基于活性系统施工质量信息协同控制研究

彭晓　张柯杰

摘要： 本文在质量信息收集全面的基础上，引入活性系统，考虑组织环境与质量信息收集之间、同级信息收集与不同级信息收集之间的关系，基于项目递归分解角度，从单位工程、分部工程、分项工程、工序这一视角构建全面、系统的施工质量信息协同管理模型，实现施工质量管理的实时化与信息化。

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.

關键词： 活性系统；信息协同；数据仓库；精益建造

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

中图分类号：F253.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）23-0071-03

0 引言

随着项目建设规模的不断扩大、项目复杂程度的提高，工程建设中与信息不对称相关的问题时常出现，其中2/3的问题都与信息沟通有关，而导致项目成本超支、工期拖延的问题中也有30%是由信息沟通问题引起的[1]，因此施工质量信息协同管理在施工过程中的重要性不言而喻。

近年来，BIM技术提出与发展为施工阶段质量信息交互提供了平台。Min-Koo Kim[2]等人指出随着信息技术的发展，BIM技术对于一个自动及智能的质量信息控制体系来说必不可少。Sulankivi K，Makela[3]等人利用4DBIM模型进行施工过程中的信息沟通交流；Jun-Xiong Chang[4]将2D条形码与BIM技术结合，提出基于BIM的质量检查系统（BIMQI），此系统不但可以实时有效收集质量缺陷数据信息，还可以很好地管理返工工作状况。LiJuan Chen， Hanbin Luo[5]等人将4D BIM在施工现场的优势与产品、组织、过程模型（POP）结合起来，通过信息收集、处理、应用证实4DBIM技术在质量信息管理中的可行性。

上述研究表明BIM技术在一定程度上弥补了施工质量信息管理的不足，提高施工现场质量管理水平。然而仅仅依靠BIM技术进行施工现场质量信息协同管理是不完善的，更需要一个变革式的组织系统，即活性系统。如祖超，苏振民[6]等人构建了基于活性系统的技术中心组织运行模式；高军[7]等人讨论如何运用VSM 进行组织设计；Tobias Steinhaeusser[8]等人认为控制论识精益建造思想的理论基础；Gandolfo Dominici[9]等人根据从活性系统视角解读日本精益生产系统。

以上的文献或只关注了施工质量管理某一方面信息，没有集成施工质量管理全面信息，提出施工质量信息协同管理模型；或仅仅从活性系统理论基础及构建方式等角度来进行研究，没有从递归分解的角度出发，考虑组织环境与施工质量信息之间的关系、组织内部同层级质量信息与不同层级质量信息之间的平衡等。本文引入活性系统，全面收集施工质量信息，在项目递归分解的基础上，从信息协同角度构建基于活性系统的施工质量信息协同管理模型，以信息协同推动流程协同，全面实现施工质量信息管理的可视化与信息化。

1 活性系统的内涵

生存系统模型（Viable Systems Model，VSM）是斯塔福德·比尔利用相关的控制论理念，结合生物学的研究理论，提出的组织运行的新模式，它是一个体现任何生存系统必然会具有的重要特征的模型[8]。

如图1，整个活性系统中包含两个系统，即操作系统和管理系统，其中操作系统主要进行组织的实际工作，也就是系统1，每一个活性系统中包含众多系统1，而管理系统则由系统2、系统3、系统4、系统5构成，分别承担不同责任。

2 构建基于活性系统的施工质量信息协同管理模型

2.1 总体结构体系

构建基于活性系统的分部工程施工质量信息协同管理模型如图2，该模型被分成三个模块，即信息采集模块、信息处理模块、信息协同应用模块。

系统3在系统5与系统4的指导下，针对对应的分部工程，进行施工质量信息收集。质量信息收集分为两类，第一类为新建工程施工质量信息，其中包括项目环境信息、建筑实体信息、本体知识信息；第二类为已建工程质量缺陷及修正信息。施工质量信息收集完整，形成施工质量信息数据仓库，通过信息处理，形成施工质量信息模板。

形成的施工质量信息模板通过BIM平台传递至项目各参与方，即系统1，针对不同的组织环境，明确其各自任务、地点、时间以及相关内容等。在系统1中，项目各参与方不仅存在纵向与系统3之间的联系，还在各自之间存在横向关系，通过系统2，调整其建设资源，起到沟通协同的作用，更好的为系统3所分配的任务服务。

在模型中，系统3*起监控作用，在系统1完成施工任务的过程中，如出现施工质量缺陷，系统3*将缺陷信息汇总分类后传递至系统3中。系统3根据系统4与系统5的指令，将修正信息传递至操作系统系统1，并进行数据仓库更新，如此反复。

系统4在系统5分部工程质量目标的指导下，确立分部工程质量计划、施工计划、BIM模型及数据库等。

2.2 施工质量信息协同应用

系统3在收集处理完施工质量信息后，将主题模板传递至系统1项目各参与方。施工单位操作人员与质量管理人员在查阅主题模板后，分别明确其工作内容。操作人员明确工作任务、时间、地点；操作规范及重点、难点以及操作责任。与此同时，质量管理人员进行质量自检，明确检查任务、时间、地点；检查验收规范及重点检查部位以及检查责任等。操作系统中每位现场人员都明确其各自的任务与责任，在系统2的沟通调解之下，更好地完成相关任务，从操作源头最大程度的降低质量问题的发生。

系统3*担负监督重任，根据系统3形成的主题模板，针对检查项目，形成检查列表。BIM模型中导出的设计模型与系统1操作完成的施工任务相对应，进行一系列的分析，其中包括逻辑分析、数

据分析、偏差分析、一致性分析等。如出现质量问题，则提交至系统3，由系统3得出处理方案。

2.3 构建基于活性系统单位工程施工质量信息管理模型

如图3，为基于活性系统单位工程施工质量信息管理模型，该模型基于项目递归分解角度，从单位工程、分部工程、分项工程、工序这一视角，构建系统、全面的施工质量信息管理模型。在该模型中，单位工程的系统2为分部工程的系统3、系统4、系统5，单位工程系统1为分部工程的所有系统1，单位工程的组织环境为分部工程所有组织环境；同理分部工程的系统2为分项工程的系统3、系统4、系统5，分部工程系统1为分项工程的所有系统1，分部工程的组织环境为分项工程所有组织环境。

3 总结

本文通过引入活性系统，从新建工程质量信息与已建项目质量信息两大方面收集质量信息，其中新建项目质量信息包括由BIM技术获得的建筑實体信息，由本体工程获得的建筑本体信息、由物联网技术获得的建筑环境信息等。在全面收集施工质量信息的基础上，通过数据仓库进行数据处理，形成质量主题模板。通过构建的基于活性系统的施工质量协同管理模型中系统3的分配，与系统2的协调，操作系统，即系统1执行施工任务，并且在系统3*的监控下，一旦出现质量问题，则被提交至系统3，由项目参与方三类管理人员进行处理，得出统一的解决方案，与此同时，进行质量信息收集的更新。

本文基于项目递归分解角度，从单位工程、分部工程、分项工程、工序这一视角构建全面、系统的施工质量信息协同管理模型。

参考文献：

[1]佘建俊，李梅，陈李靖.IPD模式下工程项目组织沟通管理研究[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，苏振民，侯海泉，董年才.基于VSM 的建筑企业集团技术中心组织运行模式研究[J].工程管理学报，2010，6（24）：695-699.

[7]高军，赵黎明，李学栋.基于VSM的组织设计[J].天津大学学报，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.