中国勘察设计协会主管主办
2017年以来,国务院办公厅、国家发展改革委、住房城乡建设部等相继发布推进全过程工程咨询发展的政策文件,各地政府也陆续发文,行业企业充分参与,共同推动全过程工程咨询的快速发展。
7年来,中国建设科技集团(以下简称“中国建科”)积极响应国家政策,深入研究全过程工程咨询应用模式,形成了以“管理为主导、设计为核心”的发展价值观,打造了以“组织力”为核心竞争力的服务体系,并在实践中完善提升,持续探索传统设计行业转型发展道路,希望相关研究与实践能够为行业企业推进全过程工程咨询提供参考和借鉴。
项目实践的研究基础
建筑生命周期的概念,可以从两个维度来进行理解:一是时间维度,从项目的谋划与策划阶段、实施阶段到运营阶段;二是价值维度,是指在策划阶段设定的项目价值目标,直至运营阶段价值实现的这一过程。
在这一过程中,策划阶段的决策离不开运营阶段的限定与要求,采用“以终为始、运营导向”的原则来形成价值目标,才能实现客观闭环的生命周期。
本义内涵的研究
从全过程工程咨询的产生来看,这一概念的本义是“生命周期工程顾问(Lifecycle Consultant)”,是设计企业根据市场需要与自身发展相结合,将设计工作向前端的策划阶段与后端的运营阶段延伸,并与项目管理相互融合,从而形成的项目组织模式(图1),不同于传统的工程设计和项目管理,是工程设计与项目管理相互赋能、融合发展的内涵关系。
图1 工程设计与项目管理融合关系图
价值关系的研究
生命周期视角下的全过程工程咨询工作范围包括项目定义与策划、工程设计、项目管理、建造控制、资产管理与运营五部分内容(图2)。从价值维度来看,这五部分内容的价值关系有所不同。
图2 全过程工程咨询(生命周期项目–体化服务)价值关系曲线
项目定义与策划决定项目的“总体价值”,包括经济效益、社会效益和文化效益;资产管理与运营的限定与要求决定项目定义与策划的价值目标,同时在管理与运营中实现价值目标。
工程设计与项目管理相互融合,是形成项目总体价值所需的“组织力”的前提与基础,贯穿项目全过程,具有项目实施内涵性的“组织价值”。
建造控制工作是实现价值交付的前置环节,不仅要完成安全、质量、投资、进度的要求,以及功能、性能、效果等品质要求,还要实现针对价值目标体系所分解对应的任务指标,具有项目实施外延性的“工程价值”。
在价值实现过程中,由于时间跨度大、外部环境不断变化,且五部分工作之间勾稽关系相互制约,在决策与实施时受到“不确定性”因素的影响较大。如何能有效控制“不确定性”影响,或者说如何能够把“不确定”转化为“确定”,是项目组织与实施推进的关键能力。
系统研究项目定义与策划等五部分工作内容和三种价值类型,以及识别“不确定性”的影响,是开展项目实践的研究基础。下面以中国西电集团智慧产业园项目为例,对如何做好生命周期视角下的全过程工程咨询进行介绍和分析。
项目定义与策划
中国西电集团智慧产业园项目(图3)占地面积64.2万平方米,建筑面积58万平方米,包含自动化厂房、研发办公楼和厂区生活设施,属于综合型的大型工业园区,也是陕西省重点项目。中国建科为中国西电集团提供了总体规划设计、可研编制、工程设计、项目管理、造价咨询、招标代理和BIM咨询等全过程工程咨询服务。该项目的项目定义与策划工作重点是总体规划设计与可研编制,其工作成果是全过程工作开展的指导与要求,也是决策的标准和依据。
图3 中国西电集团智慧产业园项目鸟瞰效果图
需求管理与目标体系建立
项目组首先对中国西电集团及其子企业进行实地调研与访谈,包括集团子企业产线工艺调研、子企业领导访谈和集团领导访谈三个工作阶段。针对10家入驻园区的集团子企业,采用一线观摩、员工交流、需求清单等方式,了解制造工艺流程、物流管理、运营发展等建设需求,同时与分管领导和技术骨干就厂区的规划设想、工程要求、特种需求、生活配套等内容进行深入交流,形成约11万字的调研资料汇编,并归纳总结出西电集团产业关键信息表和产业关系族谱。
基于调研工作,提出了“‘丝路长安•智电灯塔’,建设世界一流智慧园区”的总体目标、共建共享集群式发展的生产方式目标、土地利用集约高效的园区规划目标、实现数字化和智慧化的管理目标、低碳绿色的生态发展目标。
总体规划与概念方案设计
项目所在场地南北约1120米、东西约965米,需要集中解决以下几个关键问题:
第一,西电集团产区发展经历了从最早大庆路厂区,到城市不同区域布局的“从1到N”的发展过程,项目是将分散的产区集中到高新园区,形成了“从N到1”的“多厂一园区”产业发展布局,园区交通需要高效解决不同产品原材料与成品的物流关系。第二,园区建筑子项18个,其中,单体规模大于10万平方米的1个、大于5万平方米的3个,需要着重考虑总平面布局以及园区空间关系。第三,园区入驻企业的“工艺特殊性强”,危险性等级甲类1个、丙类6个、丁类5个,洁净度包括千级、十万级、百万级,共建共享内容包括超高压试验大厅、油库、空压站等。
在总规设计中,以产业需求、工艺流程为出发点,以产业集聚为目标,把企业族谱空间化,提出单进出、零交叉的“单件流”流线组织理念,通过单向进出串联供应车间、需求车间、装配车间,实现园区内货行单流,车行集中的生产管理目标。
以共享共建、智慧智造为出发点,提出“空间核+智慧芯”的规划理念,打造共享“智核中枢”(图4),设置立体仓库、空中走廊、总装仓库、厂区办公、职工配套等多种功能,集聚园区物流核、动力核、创新核、绿色核、扩展核于一体,体现集约集聚、共享共建的设计理念。
图4 共享“智核中枢”
以“双碳”发展为指导,在园区能源规划和建设两个方面进行综合能源利用和绿色低碳园区规划的专项研究,构建“荷、源、网、储一体化协同互动”的综合能源体系和工艺清洁高效、人员健康舒适、建筑绿色低碳、区域生态平衡、环境和谐共生的绿色低碳系统。
构建总体规划体系,其中,产业专项规划体系包括园区发展与产业集群规划,空间专项规划包括空间布局与整体风貌规划,智慧专项规划包括数字工厂与智慧园区规划,绿色专项规划包括综合能源规划与低碳园区规划。基于总体规划体系,生成了建筑单体、景观室内、道路交通等概念方案设计(图5、图6),并编制了可行性研究报告与项目实施方案。
图5 科创楼概念设计方案外观效果图
图6 智核概念设计方案室内效果图
工程设计
在设计工作中,一方面要落实总规与概念方案的内容,另外要满足八个产业公司工艺生产管理需求,同时要完成各类专项报告34个和多项专项设计内容,包括工艺平面协调、物流组织、综合能源、智慧化设计、景观设计、室内设计、泛光照明、标识系统等。同时,由于面对的协调单位较多,且在实施阶段要与八个施工标段进行技术配合,单纯的设计技术工作不能满足这些内容,必须与管理工作紧密融合,以管理思维开展设计工作,从技术维度协同管理工作。
全过程设计
基于工艺优先的原则,结合总体规划要求,统筹各产业公司的工艺需求,分析解决工艺生产关键问题,优化工艺空间布局。在物流规划设计方面,基于总体规划的设计思路,将物流设计与场地内外交通关系进行梳理,满足原料、成品及内部车辆停靠、出入管控的智能化管理;在综合能源方面,形成包括屋顶光伏、地源热泵、余热利用、光储充一体化的新能源利用方案;在智能化设计方面,形成以运行效果为管理目标的智慧化管理架构平台,实现园区智慧化的管理目标;在景观设计、室内设计方面,将景观与未来生产生活场景融合,将室内设计与园区办公管理、企业文化进行融合;在专项深化设计方面,统筹泛光设计有重点地形成园区照明体系,统筹幕墙深化形成品质化的节点控制,统筹标识系统设计形成厂区标识引导;专项报告包括环评、能评、交评、职业病危害评价、安全预评价、突发环境事件应急预案、生产事故应急预案等,报告涉及的种类多、专业性强,根据设计方案内容统筹编制,将设计要素、管理要素以及报告评审组织等各项工作集成化解决。
通过多方案比较,实现造价有效控制,包括基于场地高差形成不同竖向方案进行经济性比选,基于外部市政条件形成不同外线及综合站房方案,基于成本因素将配套宿舍用房架空形成架空车库,基于成本和施工技术形成超限结构的多选型方案优化对比。
通过精细化设计确保项目品质实现,如在立面幕墙的设计过程中,将建筑材料实施方案落实到技术节点图纸,墙身节点图基本达到幕墙深化阶段深度,目的是减少中间理解偏差,让幕墙单位准确深化,让现场实施清晰操作,从而控制进度和控制最终效果。
管理协同
设计团队针对性地开展审批性设计工作,协同报批报建阶段管理,与管理团队共同讨论设定关键报批节点和识别关键控制事项,并参与和规划、住建等审批部门沟通。在施工图阶段,配合招标工作开展详细设计工作,编制技术规格书,参与招标清单编制,通过对品质要求高、技术要求高的部品、部位进行梳理,从源头上控制成本及效果。在配合清单编制过程中,通过详细设计工作及时发现清单描述存在的问题,以及清单编制的错漏项,提升清单编制工作的效率和精准度。
协同配合各阶段造价管理工作。方案阶段,梳理制约条件,落实空间需求,研究规模与效率的关系,进行规模与选型的方案比选,确定成本控制目标;初步设计与施工图阶段,根据工艺条件及勘察数据,进行设备系统、结构选型、外线路由的多方案比选,确定集约化技术方案并控制概算指标;施工阶段,根据现场情况通过设计优化控制成本、根据进度要求调整工序组织,根据产业公司搬迁入驻需求,深化设计图纸并控制造价。
长期驻场参与现场管理,及时发现施工中与设计相关问题,并协同管理团队提出整改方案。严谨把控项目品质,针对实施规模大、材料构造细节多的事项,实现向前和向后的管理协同支撑。向前支撑是配合管理团队进行材料考察选择,向后支撑是协助深化单位实现加工环节的技术问题解决。通过现场不断排查,督促协助总包单位完成认样清单和实施计划,并逐一进行样板确认和调整。及时提出施工过程中存在的不正确与不精细问题,对于需要设计调整的工作及时提供解决方案。
项目管理
组织设计与计划管理
首先,结合建设单位管理要求及管理特点,构建层次清晰、职责明确的管理架构,项目领导小组负责顶层战略规划,项目部作为协调与辅助决策机构,确保项目执行过程中各个环节紧密连接。同时,各层级配置明确的责任人员,在建设单位(园区管理办公室)、项目管理、设计、监理、施工总包单位之间建立纵向信息对接关系。其次,明确项目管理流程和决策机制,制定项目维度的制度体系,提出对生命周期各阶段管理要求以及项目实施过程中的风险管理,通过识别、评估、监控和应对等步骤确保项目顺利进行。再次,制定《全过程工程咨询服务规划大纲》,明确项目管理目标和原则,确保项目符合战略规划与市场需求;明确各阶段工作任务、责任主体和完成标准,指导从项目启动到竣工运营的各项管理工作。
针对土地征迁、报批报建、基础设施建设、企业入驻运营需求,基于总规要求与设计方案实施内容,通过工作分解结构(WBS)将管理范围内各项工作进行任务识别与界面划分,并构建计划管理体系,包括里程碑节点、工程量百分比、报批报建计划、招标与采购策划、各标段关键任务目标等。通过绘制一图一表,即“项目管理树状图”和“关键任务协同工作和人员安排表”,体现各专业工种间在时间维度的相对关系与紧前紧后的逻辑关系,并录入“八仙平台”,开展信息化管理工作。一图一表是计划管理工作的可视化载体,是工程建设项目全过程、系统性的全景视图,也是项目负责人实施全过程工程咨询项目的统筹管理工具。在项目实施过程中,各专项任务基于一图一表,分别制定具体实施计划(图7–图9)。
图7 报批报建实施计划
图8 招标实施流程图
图9 单标段招标实施计划图
设计管理与招采管理
在设计管理方面,管理与设计工作充分融合,组织多层级设计评审会议,针对设计方案进行评审并提出管理意见,确保设计方案满足项目需求。合理制定设计进度计划并进行跟踪监控,推动设计工作按计划进行。同时,组织协调设计团队与建设单位、施工单位、监理单位等各方紧密沟通,确保设计信息在各个环节准确传递。在技术审批审查管理方面,制定审批审查流程和标准,对项目技术方案、工艺流程、设备选型以及新技术与新材料应用等方面组织专家进行专业评估与审查,确保各项技术的适用性与经济性。
结合建设需求,综合考虑工程规模、技术难度、施工条件等因素,除勘察、设计、监理、检测等咨询服务外,将项目建设工程划分为八个标段,制定详细招标策划,包括确定招标层级(建设单位自招、施工总包自招、施工总包暂估价招标等)、明确招标方式(如公开招标、邀请招标等)、编制招标文件、设定招标流程和时间表等。通过精细化标段划分,形成若干相对独立、易于管理的单元,吸引更多具备专业优势的优质承包商参与竞争,有利于提高项目整体建设质量。
在合同管理工作中,深入分析项目投资规模、资金来源、建设特点及预期收益等关键指标,采取目标控制原则、动态控制原则、整体控制原则和重点控制原则,协助建设单位制定详细的投资计划和资金方案,确保项目资金及时到位和合理使用。定期更新项目投资进展情况,开展项目投资实时监控和跟踪评估,采用“赢得值法”(图10)对比投资预算与实际支出,对于出现的偏差或潜在风险,及时进行风险分析和预警,为建设单位决策提供评估意见。
图10 2024年5月西区某标段“赢得值”曲线图
建造控制与试运行组织
基于图纸管理的实施控制
对设计图纸内容进行细致分解,利用“三图两表一清单”进行控制策划(图11),通过《任务范围思维导图》要求施工总包单位结合总承包合同,梳理履约要点并明确工作界面;通过《任务关系图》,根据工序关系,设定里程碑任务节点,明确设计深化、物料采购与现场实施的勾稽关系;通过《重点任务技术深化图》,绘制能够反映界面划分、交通组织等控制性图纸;通过《任务进度表》与《资金计划表(Excel)》编制项目进度计划和资金使用计划;通过《重要事项清单》归纳提炼实施过程中的里程碑事件、设计深化图交底、考察计划、过程验收、重大风险等内容,并列明具体的完成时间和对应责任人。
图11 “三图两表一清单”控制内容
西电智慧产业园项目建设规模大、施工标段多,需要对园区各标段明确施工界面。根据标段划分,既要满足单一标段封闭施工,又要统一考虑公用道路及出入口设置。通过对总图交通流线进行分析和多方案比较,确定利用东西园区之间道路,作为各标段交通组织的连接,实现多标段能够同时进行平行作业,并可以基于道路环网关系,分段封闭、分段施工,合理切换施工组织交通流线(图12、图13)。
图12 各标段地块施工管理界面划分图
图13 场内交通组织管理图
协调与监督
项目中关于标段之间的界面协调工作较多,比较典型的如室外总体标段由于与其他标段均存在平行施工关系,需要对交接部位的工序关系、时间计划进行叠合后再确定解决思路,并制定针对性的工作界面交付计划。对于标段内不同专业与工种之间,协调施工组织、资源分配和技术定案。对于项目中各标段相同的材料部品,根据标段目标进度情况协调分配使用,以确保施工的连续性和协同性。组织协调设计团队与建设方、监理单位、供应商的对接工作,解决设计变更、材料定样、技术深化定案等工作。针对总体施工进度计划进行审核,并录入中国建科研发的“八仙”信息化管理平台(图14),及时进行排查与对标,对于有偏差事项督促与审核原因分析和整改方案,并根据整改方案进行总体计划的动态调整与信息化平台数据更新。
图14 “八仙平台”信息化管理界面图
组织建立质量管理制度,包括工程技术交底制度、考察制度、样板先行制度、关键部位、关键工序联合检查制度、工程质量专项检查制度、工程验收制度等。梳理工程关键部位和关键工序,对工程质量管理重点、难点提出具体要求。对于影响工程建筑外观、装修效果及使用功能的材料、设备以及重点部位的施工工艺,严格按照样板先行的制度,联合设计单位、监理单位和建设单位,确认后方可进行招采或进行施工,以保障项目高品质完成。对安全文明施工管理进行统一策划,明确目标任务,强化底线思维,在实施过程中实时监督并跟踪检查,确保实现项目安全质量目标。
验收交付与试运行组织管理
根据《西安市深化企业投资项目促产“一件事”改革实施办法》政策文件,对产业性项目竣工验收相关内容进行分析解读后可以看到:“工业产房项目在基本达到工程质量验收合格的前提下,允许企业提前进行生产设备的搬运、安装”。另外,文件中还规定消防验收合格可以进行试运行,以及主体结构验收可以采取分栋、分期的方式,使得工程建设过程中需要同步考虑企业的搬迁计划和试运行需求,并分批验收交付。
针对上述工作要求,组织项目团队与产业公司进行对接,确认产线搬迁需求并明确交付时间节点,细化施工计划并根据搬迁计划调整施工内容。为保证搬迁工作顺利进行,成立专门的项目交付团队,由工程、设备、生产、质量、安全等专业人员组成,明确各成员职责、工作范围和快速沟通机制。制定搬迁交付的质量标准和验收规范,确保现场按期具备设备搬迁条件。根据工程进度制定分单体验收计划,并推动竣工验收工作按计划完成。优化与市政供水供电相关的设备采购工作以及管线施工工作,确保搬迁后的生产设备能够安全地进行安装调试。
结语
中国西电集团智慧产业园项目通过设计与管理的有机融合,形成了贯穿全过程的组织力,链接了项目定义与策划、工程设计、项目管理、建造控制、资产管理与运营五部分任务内容,解决了项目定位高和工艺复杂度高等需求难题,实现了安全、质量、投资、进度和品质五方面的工程建设目标。
该项目既是生命周期视角下全过程工程咨询模式的应用,也是以设计为主体进行牵头的模式实践。从应用与实践效果来看,项目组织模式适合于大型复杂项目系统高效解决问题,有助于传统设计产业向绿色化、高端化和数字化转型,有利于推动科技成果转化和激发新质生产力,以模式创新推动高质量发展。