基于LPS的预制梁场进度管理体系研究*

章竑骎 张思恩 徐洁

(浙江交工集团股份有限公司设计院分公司，浙江 杭州 310023)

0 引言

相较施工环境复杂、自然条件多变的现浇梁施工模式，预制梁构件现场装配生产模式具有效率高、周期短、机械化程度高、质量稳定等优点，被广泛应用于桥梁工程[1]。目前，预制梁场进度管理模式存在计划失效、资源调配混乱、生产效率低下等问题，急需建立高质量、高效率的管理模式。20世纪90年代，Lauris Koskela提出精益建造的管理思想[2]，旨在避免浪费和非增值活动，实现项目价值最大化。在此基础上，Glenn Ballard和Greg Howell研究了以最后计划者系统(Last Planner System，LPS)为中心的项目交付体系[3]，通过重新设计工作流程和多级交互计划提高项目交付的稳定性。目前，LPS在工程建设领域得到广泛应用[4-7]。工程实例表明，应用LPS能够充分激发管理人员的主观能动性，降低事故率和质量缺陷率[8]。

本文将LPS引入预制梁场进度管理体系，将生产规划与控制进行整合，使生产计划更加科学有效，从而解决施工项目管理中人、机、料配置复杂、难以协调的问题，降低工期延迟的风险，提高过程管理的有效性。

1 研究方法

1.1 LPS理论概述

LPS由工程最终执行人(如生产班/组长)根据施工的实际进度反馈生产管理计划，自下而上总结计划，从而保证工作流程的有序运转。相比由项目经理设置生产计划，LPS使各生产班组摆脱了被动等待的角色，成为拉动式管理流程的推动者。应用LPS可以带来多方面的收益，除减少工作流的不确定性和提供有前瞻性的工作计划，还可以提升现场管理水平，提高生产效率，减少返工，降低项目的直接成本和间接成本。

1.2 研究方法

本文主要采用三种分析方法对基于LPS的梁场进度管理进行研究，具体如下：

(1)文献研究法。分析总结项目进度管理、工程案例、LPS理论相关文献。

(2)比较分析法。将LPS管理方法与现行进度管理方法进行比对，探讨引入LPS优化梁场进度管理的适用性。

(3)实地调研法与专家访谈法。以瑞苍高速项目、绍兴城投建筑工业化基地项目、杭绍甬智慧梁场项目、义东高速公路项目等案例为调研对象，实地调研预制梁场中存在的技术和管理问题，并走访相关专家和技术人员，确定基于LPS的进度管理体系。

综上所述，本文研究方法及主要内容如图1所示。

2 LPS在预制梁场进度管理中的适用性分析

2.1 预制梁场进度管理特点与现状

2.1.1 管理特点

预制梁场进度管理涉及进度计划的编制、执行、反馈。根据工程项目的进度目标，预制梁场需要如期生产和交付预制构件以配合现场施工，进度延误将带来合同违约、总成本增加、安全和质量隐患等多方面风险，因此，进度管理在梁场项目管理中十分重要。然而，现行进度管理方式的计划编制、执行和反馈环节互相割裂，不同生产环节的需求难以协调，整体可执行性和可控性较差。

对多个预制梁场进度计划编制的调研结果显示，进度计划编制存在多约束性、不确定性、多目标性的特点。

(1)多约束性。项目生产进度受多种因素影响，需要考虑加工、完成、存梁、交付时间以及加工成本、设备占有情况等一系列因素。其中，对进度影响最大的因素为当存梁场地。因为当存梁台座占满时，相关生产线无法继续生产。

(2)不确定性。生产环节中的影响因素是动态的、不确定的，如工程变更、人员流动、突发或偶然事件(设备损害)、原材料供应不足、天气变化等。在编制进度计划时，需要充分考虑这些不确定性因素。其中，天气变化尤为重要，阴雨或晴朗天气会对混凝土预制构件的初凝时间产生4～5天的影响。

(3)多目标性。虽然工期是进度计划的重要指标，但并非单一指标，安全、投资、质量、合同、信息等管理目标共同构成项目进度管理体系，而不同的管理目标之间往往存在冲突。

2.1.2 管理特点现状

(1)计划执行阶段。主要存在计划编制和实际生产脱节、计划实施可靠性低的问题。针对需要生产的预制构件，负责人应以合同约定的交付日期为依据，分解施工计划，采用横道图编制进度计划。计划的可靠性主要取决于计划编制人员的工程经验。一旦预制梁的生产进度滞后于施工进度，一般采用加大投入、加班赶工的方式追赶进度。若超前生产预制梁配件，则会增加梁场存梁的成本与压力。此外，协调人、机、料配置，整合管理体系，避免计划失效和生产节奏错乱也是计划实施的重点和难点。

(2)项目实施阶段。在工程项目中，变更和进度偏差普遍存在。当前，针对计划偏差，通常采用事后控制的措施。当发生变更时，需要划分构件生产的重要和紧急程度，重排生产计划。若生产工艺出现变动，则需要进行生产线改线或特殊构件生产，不仅影响工程进度，而且增加了工程成本[8-9]。此外，不同班组的进度管理水平存在一定差异，一旦产生进度偏差，需要投入大量资源赶工。

图1 研究方法及主要内容

(3)计划反馈阶段。主要存在历史数据收集不足、管理混乱等问题。若无法掌握准确的数据信息，容易导致后续计划调整缓慢，整体计划完成率浮动较大，无法实现进度优化控制。

2.2 LPS与现行进度管理的对比分析

LPS将计划分为主导计划、阶段计划、前瞻计划和周工作计划等，实行多级交互动态管理。其中，主导计划和阶段计划属于长期项目计划，前瞻计划和周计划属于短期执行计划。工程项目的复杂性和不确定性使长期计划的可执行性较低，而LPS的分层计划管控可以提高计划执行的可靠性。LPS流程图如图2所示。

图2 LPS流程图

传统的进度管理模式主要采用集中管理和推动式管理，由项目经理部进行管控，不同环节之间缺乏优化和协调。对于预制梁场而言，变更普遍存在且不易确定，如征地困难导致的交付时间变化、业主要求变更等。同时，不同桥梁工程设计标准不统一，对预制梁的工序和工艺要求不同，因此，管理流程应具有更高的灵活性。

采用LPS可以灵活面对变更，有效减少计划的波动性。例如：某建筑项目引入LPS后，实现了平准化流水施工[10]；在某钢结构装配式建造项目中引进LPS，使项目进度提前42天，工期缩短9.6%[11]；在某半盖挖轨道交通车站项目管理中，将关键链(CCPM)理论与LPS相结合，实现了项目进度目标[9]。

近年来，预制梁场智能化、信息化的生产趋势为LPS的应用提供了客观条件，如智慧梁场系统、设备物联网系统等[12-13]。

3 基于LPS的预制梁场进度管理体系

3.1 基本框架

基于LPS的预制梁场进度管理体系强调计划与执行的统一，注重优化资源需求和供给配合。LPS体系将一线生产负责人纳入计划编制过程，提升了计划编制的合理性以及对生产实际的贴合性。在执行阶段，一线管理人员可以灵活地对实际情况进行调整，并在反馈纠偏阶段使用PPC指标、RNC指标开展计划实施的量化评估。

3.1.1 制订主导计划

主导计划的制订应考虑生产计划的总体安排和施工合同的履行要求，根据项目特点统一主导计划实施的方针和政策，确立LPS的组织结构、职责划分。主导计划的制订与里程碑进度计划制订类似。

3.1.2 制订阶段计划

阶段计划一般计划时间为一个季度，用以评估下一个季度内项目的生产力、资金、劳力、材料等是否会影响工程进度。对于小型工程项目，可以根据实际情况判断是否需要制订阶段计划。

3.1.3 制订前瞻计划

前瞻计划以工程节点为标准将阶段计划分解为6周的提前计划。从这一阶段开始，计划制订者为实际生产管理者，即最后计划者，承担识别约束和任务准备的职责。在生产过程中，应根据周计划的实施情况和反馈，每周更新前瞻计划，同时对周计划提出要求。在必要时，可以对上一层级的主导计划和阶段计划提出变更。

3.1.4 制订周计划

周计划是最终被执行的计划，也是最后计划者承诺完成的计划。周计划将详细显示不同工序之间的相互关系，直接驱动构件生产过程的实现。不同的工序/工种应制订相应的周工作计划，并根据人、机、料的情况确保制定的工作量能在本周完成。项目生产人员应定期检查工作进度是否与主导计划相匹配，判断是否需要采取措施。

3.1.5 计划完成百分比和未完成原因分析

每个周计划结束时，应详细检查和评估承诺的工作任务实际完成情况，以纠正偏差并指导下一步施工。采取的主要评估方法为计划完成百分比图(PPC)，通过计算实际完成的工程量与计划完成的工程量之比，作为衡量系统绩效的关键指标。若PPC=100%，说明项目没有延迟。若PPC值等于生产负责人规定的目标百分比(如85%或以上)，则计划是可靠的。若PPC值低于生产负责人规定的目标百分比，则需要采取控制措施，如增加资源供给、改变班次时长和减少无价值活动等。

除了用PPC图评估计划完成情况，还应分析未完成原因(Reason for Non-Compliance，RNC)。无法按计划完成任务的原因可分为执行失败和计划失败，而设置不合理的计划目标是计划失败的重要原因之一。通过RNC分析，可以实现动态管理和持续改进。

综上所述，基于LPS的预制梁场进度管理体系如图3所示。

图3 基于LPS的预制梁场进度管理体系

3.2 LPS进度管理方法应用

以T梁生产为例，分析LPS的具体应用。目前，LPS管理理念在国内的普及程度较低[14]，在应用LPS前需要进行专业培训，通过LPS培训手册树立拉动式生产管理理念，为后续前瞻计划和周计划的制订做好准备。

3.2.1 主导计划与阶段计划编制

在主导计划和阶段计划编制阶段，参与计划制订的人员与现行进度计划的制订人员一致。

3.2.2 前瞻计划编制

在前瞻计划编制阶段，计划制订者为各一线班组管理人员，如生产线基础班组、拌和楼基础班组、钢筋棚基础班组、张拉班组和龙门吊运输班组的负责人。将生产过程中预制梁的钢筋数量与混凝土方量需求与实际产能建立联系，并根据生产线优化生产流程。

制订前瞻计划时，应尽量做到平均排产，使预制梁场的产能与需求相匹配，避免出现生产峰值。根据预制桥梁构件的类型、数量、方量、完成与供应时间、运输和存储成本，各负责人确定相应的机械、模板、钢筋、混凝土、人员的整体需求，从而制订资金和材料供应计划以及生产计划。同时，做好设备的购置、租借与维护规划，减少设备故障等风险。

存梁区的存放能力是影响预制梁生产过程和计划排产的重要因素。调研结果显示，物料成本占预制梁生产总成本的70%左右。因此，应通过供应链优化、反季节采购等措施，在不影响进度的前提下降低生产成本。

各生产负责人应学习和掌握LPS专业知识和技能，如描述生产所需的资源、制定合理的生产任务等。随着项目的推进，执行团队整体效率将得到显著提升[15]。

3.2.3 周计划编制

编制周计划时，应由一线生产者分解工作任务，优化工作效率。例如，预制T梁的制作流程为钢筋加工及安装→模板安装→砼浇筑→养护→拆模→养护→预应力张拉→孔道压浆→养护→存梁。根据预制梁施工特点，考虑到机械、材料的资源压力，很难实现各工序均衡施工。在混凝土浇筑阶段，需要人工分层浇筑振捣密实以保证强度，但受混凝土供应的限制，为保证关键工序，应为其优先划拨资源。

预制梁构件施工后需要进行过程质检，因此，质检效率也是制约项目进度的主要因素之一。

3.2.4 周计划控制

生产负责人应每周召开工作会议，除了明确下一阶段的生产任务，还要讨论延迟原因和改善措施。在预制梁场应用LPS的过程中，应重点关注内部因素，如质量问题产生原因和处理措施、返工影响等，以有效改善进度管理的实施条件[16]。

4 结语

本文针对预制梁场进度管理特点与现状，分析了引入LPS进行优化的适用性，构建了基于LPS的预制梁场进度管理体系，为预制梁场进度管理提供了新的思路。今后，可结合其他辅助技术，如BIM等信息技术，进一步研究LPS的跟踪和检测机制，以实时反馈计划偏差。此外，可将LPS与其他预制梁场管理系统进行联动，实现精细化管理。