高巍

(福陸(中國)工程建設(shè)有限公司，上海 201103)

0 引言

工程項目在實施過程中都會遇到變更情況，變更對項目的影響在很大程度上取決于其發(fā)生的時間。過晚的變更往往會對項目的實施產(chǎn)生一系列不利的影響，如重復(fù)工作、進度延遲、預(yù)算增加等。如何從源頭上有效控制變更，如何應(yīng)對過遲變更發(fā)生，都是工程管理人員需要深入思考的問題。

在工程實踐中，通常采用階段性審查的方法，將項目實施過程分解為若干階段[1]，確定各階段關(guān)注的方案與事項，并進行階段性綜合審核，是應(yīng)對過晚變更的重要措施。然而，在實際實施中，過晚變更的發(fā)生仍非常普遍，對項目的影響不容忽視。已有相關(guān)研究往往是經(jīng)驗教訓(xùn)的積累或側(cè)重于實施階段的相關(guān)管理[2-4]，對整體策略基于知識與邏輯體系的系統(tǒng)性梳理尚不多見。

本文將工程項目作為研究對象，對擬建系統(tǒng)在設(shè)計建造過程中的變更控制問題進行探討，并提出應(yīng)對策略與解決方案，為后續(xù)相關(guān)方法工具的研究開發(fā)打下理論基礎(chǔ)。

1 工程變更來源分析

要從源頭上分析工程變更，需要對其來源進行梳理。變更的本質(zhì)是擬建系統(tǒng)某個層面的需求發(fā)生了變化。需求來自各個參與方，因此，首先考慮按照項目主要參與方的維度對變更來源進行分類。一般情況下，工程項目中核心參與方包括：投資方、用戶方、管理方、設(shè)計方、施工方、供應(yīng)方、監(jiān)管方。投資和用戶方是用戶需求的提出方，其需求的變化將會導(dǎo)致變更。設(shè)計方負責(zé)提出系統(tǒng)各個層面的解決方案，方案的變化將會導(dǎo)致變更。施工方負責(zé)提供工程安裝實施，安裝方案或已有成果的改變將會導(dǎo)致變更。供應(yīng)商提供子系統(tǒng)的工程解決方案，其設(shè)計或產(chǎn)品如與前期假設(shè)不符，將會導(dǎo)致變更。監(jiān)管方的法規(guī)、條例等代表公共利益需求，其變化或解釋與預(yù)期不一致，都會引起變更。

將上述因素進行歸納，變更的來源可以分為以下三個方面：

(1)需求變化。如業(yè)主方、使用方提出的功能需求調(diào)整等導(dǎo)致相關(guān)需求定義的變化。

(2)失誤補救。設(shè)計、施工、采購等各方在實施過程中均會存在不完善甚至失誤的地方，如條件傳遞失誤、工序協(xié)調(diào)沖突、采購規(guī)格偏差等。另外，設(shè)計優(yōu)化如發(fā)生在過晚的時間階段，本質(zhì)上也是一種失誤。

(3)不確定性。如設(shè)備供應(yīng)商設(shè)計的不確定性，規(guī)范法規(guī)中的灰色地帶等。

Eckert等[5]將變更來源分為兩大類：一類是突發(fā)型變更(Emergent Change)；另一類是發(fā)起型變更(Initiated Change)。后者相當(dāng)于失誤補救型，而前者對應(yīng)需求變化型。本文將不確定性造成的變更單獨分為一類，這是介于兩者之間的一種變更，并非由被動失誤造成，也不是由主動需求變化引起，而是由各種無法規(guī)避的不確定性造成。變更來源的本質(zhì)分析見表1。

表1 變更來源的本質(zhì)分析

由表1可知，需求、過程、系統(tǒng)這些關(guān)鍵詞代表了變更來源的核心要素。從系統(tǒng)需求的視角研究設(shè)計過程中的工程變更問題，是本文研究的一個切入點。

2 基于系統(tǒng)需求分解模型的工程設(shè)計過程分析

2.1 系統(tǒng)需求域與系統(tǒng)方案域分解交互分析

工程設(shè)計過程的本質(zhì)是提出系統(tǒng)需求，并找出滿足需求的方案，這個過程在問題域和求解域之間不斷以“之”字形傳遞且不斷分解。在工程背景下，問題域?qū)?yīng)系統(tǒng)需求域，求解域?qū)?yīng)系統(tǒng)方案域。

系統(tǒng)的本質(zhì)特征之一是層次性[6]，相應(yīng)的，系統(tǒng)需求與系統(tǒng)方案也具有層次性。系統(tǒng)需求域的最高層面，是投資方根據(jù)市場需求提出的整體性系統(tǒng)需求，這是總源頭；系統(tǒng)方案域的最高層面，是整體性可行方案和系統(tǒng)；對這些系統(tǒng)的組合分析的過程，就是本系統(tǒng)層面的設(shè)計過程，該設(shè)計過程的成果，就是本層系統(tǒng)的方案。

就系統(tǒng)的某一層面而言，在方案域中尋找方案的過程，是尋求相關(guān)系統(tǒng)要素的組合以滿足該層系統(tǒng)需求的過程。該過程是一種綜合過程，是把已知的元素匯集成新的組合創(chuàng)造的過程。

在本層系統(tǒng)方案的基礎(chǔ)上，進入下一層的系統(tǒng)需求分解的過程，對相關(guān)組合元素的需求分別進行研究，繼而在系統(tǒng)方案域分別形成相關(guān)系統(tǒng)方案。這就是需求在系統(tǒng)需求域和系統(tǒng)方案域之間“之”字形傳遞分解的過程。這個過程隨著系統(tǒng)分層而逐層展開，是一個循環(huán)迭代的過程，如圖1所示。

圖1 問題域與求解域之間的“之”字形映射過程

2.2 系統(tǒng)需求分解模型的提出

系統(tǒng)需求如何得到滿足，需要從系統(tǒng)功能的定義著手分析。功能是系統(tǒng)諸要素在一定的結(jié)構(gòu)下形成的效應(yīng)或作用，是由系統(tǒng)要素及其關(guān)系所決定的，通過系統(tǒng)的整體行為表現(xiàn)出來[7]。系統(tǒng)要素及其相互關(guān)系，是系統(tǒng)的組成方式，可稱之為架構(gòu)。架構(gòu)可以包括三個方面[8]：一是功能要素的組織方式；二是功能要素至物理要素的映射；三是物理要素之間的交互的規(guī)定。由此可知，架構(gòu)的概念包括功能要素與系統(tǒng)要素的映射關(guān)系、各自的組成方式，以及系統(tǒng)要素之間的交互方式。

結(jié)合系統(tǒng)要素之間交互的本質(zhì)特征，可以將系統(tǒng)的組成架構(gòu)分為流程架構(gòu)和空間架構(gòu)兩個方面，流程架構(gòu)表示系統(tǒng)要素之間的物質(zhì)、能量(冷、熱、電、力等)，以及信息的流動和傳遞關(guān)系；空間架構(gòu)則表示系統(tǒng)要素之間的空間關(guān)系(如遠近、高低、占用、分隔等)。因此，方案確定意味著架構(gòu)的確定，架構(gòu)確定意味著本層系統(tǒng)的組成要素、交互關(guān)系(流程架構(gòu))及空間關(guān)系(空間架構(gòu))的確定。這個確定本層系統(tǒng)方案的過程，就構(gòu)成系統(tǒng)需求“之”字形分解傳遞過程的水平部分，如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)需求域與系統(tǒng)方案域的分解傳遞與驗證

而本層系統(tǒng)組成要素的屬性參數(shù)確定需分解至下一個系統(tǒng)層面來解決，即需求分解。在系統(tǒng)需求域，針對系統(tǒng)要素的功能需求進行分析，確定該層面系統(tǒng)要素的系統(tǒng)需求，確定系統(tǒng)屬性參數(shù)。這樣，也就完成了“之”字形映射過程的傾斜段，如圖2所示。將要進行的是又一個“之”字形映射的周期，相關(guān)系統(tǒng)需求和系統(tǒng)要素繼續(xù)得以分解。

從圖2可以看出，系統(tǒng)設(shè)計的過程，實質(zhì)上就是系統(tǒng)需求域和系統(tǒng)方案域“之”字形分解傳遞迭代的過程。

系統(tǒng)設(shè)計中尚有一個分析與驗證的過程。第i+1層系統(tǒng)的需求定義能否滿足其上層(第i層)系統(tǒng)架構(gòu)的要求，第i層系統(tǒng)架構(gòu)能否滿足該層系統(tǒng)需求定義的要求。這個驗證過程是沿著“之”字形路徑相反的方向進行的，如圖2所示。在設(shè)計階段，這種驗證主要采用虛擬、紙面的驗證方法，以各學(xué)科的知識庫、理論庫及模擬工具為工具。

上述“之”字形映射分解及反向驗證的過程，是本文從系統(tǒng)需求與系統(tǒng)方案映射分解的角度對工程設(shè)計過程進行的抽象，稱之為系統(tǒng)需求分解模型。系統(tǒng)需求域與系統(tǒng)方案域的分層結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)需求域與系統(tǒng)方案域的分層結(jié)構(gòu)

2.3 系統(tǒng)需求分解模型解決的問題

工程設(shè)計階段性審核的目的之一，是對下一階段項目實施的基準(zhǔn)線進行審核和確認(rèn)。基準(zhǔn)線的核心部分，是該系統(tǒng)層面的架構(gòu)(流程架構(gòu)和空間架構(gòu))，以及該層系統(tǒng)要素的系統(tǒng)需求。需求分解模型的提出，提供了一個清晰的視角和依據(jù)，幫助解決基準(zhǔn)線的審查與判定等問題。

針對工程變更應(yīng)對策略，系統(tǒng)需求分解模型提供了較為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬀€索，沿著這條主線可以將與工程變更相關(guān)的各方面關(guān)聯(lián)起來，為系統(tǒng)地分析和梳理提供了有力的理論工具。

3 工程變更應(yīng)對策略分析

基于系統(tǒng)需求分解模型，本文擬從三個維度(時間維度、邏輯維度和知識維度)對變更應(yīng)對策略進行分析。

3.1 時間維度——從項目的生命周期看應(yīng)對策略

項目的生命周期是擬建系統(tǒng)從規(guī)劃到實現(xiàn)的各個階段的總和；不同階段的系統(tǒng)需求不同，相應(yīng)的變更特征和影響不同，其應(yīng)對策略也不同。

建設(shè)類工程項目的生命周期大致可以分為概念設(shè)計、方案設(shè)計、初步設(shè)計、詳細設(shè)計、施工建造、系統(tǒng)測試調(diào)試移交、使用維護等階段。

在概念設(shè)計階段，工程設(shè)計的側(cè)重點對應(yīng)整體系統(tǒng)需求的架構(gòu)設(shè)計；在方案設(shè)計階段，需求在整體層面基礎(chǔ)上進行分解，對應(yīng)層面的系統(tǒng)架構(gòu)得以設(shè)計，階段成果為工藝流程設(shè)計、工程方案設(shè)計等；在初步設(shè)計階段，在前期階段系統(tǒng)方案的基礎(chǔ)上繼續(xù)進行相關(guān)子系統(tǒng)的需求分析及架構(gòu)設(shè)計，直至子系統(tǒng)組成要素的系統(tǒng)方案得以確認(rèn)，階段成果為工藝詳細設(shè)計、工程設(shè)計統(tǒng)一規(guī)定、工程初步設(shè)計文件等；在詳細設(shè)計階段，關(guān)注更下一層系統(tǒng)(如組件層面)的需求，相關(guān)階段成果為施工圖、項目規(guī)范說明文件等。

各階段對應(yīng)相應(yīng)的階段性審查及決策要點，也可以從系統(tǒng)需求的角度進行分析梳理。方案設(shè)計結(jié)束，審查要點是整體系統(tǒng)架構(gòu)的可行性、合理性、完整性。這個階段的投入相對較少，往往是進行投資決策的較佳時間點。

隨著初步設(shè)計(也稱“前端設(shè)計”)的進行，系統(tǒng)設(shè)計進入子系統(tǒng)層面，子系統(tǒng)組成要素的系統(tǒng)需求得以提出。該階段定義了子系統(tǒng)層面的系統(tǒng)架構(gòu)及子系統(tǒng)要素層面的系統(tǒng)需求，是整個項目的設(shè)計基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，項目的范圍基準(zhǔn)才能有條件形成。因此，這個階段的決策重點是確立項目的范圍和費用基準(zhǔn)(預(yù)算)。

進入詳細設(shè)計階段，部分實體投入開始發(fā)生(如長周期設(shè)備的采購)，系統(tǒng)設(shè)計進入組件層面的架構(gòu)設(shè)計及組件組成要素的參數(shù)設(shè)計。這一階段的決策重點是基準(zhǔn)線的變化確認(rèn)(變更審核)。

進入實施建造試運行階段，實體投入開始大幅增加，系統(tǒng)從空間架構(gòu)至系統(tǒng)架構(gòu)逐層得到實現(xiàn)和驗證，直至整體系統(tǒng)的需求得到驗證確認(rèn)。

項目生命周期的系統(tǒng)需求層次與階段性決策內(nèi)容如圖4所示。前期設(shè)計中需要涉及大量方案比選，同時不確定性因素普遍存在，這些客觀特征決定了該階段變更策略應(yīng)持開放的態(tài)度，充分進行各項優(yōu)化，確保前期系統(tǒng)需求定義的質(zhì)量。而進入詳細設(shè)計和實施階段后，由于投入大幅增加，變更策略應(yīng)持收斂謹(jǐn)慎的態(tài)度，避免循環(huán)反復(fù)，造成不利影響。

3.2 邏輯維度——從變更來源看變更應(yīng)對策略

邏輯維度，擬根據(jù)變更的來源分類，從系統(tǒng)需求的視角分析并提出應(yīng)對策略。

第一類是系統(tǒng)需求變化。需求變化往往是由于前期需求定義方案比選不足造成的。從應(yīng)對角度來說，一方面，需加強需求定義環(huán)節(jié)的質(zhì)量；另一方面，應(yīng)進行分析和預(yù)測，對潛在變更風(fēng)險相關(guān)影響鏈進行分析和跟蹤，并制訂風(fēng)險應(yīng)對措施。

第二類是系統(tǒng)的不確定性因素。對于不確定性的應(yīng)對策略，一是盡可能地消除不確定性，二是接受不確定性并采取措施。

利用系統(tǒng)需求分解模型，首先識別不確定性因素所在的系統(tǒng)層面，確定是架構(gòu)方案的不確定，還是子系統(tǒng)要素的系統(tǒng)需求不確定。其次在鎖定其系統(tǒng)層面后，對其影響鏈進行評估，對變更的可能性及影響性進行分析。

引入供應(yīng)商參與設(shè)計是消除不確定性的一種實施方案，這需要建立長期的合作伙伴關(guān)系，同時在計劃階段協(xié)調(diào)采購與設(shè)計的時間節(jié)點；模塊化設(shè)計策略[9]是針對不同的系統(tǒng)層面采用模塊化方式，使系統(tǒng)具備較強的適應(yīng)可預(yù)計變更的能力。

第三類是失誤因素。從系統(tǒng)需求的角度看，可導(dǎo)致變更的失誤類型包括：需求遺漏、需求獲取偏差、需求內(nèi)容不全面、需求描述歧義、需求傳遞偏差、需求冗余、需求無法實現(xiàn)、需求無法驗證等[10]。

如何減少失誤的問題，是如何正確全面地定義各系統(tǒng)層面的需求及如何準(zhǔn)確地傳遞需求、落實需求的問題。需求工程的引入，是從根本上解決失誤問題的應(yīng)對策略。

3.3 知識維度——從項目管理知識體系的梳理看應(yīng)對策略

知識維度借鑒項目管理知識體系(PMBOK)[11]進行梳理。項目管理理論被歸納為十大知識領(lǐng)域，包括整合管理、范圍管理、費用管理、時間管理、質(zhì)量管理、采購管理、溝通管理、人力資源管理、利益相關(guān)方管理和風(fēng)險管理。

(1)整合管理和風(fēng)險管理。本文提出的系統(tǒng)需求分解模型以系統(tǒng)需求為主線整合了相關(guān)的元素，從集成的視角看變更問題，是整合管理思路的具體實現(xiàn)。風(fēng)險管理方面的提示包括重視變更預(yù)測與影響傳遞、重視早期識別系統(tǒng)需求中的不確定性等[11-14]。

(2)范圍管理、費用管理、時間管理、質(zhì)量管理。構(gòu)建清晰的基準(zhǔn)線是項目在變更應(yīng)對時應(yīng)特別關(guān)注的問題。

(3)溝通管理、人力資源管理、利益相關(guān)方管理。從系統(tǒng)需求的視角看組織設(shè)計、溝通及項目流程設(shè)計等，是一種有效的策略思路。

4 工程變更應(yīng)對策略清單提出

綜上分析，本文提出六大工程變更應(yīng)對策略，策略匯總見表2。

表2 工程變更應(yīng)對策略匯總

基于需求分解的工程變更應(yīng)對策略關(guān)系示意圖如圖5所示。可以看出，整個策略以系統(tǒng)需求分解模型為核心逐層展開，是本文對工程變更應(yīng)對策略的一個系統(tǒng)性梳理。

圖5 基于需求分解的工程變更應(yīng)對策略關(guān)系示意圖

5 結(jié)語

本文提出基于系統(tǒng)需求域和系統(tǒng)方案域的系統(tǒng)需求“之”字形分解模型，作為相關(guān)分析的基本工具和思路；經(jīng)過時間、邏輯和知識三個維度的分析，建立了系統(tǒng)、全面的工程變更應(yīng)對策略清單，可以在工程實踐中很好地指導(dǎo)相關(guān)執(zhí)行策略的制訂與實施。各相關(guān)策略具體方法的落實及相關(guān)工具的開發(fā)，是后續(xù)需要進一步研究的內(nèi)容。