项目计划的分解

Smart Construction 的主要功能是将项目在 Primavera6（以下简称 P6）中定义的施工计划任务进一步在 Smart Construction 内根据专业和用途分解成不同类型工作包，例如管道预制工作包和设备安装工作包等。从项目管理角度出发，这些工作包实际上就是更低一级别的工作任务。基于工作包进行工作的组织安排和信息反馈，而所有的工作内容都实时链接至 SmartPlant Foundation 数据库，确保获得最新版本的图纸和相关信息。因为 SmartPlant Foundation 可以接收和管理图纸版本以及发布的模型数据，所以 Smart Construction 可以在详细设计没有完全完成之时就可以及早使用，为下游工序争取了准备和计划时间。当项目总进度计划由项目经理和控制经理在 P6 中设置完成之后，Smart Construction 可以通过现成的接口自动导入 P6 中的关键控制日期和工作分解结构 WBS。在P6 中划分好的 WBS 和细化项目任务，指定任务的起止日期。如下图 3 所示：

基于这些日期，施工计划员可以在 Smart Construction内进一步将施工任务分解，如图 4 中的示例展示了将P6 中导入的 WBS 结构下 CXA1.8.1 配管预制节点下的A1190 任务编制为 CWP 1.8.1 的施工工作包（CWP），描述与 P6 一 致， 称 为 管 线 系 统 预 制。 在 Smart Construction 内，可以进一步细化内容，该 CWP 可以被进一步分为多个预制安装工作包，例如下图中的Pipin01 管道预制工作包等。

同时， 根据系统设定的标准工作步骤和工时，Smart Construction 可以自动计算施工所需计划工时，关于Smart Construction 如何自动计算工时，请参考第 8章节工时定额与进度规则。如下图 5 所示，该预制工作包需要 37.941 个人工时，此时计划人员还可以根据项目和实际因素将企业标准工时进行系数调整。在调整完计划工时之后，结合 P6 的三级计划控制日期，施工计划人员即可配置合适的班组和施工资源。

Smart Construction 结合 Intergraph Smart Review 还可以模拟可施工性以及安装顺序，进一步检查是否存在碰撞，如下图 6 所示。如果存在安装碰撞问题，可及时与施工方沟通，进一步调整计划和资源。当完成一个工作包计划的编制之后，还需要兼顾并行和相关联的工作包任务。因为工作包之间的制约关系导致一个关键路径上工作包进度滞后，会影响到整个项目计划任务是否能够按时完成，所以 Smart Construction还提供了工作包计划的甘特图视图方式，以便计划人员可以直观地一览各专业、各 CWP 甚至是跨专业和跨CWP之间细分工作包之间的关系、人员配置、起止时间、制约条件等信息，有助于计划员跨工作包进行工作任务的调整，以适应进度需求，如下图 7 所示：

分包管理

往往一个大型项目会承包给一个主要施工企业，而该施工企业还可能因为进度或产能的限制而进一步分包给多个制造和安装单位。当越来越多的公司和团队介入项目执行时，管理和沟通成为亟待解决的问题。一个好的施工分包管理平台应当适合同时在 EPC 总承包，施工总承包企业以及加工制造厂三个层级同时使用。因此这样的平台应当能够满足不同级别公司的不同用户和角色的安全性和可访问性，必须能够做到完整而充分的内容及权限控制。实时性又保证了 EPC 可以获得最新的下游信息。统一的界面和报告格式有助于总承包企业优化管理，减少管理成本。如下图 56 所示，各工作包的分包管理进度可以统一查看并打印报告。

另一个值得注意的技术点是平台与应用程序对多语言环境的支持，特别是在服务器与客户端语言和环境存在异质的条件下。比如某些分包工作必须由非中国籍员工或者公司完成，在这种情况下，操作系统和应用程序间的默认语言，数据库的字符集和环境变量以及日期和区域格式等设置的不一致都很有可能导致数据传输的差错和故障。因此作为总承包项目管理，如何规范和解决地域、语言、时差等实际沟通问题以及计算机信息数据沟通问题都是分包管理的重点。

材料状态信息

在众多施工资源中，很多施工管理方会强调设备和机具的满足情况，容易忽视施工所需的材料。任何有经验的现场经理都会认同：施工材料是影响现场进度和劳动效率的最大制约因素。一个工程项目的材料信息量是极其巨大的。从设计开始，无论是大宗散材还是设备类材料都会经历请购、采买、入库、发料、变更等环节。这其中任何信息变化没有被及时反映给施工计划人员的话，都可能导致材料信息的偏差，从而影响施工。这其中更有因为采购环节信息系统的多样性以及施工分包采购的情形，导致材料信息和状态的跟踪和更新极其困难。

要解决材料信息和状态的信息闭环问题，首先必须解决材料编码的统一规范与材料编码体系间的映射。EPC 总承包企业应当逐步建立公司级和项目级的标准材料库及编码库，用以规范材料编码，并以标准材料库为基础生成三维设计系统所需要的材料等级库。因为无论采购还是施工，其材料信息的源头都是设计系统。所以材料编码范围应该涵盖项目建设过程中构成工程项目整体性和永久性部分的所有大宗材料和设备。其专业包括配管材料、土建建筑、土建结构、电气、暖通空调、分析化验、给排水、机械、热工、静设备、机泵、电信、储运、应力、环保等专业。

在众多专业中，材料编码体系最为复杂的当属管道专业。通过将管子、管件、法兰、阀门等管道系统组成部分与几何尺寸、材料、制造标准、承压等级等属性相结合，会产生上百万条材料编码记录。这些编码记录会再根据分类规则，组成数十种适合工程设计的等级库，以供设计人员在设计时方便选用。如果整个采购过程都延续统一的材料编码，则后续的跟踪和状态的更新是较为容易实现的。但是很多总承包企业在应用材料管理时，考虑到与财务系统的结合，会采用 ERP 系统记录涵盖工程项目材料的数百万条公司运营物项信息，其中工程材料代码约占 1/3。ERP 作为企业运营的管理平台，应用在项目总承包管理中出现了一些功能上的不足。首先是 ERP 中物料代码与设计部门在工程设计阶段过程中采用的代码体系没有保持有效的一致性，致使采购部门需要进行二次编码转换工作，即将设计材料代码转换为ERP 采购代码后，才能进行后期的采购管理工作。这种工作模式的效率较低，数据的准确性也较难得到有效的控制，编码不一致性给下游的材料管理工作造成了很多的影响，导致了材料信息不闭合与状态更新困难等难题。

为了向施工提交准确的材料信息和状态，此时必须要进行材料编码体系的统一或者映射。在海克斯康负责咨询和实施的客户案例中，有两种较为主流的方式：ERP系统中的工程材料编码部分沿用设计材料编码或者两套材料编码实现数据条目级别映射。两种方法都可以较好地实现项目级别材料的跟踪和状态信息传递，当然也各有优缺点，应当由客户在咨询项目实施过程中进一步根据实际情况选择统一方式。

解决了材料编码统一或映射问题仅仅解决了材料采购环节内信息的纵向传递，工作面计划对材料状态向施工的横向传递也提出了要求。因此计划控制人员在编制施工计划的时候，必须要参考相关工作项材料的状态，并以此作为调整施工计划的重要依据。以海克斯康实施的某个 EPC 总承包客户为例，客户希望在制订施工计划时依据以下信息和条件对施工工作包实现预警和提示：

• 施工材料的范畴局限于特定的一组图纸中的某一材质的工程材料；

• 相关材料的材料编码、图纸号、材料清单数量、订单号、送货方式、预计到达日期、现场需求日期、库存数量、仓库等信息；

• 根据一定的判断依据实现报警提示，如预计到达日期晚于现场需求日期等情况。

基于准确的材料信息和状态，项目计划控制人员便可以进一步在里程碑限制条件内，通过优化施工劳动力资源、调整施工工作包起止日期和优化其他施工工作包顺序，让计划依据实际材料的状态编制，提高工人的劳动效率，减少不必要的等工。

材料与设备的请购、采购和入库仅仅满足了供应链环节的可追溯性管理需求。为了符合项目全生命周期的配置管理需求，必须在供应链与生产环节实现材料和设备相关信息的传递。在生产过程中的跟踪，可以通过生产施工管理系统来对指定工作包的材料进行预测。一旦确定所需材料，用户可以通过集成的接口直接预留符合要求的材料。在生产和安装之前，用户在申领实际物料时，可以进行材料的视觉检验，并且作为一个工作步骤体现在检验工作包内，用户可以利用注释栏记录任何材料替换或者接受 / 拒绝信息。一旦确认材料，便可以进行生产下料。下料可以根据套料软件确定的切割计划执行，余料可以虚拟进入超发仓库以便下一次优先套料。

在生产下料过程中，可以基于标准的工作步骤，指定在哪一个具体工艺步骤会消耗材料（如下图所示），因此可以很明确地在任一时间点查询哪些零件所对应的材料已经被消耗了，有助于设计变更时及时终止相关的材料进入下一个工艺流程，减少变更产生的材料损耗。

因为施工管理系统可以根据不同的零件生成相应的工艺步骤和工单，因此每一步操作都可以在系统中反映出来。结合材料与施工系统，整个物料生命周期内的状态和信息都可以通过多种图形化报告显示出来，并支持根据任何材料属性，如材料的合格证、炉批号、订单号等作为查询条件进行报告的功能。材料的可追溯性管理还可以结合先进的 GPS 以及无线射频识别技术，用于精确定位和追踪材料以及设备的动态的位置。

进度反馈

在传统的项目管理模式下，施工进度的反馈往往依赖于报表和报告，很难让项目管理人员直观地了解进度以及导致进度滞后的原因和相关信息。随着项目管理专业软件的投入应用，项目的进度有了图形化表述方式。但是因为总承包不了解具体下游企业的资源及产能信息，任何纯项目计划类型的软件，如 P6，都无法真正满足并有效解决项目计划从设计到施工的计划细分以及直接有效的反向进度反馈。这样向下推的计划往往在施工执行阶段会遇到很多困难，让工程承包企业回归到计划上墙、行动照样的传统工作方式。所以仅仅依靠 P6 等项目计划软件无法真正满足施工进度反馈的精细度需求，因此基于工厂实际形象进度反馈或者虚拟形象进度反馈成了现代化总承包项目管理的诉求之一。

在分析和评估形象进度反馈机制之前，海克斯康希望再次强调有效计划的重要性。因为只有聚合了设计信息、材料和施工资源的计划才是有效的计划，进而让进度的反馈成为有实际意义的行为，否则进度的反馈只会打乱原有的计划而让计划控制变得不堪重负。基于有效计划的大前提下，形象反馈可以分为两类：实际形象反馈和虚拟形象反馈。

实际反馈可以基于激光扫描以及照片的方式来实现。对于一个建设中的工厂，通过提取及整理高清激光测绘信息来反映建设的实际形象进度。例如徕卡的 Tru-Views是点云和高像素 360 度立体照片的复合体，不仅能还原一个逼真的景象，还能准确地测量其中的物体。徕卡测量系统的 ScanStation C10 激光测量仪的测量范围达到 300 米。与扫描器相连的是 NinjaNodal 套件，用于生成方块图片，并结合具有超广角镜头的单反相机一起使用。激光扫描服务可以由施工方指定服务商来提供扫描服务，可以用徕卡的 Cyclone REGISTER（注册）软件将工厂扫描合并，然后经 Cyclone PUBLISHER（发布）软件将实景图像发布，以供浏览的软件读取和使用。徕卡激光扫描仪使用每秒 1.5kHz 扫描频率的自触发脉冲飞行时间技术。所使用的激光是二级绿色激光，对眼睛无伤害，也不会触发红外探测器。扫描角视场角是：水平方向 360 度，垂直方向是 270 度。光斑大小在 50米处为 6 毫米，单点精度在 50 米处约 6 毫米。模型表面精度达到 2 毫米。

除了实际进度通过激光扫描点云和照片进行的反馈，整个项目的执行还可以依据虚拟三维模型与施工进度信息相结合来体现。在有效计划的基础上，施工单位可以通过客户端、移动终端和传统纸质方式将进度反馈给工作包，从而借助三维模型将实际进度虚拟出来。

工时定额与进度规则

Smart Construction 系统自带标准工时步骤配置表（Rule of Progess，以下简称 ROP 表），用户可以根据施工管理的需求和颗粒度自行定义该表。ROP 表内可以设置复杂的数据结构和组合，下图为 ROP 表截图和简要说明：

ROP 表会根据零件的属性，例如直径、材料、长度等信息匹配出针对某个或某类零件的标准工时。整个工时配置体系符合美国造价工程师协会的要求，并且能够适应量价分开核算体系。当施工对象被添加入工作包内的时候，Smart Construction 会根据零件的属性对照ROP 表内的数据自行运算，将结果显示在每个对象所对应的工时列内并将所有工时汇总成为整个工作包的计
划工时。这样计算得来的工时将成为施工计划以及度量工程进度的主要依据之一。因为这样的工时是与工程量紧密结合的，因此在进度跟踪的同时，任何工时的进展都意味着工程量的确认，从根本上把传统的统计进度时量时不匹配的问题解决了。

三维可视化

在施工计划与管理过程中，形象化的展示对于施工组织安排和获取管理信息具有非常重要的价值。首先三维空间模型的增加有助于用户查看和分析在图纸和报表中无法体现的关系。例如结构和管道专业在各自专业内的计划中可能没有考虑相关专业的进度，但是当两者计划相交时，其工作的顺序就显得异常重要了。而这一点也是无法支持三维可视化的信息管理软件的弊端，并且是不可忽视的重大缺陷。即便在一个专业内，三维可视化也有重大价值，例如设备专业的附件和配件，可能不具备安装条件（如安装空间、脚手架位置）等原因而需要在地面整体安装之后再吊装。这些空间的碰撞可能只能通过三维可视化来实现并且避免，如下列系统截图所示，Smart Construction 可以支持不同专业，不同规模的丰富的三维展示和查询。

在三维模型的基础上，叠加计划、材料、属性信息，则有助于不同的施工管理主体对项目信息进行掌控。例如下图展示了一个多专业综合模型，绿色的部分为已经计划对象，而红色部分则为需要计划部分，利用可视化工具可以大大减少计划中常见的遗漏和差错现象。