施工中的數字化、信息化、自動化發展趨勢也越發顯現。

本文旨在討論WBS編碼在房建工程中的數字化應用，總結出適應發展趨勢的編碼規則，一套可整合預算、進度、模型等數據的數據庫系統的體系以及相關的應用方法，從而為現代工程建設服務。