（技术经济及管理专业论文）工程建设的可施工性研究.pdf

摘要 设计与施工过去曾经是由一个技术专家来负责，但随着生产的规模化、专 业化，工程规模越来越大，技术复杂程度越来越高，设计和施工开始由不同的人来 承担。如今，设计与施工已经完全分离，设计人员负责提供图纸和技术文件，指导 施工；施工人员的主要任务是按图施工。设计与施工的分离，使得彼此之间的 交流越来越少，设计中对可施工性方面的考虑也越来越少，常常使得施工图纸 无法施工，轻则导致设计交更、延误工期，重则造成整个方案重新调整，甚至 出现一些因没有考虑总体施工方案而导致施工效率低下或返工的问题。由此， 美国建筑业协会( c x i ) 在1 9 8 6 年开始积极推动可施工性研究，强调有经验的施工 人员尽可能旱地参与到项目中，将施工经验和知识输入到前期过程中，以利于后 期的施工。而本文则是基于我国目前关于可施工性研究理论较少的现状，结合 过程控制理论、价值工程理论和以往学者( 国内和国外) 的一些观点，提出自己 的看法。由于本人主要从事公路工程的管理，文中大部分案例以市政工程为主， 并参考了部分其他文献的房建案例以说明可施性研究的重要性。希望能给我国 从事工程建设行业的相关人员提供一些帮助。 本文主要从以下几个方面展开论述： 1 可施工性发展情况。主要从国内、国外两个方面介绍，重点介绍国外( 美 国、英国) 可施工性产生的原因与发展，并讲述了我国目前可施工性研究方面 的不足。 2 可施工性的应用分析。先分析可施工性影响因素，再分阶段对整个工程 采购的前期和中期进行可施工性研究。重点介绍合同模式和承发包模式对可施 工性研究的影响。 3 我国可施工性应用分析及对策浅析。主要对我国目前可施工性现状进行 简要介绍，并强化了设计与施工相结合的观点。 关键词：可施工性，设计，施工，合同模式 h i s t o r i c a l l y , at e c h n i c a le x p e r tw a sr e s p o n s i b l ef o rt h ed c s i g na n dc o n s t r u c t i o n 。 b u ta st h es c a l eo fp r o d u c t i o na n dp r o f e s s i o n a l ，t h es i z eo fc o n s t r u c t i o np r o j 嘲i s a l s og r o w i n g i n c r e a s i n g l yc o m p l e xt e c h n o l o g y ，d e s i g na n dc o n s t r u c t i o nh a v e s t a r t e db yd i f f e r e n tp e o p l et ob e a r ，t o d a y , t h ed e s i g na n dc o n s t r u c t i o nh a sb e e n c o m p l e t e l yd i f f e r e n tp r o f e s s i o n s t h ed e s i g n e ri sr e s p o n s i b l ef o rt h ep r o v i s i o no f t e c 知1 j c a fd o c u m e n t sa n dg u i d e st h ec o n s t r u c t i o na n dt h ec o n s t r u c t i o np e r s o n n e lb y t h em a i nt a s ki st om a pc o n s t r u c t i o n t h es e p a r a t i o no fd e s i g na n dc o n s t r u c t i o n m a k et h ee x c h a n g e sb e t w e e nt h e ml e s sa n dl e s s ；t h ed e s i g no ft h ec o n s t r u c t i o nc a n b ec o n s i d e r e dl e s sa n dl e 鸥w h i c ho f t e nu n a b l et om a k ec o n s t r u c t i o nb l u e p r i n t sa n d c o n s t r u c t i o n t h e s el e a di od e s i g nc h a n g e s ，d e l a y se x p e c t e d ，a n di ft h er e s u l tt h e p r o g r a mr e s t r u c t u r i n g , a n de v e ns o m en o tc o n s i d e r e dd u et ot h eo v e r a l lc o n s t r u c t i o n p l a nw h i c hl e dt ot h ec o n s t r u c t i o no fi n e f f i c i e n to re v e nr e w o r ki s s u e s t h u s ，t h e u n i t e ds t a t e sa s s o c i a t i o nf o rt h ec o n s t r u c t i o ni n d u s t r y ( c i oi n1 9 8 6b e g a nt o a c t i v e l yp r o m o t et h ec o n s t r u c t u b i l i t yo ft h er e s e a r c h ，s t r e s s e dt h ee x p e r i e n c eo ft h e c o n s t r u c t i o np e r s o n n e la ss o o na sp o s s i b l et 0p a r t i c i p a t ei nt h ep r o j e c t ，c o n s t r u c t i o n e x p e r i e n c ea n d 】m o w l e d g aw i l lb ee n t e r e di n t op r e l i m i n a r yd e s i g np r o c e s s v 门n i l e t h i sp a p e ri sb a s e do nc h i n a sc u r r e n ts t u d yo nt h ec o n s t r u c t i o no ft h el e s st h e o r yo f t h es t a t u sq u o ，c o m b i n i n gp r o c e s sc o n t r o lt h e o r y , v a l u ee n g i n e e r i n gt h e o r ya n d p r e v i o u ss c h o l a r s ( b o t hd o m e s t i ca n df o r e i g n ) s o m eo ft h ep o i n t sp u tf o r w a r dm y o w nv i e w s s i n c eip r i m a r i l ye n g a g e di nt h em a n a g e m e n to fm u n i c i p a lw o r k s ，m o s t c a s e si sm u n i c i p a lw o r k sa n dm a i n l yr e f e r e n c et os o m eo f t h eo t h e rl i t e r a t u r eo f b u i l t c a s e ，w h i c ha r ei l l u s t r a t et h ei m p o r t a n c eo fc o n s t r u c t a b i h t y ih o p et h i sp a p e rc o u l d p r o v i d et h em 卸o fc o n s t r u c t i o n - r e l a t e di n d u s t r i e ss o m eh e l p t h i sp a p e rm a i n l yf o c u s e so nf o l l o w i n gi s s u e s ： 1 t h ed e v e l o p m e n to fc o n s t r u c t a b i l l t y i tm a i n l yi n t r o d u c e ss i m a t i o n sb o t h d o m e s t i c a l l ya n da b r o a d , a n dh i g h l i g h t st h ec a u s e sa n dd e v e l o p m e n to fc o n s t r u c t i o n a b r o a d ( u n i t e ds t a t e s , u m t e dk i n g d o m ) ；i ta l s op o i n t so u ts 抛d yd e f i c i e n c i e so f c o n s t r u c t a b i l i t yi nc h i n ac u r r e n t l y 2 a n a l y s i so i la p p l i c a t i o no fe o n s t r u c t a b i l i t y f i r s t ，i ta n a l y z e st h ei n f l u e n t i a l f a c t 0 培o fc o n s t r u c t a b i l i t y a n dt h e ni ta n a l y z e st h ee o n s t m c t a b i l i t yo fp r o c u r e m e n t i ne a r l ya n dm c d i u m - t e r mo fap r o j e e la n di tm a i n l ya n a l y z e st h ei m p a c t sf r o m c o n t r a c tm o d e lo i lc o a s t r u c l a b i l i t y 3 a n a l y s i so na p p l i c a t i o n so fc o n s t r u c t a b i l i t yi nc h i n aa n dc o r r e s p o n d i n g c o u n t e r m e a s u r e s i tm a i n l yb r i e f st h ec u r r e n ts i t u a t i o no fc o n s t m c t a b i l i t yi nc h i n a a n ds t r e n g t h e n st h ec o n c e p to fi n t e g r a t i o nb e t w e e nd e s i g na n dc o n s t m d i o m k e yw o r d s ：c o n s t r u c t a b i l i t y ( o rb u i l d a b i l i t y ) ，d e s i g n ，c o n s t r u c t i o n , c o n t r a c t h i 东北财经大学研究生学位论文原创性声明 本人郑重声明：此处所提交的博士硕士学位论文 乙怒- 善；蜘刁 龟爿乜稚，是本人在导师指导下，在 东北财经大学攻读博士硕士学位期间独立进行研究所取得的成 果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰 写过的研究成果，对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体 均已注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。 作者签名：蕞私硝、日期：。7 年修加 东北财经大学研究生学位论文使用授权书 讹e 孤小勺饱p 叶衫乃7 云，系本人在东北财经 大学攻读博士，硕士学位期间在导师指导下完成的博士，硕士学位 论文。本论文的研究成果归东北财经大学所有，本论文的研究内 容不得以其他单位的名义发表。本人完全了解东北财经大学关于 保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论 文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权东北 财经大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以 公布论文的全部或部分内容。 作者签名： 导师签名： 枷j ； ；i 、 知军 日期：印年，调“日 日期：a 劈，。月土夕日 第1 章绪论 1 1 研究背景 第1 章绪论 随着社会化生产的不断推进，科学技术水平的不断提高，各专业分工变得 越来越细，这是社会生产力发展引起的必然趋势。随着工程建设领域技术水平 的极大提升，工程建设的各个环节专业化分工不断加深，从业人员越来越难以 在项目实施的方方面面成为技术专家，设计与施工便开始倾向于由不同的人来 承担，行业内的分工开始出现，而越来越激烈的行业竞争更加速了这种专业化 程度。工程建设大体分为规划、设计、施工和运行、维护等四个环节。这些环 节中，设计和施工，设计与运行和维护的联系极其密切，然而，由于社会分工 和专业细化，造成设计，施工和运行与维护彼此成为完全不同的三个专业。设 计人员的主要任务是提供图纸和技术说明，指导施工人员施工；施工人员的主 要任务是按图施工，将设计者的意图付诸实施；运行与维护人员的任务是依据 施工单位的竣工图进行运行与维护。 虽然，专业化分工虽然有利于各方集中精力，在各自的领域内提高技术水 平，但同时也产生了很多问题，其直接的后果就是设计方和旅工方的交流受到 限制，使设计方案只是考虑建成后的功能和使用效果，难以充分考虑施工的需 求，因而容易产生一些难以施工或者是不可施工的设计方案，给施工造成很大 的困难，导致成本加大和工期延长，甚至返工。例如，如果混凝土构件中配筋 过密，在施工现场混凝土就难以浇筑捣拌。如果钢结构节点构造复杂，焊接工 作量大，就会增加高空作业的难度，增加不安全因素。市政管网工程中操作面 预留不够会导致管件间阀j - j 安装连接困难，难以施工，需重新爆破挖方加大成本。1 衡量一个工程项目设计方案的优劣，不仅要看在工程项目投入使用后，它 的功能和使用效果是否能达到原定指标和满足预期要求，还要看工程造价和建 设工期是否合理，是否便于项目建成后的运营维护等。要使工程造价和建设工 期合理，运营与维护方便，设计方案就必须从实际出发，因时、因地制宜地做 好设计。 要做到这些，设计、施工和运行与维护各专业就必须紧密结合，在更高的要 1 工程建设的可施工性研究 求下，进行更加合理的分工、细化，以达到“各尽所能，各司其职”，而这在 工程建设领域中已经是普遍接受的观点。 很多专业书籍和公开发表的论文中都强调设计与施工结合能使设计真正从 施工的实际需要出发，得到“因时、因地制宜”的最有效设计方案，从而在加 快施工进度、提高施工质量、降低施工成本方面发挥巨大的作用。从现有的资 料和调查的情况来看，工程建设领域中设计与施工的结合主要表现在两个方面： 一是在设计阶段质量管理中，利用以往项目的设计、现场施工资料以及设计回 访过程中积累的经验来避免因设计失误而导致的施工困难；二是通过在某些特 殊项目中举行的设计单位和施工单位共同参加的讨论会来探讨最优的设计方 案。 一般来说，前者是正式的、有组织的活动，后者则是按工程实际需要不定 期召开的会议。参与这些活动的人员，前者主要是设计单位的人员和政府主管 部门的技术专家，施工单位的人员没有参加。后者范围较大，业主、施工单位 人员和业主聘请的设计、施工技术专家都有可能参加。总的来说，在项目实施 过程中，没有实现真正意义的设计与施工结合，设计过程中缺少施工人员的直 接参与，施工对设计的影响非常有限。 设计过程中缺少施工人员的直接参与可能直接影响施工进度，增加施工成 本，并造成设计和施工返工，影响项目整体目标的实现。为解决此类问题，美 国建筑业协会( c o n s t r u c t i o ni n d u s t r yi n s t i t u t e ，简称c n ) 从1 9 8 6 年开始就倡导 “c o n s t m c t a b i l i t y ”( 本文翻译为“可施工性”) 的研究，强调施工人员尽早参与 项目的设计过程，将施工经验和知识输入到设计中，以利于后期施工。由此可 见8 0 年代可施工性研究在国外己经引起了学术界足够的重视，相关的研究目前 仍然是学术界关注的热点之一，其中美国建筑业协会将“c o n s t r u c t a b i l i t y ”的研究 列为八个重点研究的问题之首( 其他七个分别是：成本尺度控制、设计效率、教 育和培训、雇员效率、材料管理、质量管理和安全管理) ，因为可施工性研究 可以产生巨大的经济效益( 研究资料显示，可施工性研究可以将工程造价降低 6 - 1 0 ，减少施工作业时间8 7 - 4 3 3 ，且输入越早。效果越明显) 2 。然而，目前 国内可施工性研究很少，尽管以方便项目施工为目的的研究很多，也取得了一 定效果，但明确提出可施工性概念的系统研究不多。通过“中国期刊网系统 检索有关“可施工性”和“c o n s t r u c t a b i l i t y ”的相关中文资料几乎没有，目前就 2 第1 奄绪论 只有同济大学的廖前哨同学( 硕士) 在2 0 0 2 年发表建设项目的可施工性研究 一篇硕士论文系统阐述过，而距今已有5 年，部分观点有待更新完善。 1 2 研究意义 1 ，2 1 实际意义 ( 1 ) 降低工程投资的巨大潜力 国内外研究表明，影响项目投资最大的阶段，是约占项目建设周期四分之一 的技术设计结束前的工作阶段：初步设计阶段7 5 9 ，- 9 5 ，技术设计阶段3 5 一 7 5 ，施工图设计阶段5 3 5 。因此，项目投资控制的关键在施工前的方案设 计和初步设计阶段。据分析，设计费一般只相当于项目生命周期费用的2 以下， 但是设计阶段决策对工程实体、施工、使用及维护具有重大影响，它锁定了其余 项目生命周期费用的大部分。 ( 2 ) 能够克服设计和施工严重脱节的问题 长期以来，我国设计与施工分属两个系统，设计与施工脱节严重。设计和施工 之间缺乏必要的交流沟通和双向的信息反馈。设计人员不了解施工规程，各专业 设计协调性差，设计图纸与施工现场出入大；施工人员无法将有价值的、带有前 瞻性的建议和方案反馈到设计中，导致设计的可施工性差。另一方面，由于利益机 制的制约，设计只讲究技术性而不讲究经济性，设计盲目。而可施工性着重于协调 设计与旅工的关系，有利于解决上述闯题。 ( 3 ) 缩短工期 可施工性研究运用，能够将施工的经验和知识早期输入到总体规划中，便 于制定合理的工期。与按照设计编订后再定工期相比，更能缩短工期。 ( 4 ) 使项目能够可持续性发展 施工和运营的经验进入项目前期的阶段，致使在以往运营阶段凸现的问题 能够提前解决，便于后期运营、维护。从另一个角度看也延长了项目的寿命周 期。 1 2 2 理论意义 将工业工程中的工序能力理论运用到可施工性研究中，对我国目前的工程 3 工程建设的可施工性研究 管理和技术设计来说是有益的补充。 1 3 研究目标和内容 1 3 1 研究目标 通过可施工性的运用，使我国现行工程项目减少浪费，提高资金的运用效 率、加强政府部门在工程中的时间效率、增强施工单位的工作效率。 1 3 2 研究内容 本文从三个方面进行研究 ( 1 ) 可施工性研究的基本概况：综合国内外现有的文献资料，描述可施工 性研究的定义、研究目标、实施研究的要素及可以产生的效益。 ( 2 ) 可施工性研究的实施：对可施工性研究的工作流程进行了研究，并分 析在“设计，招投标施工”模式下实旆“可施工性研究”的障碍，提出解决方 法。 ( 3 ) 我国工程项目实施过程中可施工性运用：分别对项目的不同阶段进行 分析，可用于指导相关的可施工性研究。 1 4 研究思路框架 现状问题解决方法可施工性相关概述可施工性运用 我国现状及对策分析。 本章注释： 1 廖前哨，建设项目的可施工性研究，同济大学硕士论文，2 0 0 2 年 2f e r g u s o n 1 1 9 8 9 。”b u i l d a b i l i t yi np r a c i t c em i t c h e h i s p o r f c s s i o n a ll i b r y 。, e n g l a n dj a m e s e ro w i n g sa n ds t e v e nl k e s p a r , “o s t n l c 劬i h t yo fc a b l e - s a t y e db r i d g e s ”, j o u n r a lo f c o n s t r u c t i o ne n g i e e r t n ga n dm a n a g e m e n t , j u n e1 9 9 1 4 第2 章可施工性概述 第2 章可施工性概述 2 1 可施工性发展概述 可施工性一词来源于“c o n s t r u c t a b i l i t y ”和“b u i l d a b i l i t y ”，这两个词在一 般的国外字典内是很难找到，更没有其相关注释，我国词典里更是没有，听说 过的人也为数不多，但我国从事相关业务的人却不同程度地用到了这个方法。 也就是说“c o n s t r u c t a b i l i t y ”和“b u i l d a b i l i t y ”虽然在书本中很难找到，但可施 工性的思想却已普遍接受。 与其他众多行业不同，建筑行业中的设计和施工是分开进行的，这主要是 因为分工细化可以使不同专业的人可以更加用心去专注于自己的事务，深化研 究，已达到自身事务的最佳效果，做到人尽其能。然而由于过分的强调分工细 化，造成了彼此两个专业之间的信息不能及时有效地传递。信息的丢失给施工 带来了极大的不便，而由于不便施工或不能施工造成的返工也给设计带来困扰。 随着问题的不断加深，1 9 8 3 年英国建筑行业研究信息协会( t h ec o n s t r u c t i o n i n d u s t r yr e s e a r c h a n di n f o r m a t i o n a s s o c i a t i o n c i r i a ) 对此进行了分析，并提出 了可施工性( b u i l d a b i l i t y ) 概念：“t h ee x t e n tt ow h i c ht h ed e s i g no ft h eb u i l d i n g f a c i l i t a t e se a s eo fc o n s t r u c t i o n ，s u b j e c tt ot h eo v e r a l lr e q u i r e m e n t sf o rt h ec o m p l e t e d b u i l d i n g 。”其优点是：通过对影响施工的因素来控制设计队伍，建立彼此间 联系。正式提出可施工性概念，进一步补充建筑行业理论，理论意义深远。 不足之处是仅仅建立了设计和施工的联系，并没有涉及到运行与维护等方面， 缺少连续性。同期，美国建筑行业协会( t h ec o n s t r u c t i o ni n d u s t r yi n s t i t u t e ，c n ) 正在进行以提高成本效率为目标的全质量管理和建筑行业国际竞争理论的研究 与发展工作，而可施工性研究是其重要的组成部分与c i r i a 相比c i i 定义范 围更为广泛：“as y s t e mf o ra c h i e v i n go p t i m u mo fc o n s t r u c t i o nk n o w l e d g ea n d e x p e r i e n c ei np l a r m i n g ，e n g i n e e r i n g , p r o c u r e m e n ta n df i e l do p e r a t i o n si n t h e b u i l d i n gp r o c e s sa n db a l a n c i n gt h ev a r i o u sp r o j e c ta n de n v i r o n m e n t a lt oa c h i e v e o v e r a l lp r o j e c to b j e c t i v e s 。到了九十年初，澳大利亚的建筑行业协会( c r a ) 又 对c r l 的可施工性定义进一步深化，其定义为：“as y s t e mf o ra c h i e v i n go p t i m u m 5 工程建设的可施工性研究 i n t e r a f t o no fc o n s t r u c t i o nk n o w l e d g ei nt h eb u i l d i n gp r o c e s sa n db a l a n c i n gt h e v a r i o u sp r o j e c ta n de n v i r o n m e n t a lc o n s t r a i n t st oa c h i e v em a x i m i z a t i o no fp r o j e c t g o a l sa n db u i l d i n gp e r f o r m a n c e 。” 笔者认为，可施工性是把后期的经验与知识注入到项目实施的前期，以便 于后期的篪工与维护运行。也就是说凡是有利于施工与维护运行的都是可施工 性研究要研究的，凡是有利于提高工作效率、资金效率的都是要考虑的。 2 2 可施工性的实施原则 c i i a 把整个工程采购过程分成五个阶段：可行性研究( f e a s i b i l i t y ) 、概念 设计( c o n c e p t u a ld e s i g n ) 、详细设计( d e t a i l e dd e s i g n ) 、施工( c o n s t r u c t i o n ) 和 运行与维护( p o s tc o n s t r u c t i o n ) ，并把其提出的1 2 个实施原则应用到这5 个阶 段当中。 可施工性的实施原则如下： ( 1 ) 综合性 ( 2 ) 施工知识与经验 ( 3 ) 团队合作 ( 4 ) 目标统一 ( 5 ) 资源的可利用性 ( 6 ) 外部因素性 ( 7 ) 程序性 ( 8 ) 方法性 ( 9 ) 便利性 ( 1 0 ) 规范性 ( 1 1 ) 技术更新 ( 1 2 ) 信息反馈 表2 - 1 是分布在整个工程采购过程中1 2 个c i i a 原则的阶段应用。其中每 个原则按照其特定的条件分为三个等级：高级、中级和低级。例如，外部因素 性在可研阶段是非常重要的，所以表示为高级【6 】，而在概念设计阶段它的重要 性将会下降，但仍比较重要，所以表示为( 6 ) ，然而它对施工和运行与维护阶 6 第2 章可施工性概述 段的影响几乎为零，所以表示为6 。这一模型是用来帮助使用者决定在整个项 目的寿命周期内哪些是彼此相关的，哪些是重要的。 表2 - 11 2 个设计c i i a 原则在整个采购过程中的重要性分布 可行性研究 概念设计详细设计施工运营与维护 【1 】，【1 】 111 2 【2 】 224 p 】 ， p 】p 】 ( 7 ) 【1 2 1 【4 】【4 】 ( 5 )( 9 ) f 5 】 ( 5 )6 【1 1 】 【6 】 ( 6 )( 7 ) 7 【7 】f 8 】8 8 【8 】 【9 】9 f 9 11 1 0 】 在项目建设实施的过程中为了项目总体目标的实现，不同的阶段分别会有 很多的参与者，扮演着不同角色，承担不同的责任。为了使可施工性的效果达 到最佳，这就需要各参与方彼此间能够相互协作，各自为政的情况只能导致彼 此间的协调、衔接不顺畅，即使他们在自己的领域范畴内表现的很好，因此协 调工作是可施工性效果达到最佳的关键因素。图2 - 1 提拱了一个可施工性运用 框架，它很好的保证了各参与方能够在项目的整个寿命周期内分清彼此的角色 和责任。 图2 - 1 可施工性运用框架结构 ， 工程建设的可施工性研究 2 3 可施工性应用范围 由前述可知可施工性研究的关键在于组织协调各部门之间的关系，使其更 好的衔接，把各个专业部门的能力组合优化到最佳。所以，可施工性不是- - i - i 工程技术( 虽然它用到技术的时候很多) 而是一种管理。可施工性应用的范围， 就是项目管理的范围。但又由于其更侧重于技术层面，所以范围适当地缩减到 概念规划、设计、施工、运行与维护四个阶段( 如图2 2 ) 。 图2 - 2 可施工性应用范围 2 4 可施工性研究的目标及影响可施工性的因素 2 4 1 可施工性研究的目标 可施工性研究的目标是把施工和运营方面的经验与知识在早期输入到项目 的实施中，便于后期各阶段的施工和运行。和传统的项目实施程序相比，可施 工性可以减少返工、降低投资，有利于提升资本的运作效率。 2 4 2 影响因素 ( 1 ) 调查和设计 ， 全面的地堪调查，可降低风险，提高设计的准确度，使施工期间尽量减少设计 变更，不致打乱正常工序，从而提高施工效率，减少施工索赔，降低工程造价，缩短 工期。另一方面，设计要关注建筑服务功能，考虑建筑的使用和维护，整体考虑项 目的周期成本。 8 第2 章可施工性概述 ( 2 ) 现场作业要求 设计应当考虑现场作业计划包括现场平面布置，特别是场地和道路，以及在 建工程和现场必需的临时设施之间的关系。当现场施工会受到诸如施工时间、 进出场路线、施工方法等的限制而导致生产率降低时，需考虑替代方案。 ( 3 ) 工序 如果工序安排不当，会给后期施工带来混乱，甚至返工。例如为了取得不受天 气影响的有利条件，就必须在冬季来i 瞄前完成地下管网和路基，并留出后续相应 的工作面。 ( 4 ) 拼装和工种顺序 设计要尽量考虑简单的管线和路基路由、有关工种的组合及逻辑顺序计划， 以减少工序交叉和现场出错。同时，需要考虑设施安装的工序( 便于彼此间的衔 接1 和设备的交货时间。 ( 5 ) 重复和标注化 工程实施过程中有很多操作不断重复进行，因此彼此问的衔接就现得尤为 重要，只有确定统一的标准才能有利于采购和施工。例如，由于市政工程大部分是 路基的挖填方和管线安装，重复和衔接工作特别多，只有标准化才能有利于工 作间的衔接，避免返工。 ( 6 ) 误差 相对来说，施工是不精确的，现场作业尤其如此，设计要求的误差过于理想，常 常很难达到。事实证明，要在现场获得很高的精确性既费时又花钱，二者呈反比函 数关系，准确度越高，成本越大。因此，设计不仅要详细说明容许误差( 规范性 误差) ，而且要采用现实的、可接受的误差。往往设计者过分依赖规范( 或者本 身不懂，只能靠规范来组装) ，而规范本身就存在地域性和严密性，所以在施工 过程中很难达到设计的要求。 ( 7 ) 材料 材料直接形成工程实体，不仅影响工程质量，而且影响工程造价。使用合适的 和耐久性的材料，易于施工，减少损失，并易于后期的维修和保护。例如，临海建 筑工程和市政管网工程，如果不选取耐防腐材料，那么后期的维修费用就会大 大增加，甚至可能破坏生产，影响运营。1 因此，只有处理好可施工性影响因素才能发挥可施工性的优势，便于后期 施工，降低成本，缩短工期。 9 工程建设的可施工性研究 本章注释 1 王成芳。建设项目设计可施工性研究，建设监理，2 0 0 6 年第3 期 陈民生，浅谈可施工性研究，石油化工管理干部学院学报，2 0 0 6 年9 月第3 期 第3 章可施工性的相关理论 第3 章可施工性的相关理论 由前所述，我们知道了可旅工性的目标和影响因素，并了解可施工性可能 带来的效益，那么怎么样才能把可能性的效益转变成具体体现呢? 这需要一些 相关理论的支撑。支撑可施工性的理论有很多，这里仅仅介绍了过程控制理论 和价值工程理论。 3 1 - r 序能力 3 1 1 过程( 工序) 概念 一组将输入转化为输出的相互关联或相互作用的活动称为过程。资源是过 程活动中的必须条件，通过利用资源和实施管理，将输入转化为输出的一组活 动，可视为一个过程。一个过程的输出可以直接形成下一个或几个过程的输入。 例如，我们把图纸，合同，法律法规，业主等要求作为工程的输入，通过工程 产品的实现过程输出工程产品实体和工程资料。 3 1 2 工序能力 工序能力是指工序在一定时间内，处于控制状态( 稳定状态) 下，使生产 的产品达到一定水平的能力。它是工序固有的能力，或者说它是工序保证质量 的能力。1 产品质量取决于工序中的各个质量因素所起作用的综合表现。而由于每一 种因素都具有偶然性，可能是质量特性值发生变异或波动，并形成自己的频率 分布。在偶然性因素的影响下，这些频率分布，通常都具有正态分布或近似正 态分布的性质。在质量特性值符合正态分布的情况下，通常都用6o ( 即l l 3 0 ) 来表示工序能力，即：工序能力= 6 0 ，6 0 值越大，工序能力越低；6 0 值 越小，工序能力越高。不难看出，提高工序能力的关键在于减小。的数值。但 工序能力仅仅表示工序固有的加工能力和加工精度，不能说明这一水平满足的 质量要求。因此，还需要另一个参数来反映工序能力满足产品技术要求( 公差、 1 l 工程建设的可施工性研究 规格等质量标准) 的程度，这个参数就叫做工序能力指数( p c i ) 。它是技术要 求和工序能力的比值，即： 工序能力指数= 技术要求- 1 - 序能力 工序是构成项目实施的基本单元，工序质量是形成项目质量的基本环节， 项目质量的好坏与工序质量的优劣有着直接关系。因此，考察一个项目的质量 目标是否符合要求，其核心就是对其工序质量进行检测。而工序能力指数正是 衡量工序质量的一个基本标准，本文把工序能力指数作为衡量项目质量的一个 重要指标。 ( 1 ) 工序能力指数计算的基本公式 计量数值情况下的c p ( 无偏情况下的工序能力指数) 是指通过计算出一批 数据的均值x 和标准差s 来估计总体均值u 和标准差o ，从而计算出工序能力指 数的一种方法。 - 双侧公差情况下，当同时给出某质量指标的上下界限时，工序能力指数按公 式计算： c p ：= t 。_ t u - t 1 式中t 为公差范围；瓦为公差上限；t 1 为公差下限。 单侧公差情况下，某些质量指标只给出上限或下限。例如道路施工项目中， 对浇筑混凝土l m 内表面不平整程度只规定其上限；对混凝土抗压强度的要求 则只规定下限。则工序能力指数可用公式、计算： c ；= 警 c ：= 譬 式中c ：为规定上限时的工序能力指数，c ：为规定下限时的工序能力指数。 ( 2 ) 计数值情况下的c p 值。这是通过大小为n 的样本中所含的不合格品数r 来计算工序指数的一种方法。计数值情况下的c p 值计算，相当于单侧公差的情 况。若以不合格品数r 作为衡量工序质量的指标，以，u 作为标准要求，则 c p ；三里 式中，为样本中最多允许不合格品数。 】2 第3 章可施工性的相关理论 ( 3 ) c p k 值的计算。给定双侧公差，工序质量数据分布中心x 与公差中心m 不重合。其偏离值为e 此时工序能力指数的计算方法如下式： c p k = 生兰1 二竺 一6盯 一 _ 则，c p k = ( 1 - k ) 竺r 二生= ( 1 k ) c p 6 a 其中k 为平均值的偏离度。 需要说明的是，对于籀工项目来说，并非工序能力越大越好。因为工序能 力指数愈大，尽管对质量的项目保证程度很高，但在某种程度上肯定要以牺牲 成本和进度为代价。根据规定，一般较理想的标准为c p 1 3 3 。 以此为标准进行工序能力分析 若c p 1 3 3 ，工序能力充分满足，但应考虑其经济性，控制工序状态，使 项目实施过程保持稳定。若c p 足够大，一般大于1 6 7 时，可以考虑适当放宽控 制和检验，降低对原材料、设备等生产要素的要求，以达到降低成本，提高效 率的目的。 若c p = 1 3 3 时，工序能力较为理想，允许一定程度的外来波动。对策是适当 减少或省略质量检查工作。但必须注意控制，以使工序状态稳定。 若1 c p 1 3 3 时，不合格品率在1 3 以下，是在项目实施过程中所希望控 制的范围。但c p 接近1 时( c p = l ，t = 6o ) 则应注意超差的发生。对策是随时 掌握项目质量状况，加强监控。以便及时分析并采取措施。 若0 6 7 c p 1 时，不合格品率上升，可达到4 。5 6 ，说明工序能力不足，应采取 以下对策：改善作业方法，工艺设备；提高原材料质量；加强对操作人员的教育， 提高操作水平；修订工序管理标准，提高管理效果等，以提高工序能力；加强 质量检查，掌握质量状况。 若c p 0 6 7 时，不合格品率达5 ，- r 序能力已不能保证项目质量的稳定性。 这时应分析查找原因，采取果断措施，提高工序能力。2 3 2 价值工程理论 3 2 。1 价值工程 价值工程的思想方法起源于2 0 世纪4 0 年代，其创立者l d m i l e s 在1 9 4 7 1 3 工程建设的可施工性研究 年发表的“价值分析( v a l u ea n a l y s i s ，简称v a ) ”一文中系统阐述了这一新的理 论思想和技术方法。之后，价值工程的思想和方法逐渐传播到世界各地，在工 业、农业和服务业等行业中都得到广泛的应用。价值工程在建设工程领域中的 应用始6 0 年代初期。 虽然对价值工程f v e ) 的定义不同的文献有不同的阐述，但定义中表达的思 想和方法的基本是一致的。“美国价值工程师协会( s o c i e t yo fa m e r i c a nv a l u e e n g i n e e r s 简称s a v e ”对价值工程w e ) 从工程建设方面对价值工程进行定义：价 值工程是一种系统化的方法，通过分析一个系统、设备、程序和服务等功能要 求，力图用最低的全寿命周期费用，可靠地实现必要功能，并满足可靠性、质 量、维护、美观、安全和防火等方面的要求。， 3 2 2 可施工性研究和价值工程共同点和不同点 ( 1 ) 可施工性研究和价值工程的共同点 可施工性研究和价值工程一样，都属于在项目实施过程中利用以往所积 累的项目实施经验的研究活动。图3 - 1 描述了可施工性、价值工程在项目信息 反馈过程中的关系。 图3 - 1 价值工程与可施工性的关系比较 两者都是有组织的研究活动。 价值工程是一种系统的、有组织的研究方法，需要由一个组织( v et e a m ) 按照一定的程序和步骤来完成；可施工性研究同样需要一个组织按照既定的步 1 4 第3 章可施工性的相关理论 骤来实施。 在项目实施过程中，两者都是越早的应用，其效果就越明显( 如图3 2 ) 。 图3 - 2 价值工程与可施工性输入时期对输出的影响 l 采购过程 i l 一j 。 从整个项目实施的角度看，无论是价值工程还是可施工性研究的输入都是 过程( 工序) 中的输入，都可以通过工序能力来判断输入时机对输出的影响。 虽然结论是输入越早，输出影响越大，但由于法律、政策、相关制度和业主自 身经济利益原因等的影响，不可能无限地让价值工程或可施工性研究提前进入， 一个较理想的时机是当c p = 1 3 3 1 6 7 时，得出的可施工性进入时间段，即设 计前期阶段。 “ ( 2 ) 可施工性研究和价值工程的不同点 参与研究的人员不同 价值工程研究需要多专业人员的参与，以利于集思广益，创造更多更有效 的方案。在研究过程中，强调各方平等，鼓励各方从自己的专业角度出发，尽 可能多地提出可替代性方案。针对项目不同部分的价值工程研究可能由不同的 专业人员组成。 可施工性研究强调有丰富施工知识和经验的人参与，尽管在研究过程中， 可施工性建议的评价需要考虑多方面的因素，但研究是围绕施工的可能性、方 便性、经济性而展开，对研究成果起决定性作用的是施工人员，研究者的专业 范围比价值工程缩小。 研究方法不同 价值工程的运用是在设计过程中，利用设计经验对设计方案进行审核，之 后反馈到设计人员。在施工过程中，利用施工经验对施工方案进行审核，之后 1 5 工程建设的可施工性研究 反馈到施工本身；可施工性研究的工作是在概念规划和设计阶段，利用施工和 运行与维护的经验对概念规划和设计方案进行审核后形成反馈，如图2 _ _ 3 。 研究实施切入点不同 价值工程主要集中在设计阶段完成。在设计阶段，价值工程能够通过主动 和被动两种方式来实现。主动的方式在设计阶段开始时就收集提议。因此，在 整个设计阶段，价值工程研究小组不断地考虑各种设计替代方案，并选择最有 效的方案。被动的方式是在整个设计或者特殊的设计单项完成后实施，通过由 其他项目参与人员，如承包商，以及其他设计工程师的设计审核来收集替代方 案。因此，在被动的价值工程研究中，有关设计改变的提议会导致设计返工。 在工程建设领域中，被动的方法占主要地位。而在可施工性研究中，强调有丰 富施工知识和经验的施工人员在项目的概念规划阶段就参与项目的实施，并一 直延续到项目结束。 研究的工作流程不同。 价值工程的工作形式通常是一种头脑风暴式的创造性会议活动，其中“4 0