劉雪莉 楊坦

Structure System of Project Management Based on 4D Model

摘要：通過(guò)對(duì)《項(xiàng)目管理》課程教學(xué)模式現(xiàn)狀分析，結(jié)論表明現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段已明顯不適應(yīng)工程應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。對(duì)此，作者提出了構(gòu)建基于4D模型的項(xiàng)目管理知識(shí)結(jié)構(gòu)體系。這對(duì)現(xiàn)有重理論輕實(shí)踐教學(xué)的解決方案是一個(gè)重要的突破，為提高學(xué)生編制與應(yīng)用工程技術(shù)文件能力水平提供了一個(gè)很好的途徑。

Abstract： In this paper，the current status of engineering project management teaching was analyzed. It was found that current engineering project management teaching methods wasn't true of practical talents cultivation target. Therefore，the use of virtual project management with 4D solution was put forward，which was an important breakthrough in the emphasize theory teaching instead of practice teaching solution and provided a very good way to improve the capabilities of the applied talents training's compilation and application.

關(guān)鍵詞：工程項(xiàng)目管理；應(yīng)用型人才培養(yǎng)；工程技術(shù)文件；建筑信息模型（BIM）

Key words： engineering project management；applied talents training；engineering technique file；BIM

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）15-0256-02

0 引言

工程項(xiàng)目管理課幾乎每個(gè)大學(xué)都開設(shè)，在工程管理以及土木、建技、道橋等相關(guān)專業(yè)中都處于專業(yè)的核心課程的地位[1]。這門課程來(lái)源于實(shí)踐并作用于實(shí)踐，因此具有理論與實(shí)踐相結(jié)合的特點(diǎn)。由此可見，此課程在教學(xué)中應(yīng)緊密聯(lián)系工程實(shí)際案例，通過(guò)案例教學(xué)使學(xué)生掌握項(xiàng)目管理的理論和方法，提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，更甚者組織協(xié)調(diào)能力和應(yīng)變能力，以便能勝任日后的工作。

工程項(xiàng)目的建設(shè)實(shí)施對(duì)管理人員能力要求涉及項(xiàng)目投資前期與建設(shè)期的決策、計(jì)劃、組織、指揮、控制與協(xié)調(diào)等方面，在應(yīng)用型項(xiàng)目管理人才的培養(yǎng)層面，已基本形成共識(shí)的是按照“七大模塊”展開教學(xué)活動(dòng)，即進(jìn)度控制、費(fèi)用控制、質(zhì)量控制、安全管理、合同管理、信息管理、組織與協(xié)調(diào)。然而，具體到《項(xiàng)目管理》課程的教學(xué)活動(dòng)中，由于課程的知識(shí)體系比較龐雜，且綜合性很強(qiáng)，而先修課程一般為單一模塊如《工程造價(jià)》、《信息管理系統(tǒng)》，或少數(shù)模塊組合如《施工技術(shù)與組織》、《招投標(biāo)與合同管理》，因此與其他課程相比，應(yīng)用型高校學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)以下困難[2]：①工科類學(xué)生習(xí)慣于公式推導(dǎo)，這在學(xué)習(xí)本專業(yè)其他課程中不影響學(xué)習(xí)效果，但該課程都是一些理論方面的知識(shí)，幾乎沒(méi)有數(shù)學(xué)公式理論推導(dǎo)。②書中很多條文都是對(duì)國(guó)家相關(guān)法律、部門規(guī)章制度、項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的凝練和總結(jié)，實(shí)踐性強(qiáng)。③學(xué)生上課普遍感覺(jué)字面意思簡(jiǎn)單，但應(yīng)用于實(shí)際案例卻無(wú)從下手，深入掌握很難。④該課程教學(xué)效果差也是由于普遍高校學(xué)生都缺乏實(shí)踐鍛煉，導(dǎo)致很難深刻認(rèn)識(shí)項(xiàng)目管理理論體系以及各種制度的設(shè)定。

本文在分析論文傳統(tǒng)教學(xué)模式及其特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)踐案例將行業(yè)發(fā)展的前沿技術(shù)——BIM技術(shù)和工程技術(shù)文件引入課堂教學(xué)，基于4D模型構(gòu)建項(xiàng)目管理串并聯(lián)式知識(shí)結(jié)構(gòu)，并基于4D模型與工程技術(shù)文件重新設(shè)計(jì)模塊化案例體系，研究成果有利于提高該課程的教學(xué)效果及應(yīng)用型人才綜合素質(zhì)。

1 傳統(tǒng)教學(xué)模式分析

1.1 課程教學(xué)目的

工程應(yīng)用型人才的能力層級(jí)包括：專業(yè)技能、遷移能力、創(chuàng)造能力，其中專業(yè)技能的核心是獨(dú)立編制及有效執(zhí)行相關(guān)工程技術(shù)文件的能力，即在工程實(shí)施中能夠正確合理地執(zhí)行相應(yīng)政策與規(guī)范，且應(yīng)在入行階段具備，因此《項(xiàng)目管理》教學(xué)的基本目標(biāo)可認(rèn)為是掌握基于工程技術(shù)文件的編制與執(zhí)行方法[3]。

1.2 傳統(tǒng)知識(shí)結(jié)構(gòu)

當(dāng)前《項(xiàng)目管理》課程知識(shí)體系主要有兩種：即PMBOK體系和C-CPMBOK體系，均有較強(qiáng)的理論與學(xué)術(shù)屬性。國(guó)際項(xiàng)目管理協(xié)會(huì)提出的PMBOK體系[4]，把項(xiàng)目管理劃分為五個(gè)階段：?jiǎn)?dòng)、計(jì)劃、實(shí)施、控制、收尾；以及九個(gè)可分成不同數(shù)量管理過(guò)程的知識(shí)領(lǐng)域：集成、范圍、時(shí)間、成本、質(zhì)量、人力資源、溝通、風(fēng)險(xiǎn)和采購(gòu)。中國(guó)工程項(xiàng)目管理知識(shí)體系（C-CPMBOK）[5]，其知識(shí)體系框架的主線是工程服務(wù)過(guò)程，內(nèi)容是各管理模塊，分別是項(xiàng)目與工程項(xiàng)目管理、生命周期等概念，策劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施、竣工等各生命周期階段的主要項(xiàng)目管理模塊內(nèi)容。

1.3 傳統(tǒng)教學(xué)手段

由于傳統(tǒng)工程教育的巨大慣性，當(dāng)前的工程項(xiàng)目管理仍是基于2D圖紙的技術(shù)與模型，其突出問(wèn)題是即使采用案例式教學(xué)，由于工程實(shí)體的綜合復(fù)雜性及缺乏直觀性，學(xué)生不能深入理解案例背景并提煉工程參數(shù)，故而教學(xué)過(guò)程中很難實(shí)現(xiàn)有效的互動(dòng)效果，仍然是教師的“一言堂”。由《項(xiàng)目工程》課程知識(shí)體系和2D工程技術(shù)的雙重疊合現(xiàn)狀，最終導(dǎo)致了培養(yǎng)出來(lái)的應(yīng)用型人才在進(jìn)入工程實(shí)踐時(shí)，“畢業(yè)不等于就業(yè)，上班不等于上崗”。因此，為了更能適應(yīng)普通高校工程應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，必須改變以往的知識(shí)結(jié)構(gòu)與教學(xué)手段。

2 4D模型簡(jiǎn)介

目前國(guó)家住建部正大力推廣實(shí)施BIM技術(shù)，其內(nèi)容涉及項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工進(jìn)度、造價(jià)以及其他各方面。BIM模型是一種可視化的數(shù)據(jù)模型，是以工程制圖和Auto CAD構(gòu)建3D模型為基礎(chǔ)，賦予項(xiàng)目幾何、物理、空間和功能等信息，最終以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑工程項(xiàng)目的實(shí)體與功能進(jìn)行數(shù)字化展示[6]。為了使3D靜態(tài)模型可以隨時(shí)間軸的變化而進(jìn)行動(dòng)態(tài)運(yùn)行，以便能更深入具體模擬動(dòng)態(tài)的施工過(guò)程，需要在3D模型基礎(chǔ)上增加時(shí)間維度構(gòu)建BIM-4D模型。4D虛擬模型不僅可以用于檢驗(yàn)施工方案的可行性、施工計(jì)劃安排的合理性、施工場(chǎng)地的布置以及各專業(yè)的施工順序等是否合理，還能可視化模擬項(xiàng)目施工階段工程中進(jìn)度、人力、材料、設(shè)備、成本和場(chǎng)地布置的動(dòng)態(tài)集成管理[7]。根據(jù)建模的目的需求與表達(dá)深度，BIM-4D模型可分為精細(xì)化模型與概念化模型，前者多用于復(fù)雜工程的技術(shù)難題處理與交底，后者則用于方案演示、目標(biāo)控制及工程教學(xué)等。

3 串并聯(lián)式知識(shí)結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)

3.1 4D模型及案例設(shè)計(jì)

4D進(jìn)度模型即動(dòng)態(tài)演示工程虛擬建造的過(guò)程，可由如下三種方式建立：收集典型工程實(shí)施中階段各層級(jí)的模型；教師主導(dǎo)、學(xué)生輔助設(shè)計(jì)完成；學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)完成。收集或設(shè)計(jì)4D進(jìn)度模型不僅將《項(xiàng)目管理》與先修課程有效關(guān)聯(lián)，且表達(dá)出對(duì)工程技術(shù)文件編制與執(zhí)行的要求，相對(duì)于枯燥乏味的傳統(tǒng)教學(xué)知識(shí)體系與2D模型的教學(xué)客體，4D進(jìn)度模型成果還兼具直觀性、可視化與專業(yè)性，在寓教于樂(lè)中充分體現(xiàn)了課程教學(xué)設(shè)計(jì)的參與度與互動(dòng)性，模型質(zhì)量還可以作為教學(xué)考核評(píng)價(jià)的參考指標(biāo)。

基于4D進(jìn)度模型成果，將進(jìn)度控制模塊按照知識(shí)單元進(jìn)行案例設(shè)計(jì)，案例體系包括進(jìn)度計(jì)劃、進(jìn)度檢查、進(jìn)度糾偏等，以突出關(guān)鍵問(wèn)題為原則設(shè)計(jì)參數(shù)化案例，即將綜合復(fù)雜的工程問(wèn)題演變成具體可控的典型參數(shù)化問(wèn)題，教師設(shè)計(jì)出參數(shù)系統(tǒng)后，可引導(dǎo)學(xué)生按照分組模式開展進(jìn)度控制模塊案例的參數(shù)對(duì)比及實(shí)施效果評(píng)價(jià)。通過(guò)在學(xué)生小組中設(shè)置不同角色（即組織因素），基于角色在各典型案例設(shè)計(jì)與分析中的重要性（即技術(shù)因素），可有效結(jié)合組織因素和技術(shù)因素，于是案例分析的過(guò)程還可以與教學(xué)考核評(píng)價(jià)緊密關(guān)聯(lián)。

3.2 5D模型與X-5D模型

基于4D進(jìn)度模型，可增加費(fèi)用維度以建構(gòu)BIM-5D模型[8]，結(jié)合進(jìn)度模塊的案例體系設(shè)計(jì)方法，將費(fèi)用控制模塊按照知識(shí)單元設(shè)計(jì)成參數(shù)化案例系統(tǒng)，形成基準(zhǔn)5D模型，包括：施工成本構(gòu)成與控制、工程造價(jià)構(gòu)成和控制、工程量清單計(jì)價(jià)、工程合同價(jià)款、預(yù)付款及進(jìn)度款、工程竣工結(jié)算等。參照基準(zhǔn)5D模型的參數(shù)化案例系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，在4D進(jìn)度模型上增加質(zhì)量維度、安全維度、合同維度等模塊，形成衍生式X-5D模型，每一個(gè)衍生5D模型均由各知識(shí)單元的參數(shù)化案例體系構(gòu)成。

3.3 串并聯(lián)式知識(shí)結(jié)構(gòu)

基于各階段模型與案例體系的設(shè)計(jì)形成過(guò)程，《項(xiàng)目管理》課程知識(shí)體系可改造為串并聯(lián)式知識(shí)結(jié)構(gòu)，即4D模型（進(jìn)度模塊）→基準(zhǔn)5D模型（費(fèi)用模塊）→衍生X-5D模型（質(zhì)量模塊、安全模塊、合同模塊、信息模塊、協(xié)調(diào)模塊）。各模塊中案例體系的構(gòu)成包括完全工程式案例（以介紹工程背景及模塊任務(wù)為目的）、工程問(wèn)題式案例（以突出關(guān)鍵問(wèn)題及模塊參數(shù)為目的），通過(guò)背景分析及問(wèn)題設(shè)置將各模塊知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)成“模塊學(xué)習(xí)準(zhǔn)備→問(wèn)題分析與參數(shù)提煉→工程技術(shù)文件”的漸近過(guò)程。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著BIM技術(shù)發(fā)展，工程領(lǐng)域正在進(jìn)行著3D模型的變革[5]，為從根本上提高應(yīng)用型人才的質(zhì)量。本文針對(duì)傳統(tǒng)的《項(xiàng)目管理》課程進(jìn)行了與工程技術(shù)文件相接軌的大刀闊斧式改革：即基于各參與方的項(xiàng)目管理，通過(guò)案例式教學(xué)，將BIM技術(shù)引入課程教學(xué)，先建立3D模型，然后與虛擬建造過(guò)程結(jié)合構(gòu)建4D模型，形成可視化立體式項(xiàng)目管理的基本模型，并以進(jìn)度控制模塊為主線，進(jìn)一步構(gòu)建基準(zhǔn)5D和衍生X-5D模型，進(jìn)而可推行案例式教學(xué)方法改革，構(gòu)建互動(dòng)式教學(xué)評(píng)價(jià)模式。于是，基于4D模型與工程技術(shù)文件的《項(xiàng)目管理》串并聯(lián)式知識(shí)結(jié)構(gòu)開展案例式教學(xué)與評(píng)價(jià)，既可把行業(yè)前沿技術(shù)引入課堂，又契合了工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

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