工作分解結(jié)構(gòu)（WBS）原理在房建工程信息編碼系統(tǒng)中的應(yīng)用

鐘秀琦

上海建工集團(tuán)股份有限公司 上海 200032

工作分解結(jié)構(gòu)（work breakdown structure，WBS）是以可交付成果為導(dǎo)向?qū)?xiàng)目要素進(jìn)行的分組，是工程項(xiàng)目管理實(shí)踐的重要內(nèi)容之一，它貫穿于房建工程項(xiàng)目實(shí)施的全過(guò)程，是進(jìn)行成本、進(jìn)度、質(zhì)量計(jì)劃的重要基礎(chǔ)。近幾年，我國(guó)房建工程數(shù)字化管理不斷推進(jìn)，對(duì)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(duì)房建工程信息進(jìn)行編碼，確保唯一性并方便提取使用。從既往經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，借鑒WBS原理建立房建工程信息編碼系統(tǒng)是完全可行的[1-2]。

1 建立房建工程信息編碼系統(tǒng)的目的

1.1 實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目管理數(shù)據(jù)的規(guī)范化、統(tǒng)一化

房建工程在實(shí)施的過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)諸如項(xiàng)目設(shè)計(jì)內(nèi)容出現(xiàn)矛盾或遺漏、不同條線的匯報(bào)數(shù)據(jù)不同步且無(wú)法相互印證等問(wèn)題。這些現(xiàn)象形成的一個(gè)重要原因就是不同部門對(duì)工作的目標(biāo)對(duì)象沒(méi)有使用統(tǒng)一的描述語(yǔ)言。如果用工具化的結(jié)構(gòu)分解方式對(duì)房建工程可交付成果進(jìn)行一致的描述，如預(yù)算和計(jì)劃部門對(duì)預(yù)算項(xiàng)目、計(jì)劃條目應(yīng)用統(tǒng)一的信息編碼，可有效避免矛盾和不便的發(fā)生。

1.2 提升項(xiàng)目管理的信息化、數(shù)字化水平

隨著信息化時(shí)代的到來(lái)，房建工程領(lǐng)域涉及越來(lái)越多的數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)，各類專業(yè)建模、計(jì)算軟件在管理中的應(yīng)用也越來(lái)越多。但各自之間常常缺少簡(jiǎn)便的信息交換的方法，特別是對(duì)工程項(xiàng)目對(duì)象沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的命名，使各種軟件產(chǎn)生的模型文件之間較難進(jìn)行信息的交流。而運(yùn)用WBS原理對(duì)房建工程信息編碼系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而形成多層次框架結(jié)構(gòu)、統(tǒng)一的規(guī)則代碼，可有效用于項(xiàng)目信息的標(biāo)記、存儲(chǔ)、識(shí)別、交換過(guò)程。尤其是WBS編碼的唯一性特征非常適合作為數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)鍵字使用，能與計(jì)算機(jī)技術(shù)緊密結(jié)合。

1.3 結(jié)合BIM技術(shù)提升項(xiàng)目管理效率

房建工程的模型信息量非常龐大，只有為每個(gè)信息定義唯一的編碼，才有可能有效快速地使用這些數(shù)據(jù)。通過(guò)借鑒WBS原理建立的房建工程信息編碼系統(tǒng)，在模型和預(yù)算建立時(shí)使用統(tǒng)一的編碼規(guī)則，可以解決因統(tǒng)計(jì)對(duì)象、范圍不一致造成的模型統(tǒng)計(jì)量與成本部門統(tǒng)計(jì)量不匹配的問(wèn)題，為建筑信息模型技術(shù)在項(xiàng)目成本管理中的落地應(yīng)用創(chuàng)造條件。例如，在預(yù)算文件中柱A單價(jià)為1 000元，在設(shè)計(jì)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(yù)算文件中識(shí)別唯一的編碼即知道其單價(jià)。

2 符合房建工程項(xiàng)目特點(diǎn)的信息編碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 編碼系統(tǒng)組成

根據(jù)房建工程的信息構(gòu)成及其管理的特點(diǎn)，信息編碼系統(tǒng)可以分為5個(gè)層級(jí)，各層級(jí)依次由“項(xiàng)目屬性特征段（時(shí)間序號(hào)代碼、國(guó)家/地區(qū)代碼、項(xiàng)目名稱代碼）”“進(jìn)度、質(zhì)量特征段（項(xiàng)目的施工專業(yè)、分區(qū)、樓層及施工流水段、檢驗(yàn)批等代碼）”“成本特征段（工程量清單的項(xiàng)目編碼）”“工料機(jī)特征段（預(yù)算書(shū)的人工、材料、機(jī)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(tǒng)結(jié)構(gòu)形式

房建工程信息編碼系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式如表1所示。

表1 房建工程信息編碼系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式

2.3 編碼特點(diǎn)

所有元素的編碼均采用模塊化結(jié)構(gòu)，各模塊由特征代碼組成，如表1中的[01]～[16]特征代碼。按項(xiàng)目在成本、進(jìn)度、質(zhì)量等方面的要求，設(shè)定多組特征段串聯(lián)形成代碼，保證能分組形成相同層級(jí)結(jié)構(gòu)樹(shù)，滿足以后應(yīng)用的動(dòng)態(tài)變換要求。按照管理重點(diǎn)，編碼設(shè)計(jì)可以優(yōu)先滿足某項(xiàng)需求，如先滿足合同成本核算的應(yīng)用需求，再依次滿足在進(jìn)度、質(zhì)量、模型等方面的應(yīng)用需求。在選擇編制信息編碼的基礎(chǔ)模板時(shí)，應(yīng)采用現(xiàn)行國(guó)家計(jì)量規(guī)范規(guī)定中的工程量清單編碼和預(yù)算書(shū)的人工、材料、機(jī)械編號(hào)作為編碼基礎(chǔ)，然后向上和向下增加進(jìn)度、質(zhì)量等屬性特征，擴(kuò)充編碼層級(jí)。其優(yōu)點(diǎn)是：

1）房建工程的實(shí)施以經(jīng)濟(jì)合同為依據(jù)，而它的一個(gè)重要組成部分就是工程量清單，一個(gè)完整的項(xiàng)目預(yù)算必然包括項(xiàng)目構(gòu)成的全部?jī)?nèi)容。因此直接以預(yù)算中的工程量清單編碼為基礎(chǔ)，可以有效地保證信息內(nèi)容的完整性，做到對(duì)項(xiàng)目范圍的定義不遺漏。

2）現(xiàn)行國(guó)家計(jì)量規(guī)范規(guī)定中的工程量清單編碼本身就是一個(gè)WBS的構(gòu)架體系，且有現(xiàn)行國(guó)家計(jì)量規(guī)范作保證。從工程量清單中分部分項(xiàng)工程量清單組成看，其包含了擬建工程的全部分部分項(xiàng)工程清單。同時(shí)還有措施項(xiàng)目清單、其他項(xiàng)目清單作為補(bǔ)充，可滿足編碼的基本需求。

3）對(duì)于項(xiàng)目管理人員來(lái)說(shuō)，編碼應(yīng)該易于理解和便于使用。故用工程量清單編碼作為基礎(chǔ)的代碼，一般管理人員都能進(jìn)行識(shí)別。同時(shí)以國(guó)家計(jì)量規(guī)范規(guī)定中的工程量清單編碼為基礎(chǔ)，可不必再重新編訂大量新的編碼，減少了管理人員的實(shí)際工作難度，還能與目前國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)廣泛采用定額的工作方式緊密結(jié)合。

需要注意的是，表1中的四級(jí)特征段有工料機(jī)特征段（路徑1）和工藝流程特征段（路徑2），在層級(jí)上同時(shí)隸屬于三級(jí)的成本特征段，也就是說(shuō)形成了2組不同的分支（圖1），但描述的是同一個(gè)元素。路徑1從成本定額角度考慮工、料、機(jī)的組成進(jìn)行分組，路徑2從進(jìn)度計(jì)劃角度考慮施工工序的排定進(jìn)行分組。這樣就形成了由一至三級(jí)的一致主干，又和四至五級(jí)不同的支干。處于主干末端的成本特征段遂成為關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，在該層級(jí)上保證了2個(gè)路徑編碼識(shí)別的統(tǒng)一性。不同支干通過(guò)編碼在數(shù)據(jù)庫(kù)中賦值的路徑代碼進(jìn)行識(shí)別。另外，需要注意“管理部門編制的人材機(jī)專項(xiàng)代碼”系為便于相關(guān)管理部門識(shí)別設(shè)置，由各相關(guān)管理部門編制。該代碼是與[13]和[14]表述的“人工材料機(jī)械代碼”一一對(duì)應(yīng)的，可省略。但在數(shù)據(jù)庫(kù)中應(yīng)有對(duì)照表，以便于房建公司各相關(guān)管理部門使用。

2.4 信息編碼系統(tǒng)基本形態(tài)結(jié)構(gòu)

信息編碼系統(tǒng)基本形態(tài)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.5 信息編碼系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

在編制中，采用先完成信息編碼系統(tǒng)的底層元素代碼后再生成層級(jí)結(jié)構(gòu)的流程方式，這樣做的好處是符合建筑行業(yè)的一般工作流程。流程允許在編制預(yù)算、創(chuàng)建模型、制定進(jìn)度的過(guò)程中，按統(tǒng)一規(guī)則（表1）對(duì)可交付成果按所需的屬性特征逐一進(jìn)行編碼，再按屬性特征逐級(jí)按類分組，最后形成具有相同層級(jí)的樹(shù)形結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖2）。可在過(guò)程中根據(jù)需要實(shí)時(shí)地增加特征段，同時(shí)增加結(jié)構(gòu)層級(jí)。

圖1 四級(jí)特征段衍變2組不同的分支

在傳統(tǒng)模式下，WBS的上下層級(jí)關(guān)系固定不變，這樣的固定安排并不適合龐雜的房建工程項(xiàng)目。本文設(shè)計(jì)的編碼規(guī)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(tǒng)在不影響各元素代碼的前提下，可通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件對(duì)各特征段進(jìn)行先后次序的重新排定，進(jìn)而調(diào)換或增減上下層級(jí)關(guān)系，獲得新的信息編碼系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

這樣的編碼設(shè)計(jì)是靈活的，如我們可以將表1中的“成本特征段”提升到層級(jí)二，而將進(jìn)度、質(zhì)量特征段降到層級(jí)三，生成新的層級(jí)結(jié)構(gòu)。我們也可以將[04]施工專業(yè)、[05]施工分區(qū)、[06]樓層及施工流水段等屬性代碼單獨(dú)分解出來(lái)作為一個(gè)新的層級(jí)，生成新的WBS樹(shù)形結(jié)構(gòu)。借助現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)大幅提升的數(shù)據(jù)處理能力，這種變形是可以實(shí)時(shí)進(jìn)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(jí)的特征段組合而成，故某些元素會(huì)沒(méi)有相對(duì)應(yīng)的特征段屬性，此時(shí)就必須在此位置設(shè)置“空”代碼，以滿足編碼規(guī)則。在字符選取上，以和同一特征段代碼相同位數(shù)的“_”表示。在這里沒(méi)有采用“0”來(lái)表示，主要是強(qiáng)調(diào)其為“空”的屬性，同時(shí)盡量避免和以“0”開(kāi)頭的特征段代碼產(chǎn)生混淆。

圖2 信息編碼系統(tǒng)基本形態(tài)結(jié)構(gòu)

2.7 簡(jiǎn)化碼的使用

在實(shí)際使用過(guò)程中，為了便利或在專業(yè)軟件對(duì)字段長(zhǎng)度有限制等情況下，可使用部分特征段代碼，或?qū)μ卣鞫蔚拇a按規(guī)則進(jìn)行縮寫(xiě)和替換，形成簡(jiǎn)化碼。如在同一個(gè)項(xiàng)目中使用的代碼，可在實(shí)際的使用過(guò)程中省略“項(xiàng)目屬性特征段”，便于使用。又如某款計(jì)劃編制軟件，在對(duì)應(yīng)“工料機(jī)特征段”的資源名稱匯總項(xiàng)內(nèi)最多僅能滿足256個(gè)字符輸入要求，此時(shí)就必須制訂規(guī)則對(duì)原定位數(shù)的代碼段進(jìn)行縮減，例如用1～2位的英文字符替換更多位數(shù)的數(shù)字字符形成簡(jiǎn)化碼。采用簡(jiǎn)化碼后，應(yīng)在數(shù)據(jù)庫(kù)中為簡(jiǎn)化碼與原編碼建立一一對(duì)應(yīng)的代碼對(duì)照表。

2.8 路徑碼

由于不同路徑的存在，為對(duì)不同的支干編碼進(jìn)行路徑識(shí)別，需在數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)每個(gè)特征段編碼為其賦值所在路徑的識(shí)別代碼。

3 數(shù)據(jù)庫(kù)和軟件的應(yīng)用

數(shù)據(jù)庫(kù)和軟件的應(yīng)用在數(shù)字建造時(shí)代不可或缺，“數(shù)據(jù)庫(kù)＋軟件”則是打通人與信息編碼系統(tǒng)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，旨在降低人工操作的難度，實(shí)現(xiàn)工作的自動(dòng)化或半自動(dòng)化。一般WBS應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)包括WBS輔助應(yīng)用軟件和工程信息數(shù)據(jù)庫(kù)2個(gè)子系統(tǒng)。工程信息數(shù)據(jù)庫(kù)負(fù)責(zé)工程數(shù)據(jù)的保存、匯總、計(jì)算等；信息編碼系統(tǒng)輔助應(yīng)用軟件負(fù)責(zé)編碼及結(jié)構(gòu)的編制、輸入、輸出等，并實(shí)現(xiàn)對(duì)工程信息數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行有界面的操作。

3.1 工程信息數(shù)據(jù)庫(kù)

工程信息數(shù)據(jù)庫(kù)不單指WBS信息編碼系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，還包括與其關(guān)聯(lián)的工程數(shù)據(jù)庫(kù)。核心目標(biāo)就是使每條項(xiàng)目數(shù)據(jù)都直接或間接地對(duì)應(yīng)信息編碼，簡(jiǎn)單講就是用信息編碼作為關(guān)鍵字的一對(duì)多關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)信息編碼作為工程數(shù)據(jù)的識(shí)別碼，對(duì)工程數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)模型、進(jìn)度、預(yù)算乃至材料、質(zhì)量、安全方面數(shù)據(jù)的統(tǒng)一組織，實(shí)現(xiàn)工程信息數(shù)據(jù)的使用、維護(hù)、共享等。

3.2 輔助應(yīng)用軟件

輔助應(yīng)用軟件模塊包括：信息編碼、結(jié)構(gòu)的模板設(shè)計(jì)模塊；編碼字典、編碼結(jié)構(gòu)圖生成模塊；編碼結(jié)構(gòu)計(jì)算生成模塊；工程數(shù)據(jù)輸入、輸出模塊及數(shù)據(jù)的各類應(yīng)用模塊（數(shù)據(jù)協(xié)同、數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)加密）等。其中，工程數(shù)據(jù)的提取是難點(diǎn)，必須逐一掌握各應(yīng)用軟件的輸出文件格式和方法，但相較于去實(shí)現(xiàn)不同軟件數(shù)據(jù)之間的相互轉(zhuǎn)換，這種只將數(shù)據(jù)提取入數(shù)據(jù)庫(kù)的操作還是相對(duì)簡(jiǎn)單的。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著工業(yè)4.0概念的提出，BIM技術(shù)、5D技術(shù)、數(shù)字雙胞胎、機(jī)器人等新概念慢慢深入建筑行業(yè)的方方面面，房建工程施工中的數(shù)字化、信息化、自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)也越發(fā)顯現(xiàn)。

本文旨在討論WBS編碼在房建工程中的數(shù)字化應(yīng)用，總結(jié)出適應(yīng)發(fā)展趨勢(shì)的編碼規(guī)則，一套可整合預(yù)算、進(jìn)度、模型等數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的體系以及相關(guān)的應(yīng)用方法，從而為現(xiàn)代工程建設(shè)服務(wù)。