Application of computer technology in modern construction
Abstract:After the review of history and status of the application of computer technology in modernconstruction project management,the paper further analyzes its necessity,objective and functions.Thefocus of this paper is to introduce and compare some popular software and discuss their developmenttendency.
Key words:modern construction;project management;application of computer technology;net workplaning;comprehensive control
现代工程建设项目管理中的计算机应用
摘 要:在阐述现代工程建设项目管理中计算机应用的发展概况和必要性的基础上,分析了计算机辅助项目管理的目标和功能要求,重点介绍和比较了若干种应用广泛的计算机软件,代写工程硕士论文并且讨论了将来的发展趋势。
关键词:现代工程建设;项目管理;计算机应用;网络计划;综合控制中
项目管理中计算机应用的发展概况
1.1 发展概况项目管理是20世纪50年代后期发展起来的一种新型管理技术。由于项目管理技术能够对工程建设项目进行高效率的组织、计划、协调和控制,因此,在工程建设中发挥了重大作用。计算机技术在项目管理中的应用开始于20世纪50年代后期的计划网络技术。1957年,美国杜邦公司在兰德公司配合下,结合计算机技术,提出了关键路线法CPM(Critical Path Method),这是一种运用网络图解来制订计划的方法。1958年,美国海军特种计划局在研制北极星导弹潜艇的过程中,针对工程的庞大和复杂,提出了计划评审法PERT(Program Evaluation and Review Technique)。该方法充分运用了当时的电子计算机技术,结合了数理统计和网络分析,考虑了多种影响因素,比关键路线法CPM又有了很大的进步。电子计算机在CPM和PERT中的应用初步显示了它的优越性。50年代后期至60年代初期,项目管理真正地作为一门科学逐步发展起来,计算机技术也随之在其中得到了广泛的应用。60年代美国的阿波罗登月计划,历时11年最终成功实现,正是由于在项目管理中成功地结合了计算机技术。60年代以后,随着世界各国大型项目的日益增多,项目管理和计算机技术在全世界的范围内得到了很大的发展。在我国,从20世纪60年代开始,已经逐步将与CPM,PERT类似的技术在工程中推广使用。但是由于发展缓慢,目前我国的项目管理计算机应用水平与国际先进水平之间仍然存在着较大的差距,许多公司只是处在局部系统应用或者是文字报表处理的层面上。所以,在我国,项目管理中的计算机应用亟待研究和发展。
1.2 在现代工程建设的项目管理中,应用计算机技术是十分必要的
(1)从现代工程建设项目的特点来看。现代工程建设项目具有规模大、周期长、不确定因素多、经济和技术风险大、社会和环境影响深远等特征。因此,相应的项目管理应该具备先进性和科学性,是系统论、控制论、信息论等科学理论的有机结合,可能要运用到概率统计、赢得值定量评估、数值模拟等多种科学方法。这些理论和方法,有很多都是建立在计算机应用的基础上的。
(2)从项目管理的范围来看。现代工程建设的项目管理,是对项目的全面管理和控制,不仅包括传统的质量、进度和成本控制、合同管理、信息管理、组织协调等,还包括了设计、采购、财务、风险等方面的管理和综合控制等。这些管理内容都离不开庞大的数据库系统和强大的数据处理能力。随着项目复杂程度的增大和资源的增多,用手工来计算处理已经不切实际,准确有效的方法只能是运用计算机来处理。
(3)从项目管理的过程来看。对于项目信息的收集、跟踪、处理在项目管理过程中占据着相当重要的地位。而现代工程建设项目信息量大,交互频繁,对于信息获取、存储和处理的完整性、及时性和准确性要求非常高。而这些必须借助先进的计算机技术才能有效地实现。
(4)从项目管理的解决方案来看。为了达到项目管理的目标,对多种解决方案进行取舍,实质上是决策过程中多目标选优的问题。不论是利用先进的项目管理决策模型,如PERT、非线性规划、数值模拟等,还是利用先进的决策系统,如专家系统等,都离不开计算机技术的应用。
(5)从项目管理的发展趋势来看。多年来,许多发达国家在工程建设的项目管理中已经广泛地应用了计算机技术。中国加入WTO以后,和其他发达国家在工程建设项目中的合作将越来越多。与国际接轨需要有共同的基础和相当的水平,所以,计算机技术的应用是中国参与国际合作和竞争的必然趋势。
2 现代工程建设项目管理中的计算机应用
2.1 应用的目标与功能要求现代工程建设项目管理的计算机应用目标,是使得项目管理达到标准化、自动化、信息化的要求。
(1)标准化。计算机技术的应用,包括计算机软件与程序,应该体现项目管理的总体思路和步骤。具体来说,在管理的步骤上,应该按照项目管理手册的要求进行标准化,明105今后的发展趋势是要结合质量、进度和费用因素综合进行考虑。
(2)专业化。随着项目管理在专业方面的不断细分,将来会在不同的领域应用不同的项目管理软件,使软件更加具有针对性;或者在系统的某些部分使用专业性十分强的软件,在另外一些部分结合通用的产品。这样有利于在不同的行业大规模地推广项目管理计算机技术,因为只有专业化,才能极大地方便人们的使用。
(3)网络化。将来的计算机技术会渗透到项目管理的每一个步骤和环节中。在工程项目管理的现场,管理人员可以通过局域网快速而准确地交互数据文件以便及时地跟踪和控制工程项目的进展情况。对于大型的项目管理公司来说,可以通过广域网与项目管理现场取得及时的联系,了解工程项目的动态,合理地调配各个工程现场的资源,达到综合控制和最优化利用资源的目的。所以,将来的工程项目管理软件必须包含先进的网络通信方法和手段,达到网络化的要求。
院上海建科结构新技术工程有限公司最近开发成功的《建筑施工管理、施工技术集成系统———CMIS》,是国内目前为止较为完整和系统化的项目管理和施工技术软件集成系统。其他一些软件,如深圳清华斯维尔软件公司开发的《工程监理计算机管理系统》、厦门正信华公司开发的《工程项目管理系统》等也有各自的特点和优势,并且比较适合中国的实际情况,在实际工程中也得到了一定的应用。
2.3 对工程项目管理软件的比较和评价以计算机辅助项目管理所要达到的系统功能为标准,对上述5种有代表性软件(P3,Prolog,Open Plan,Ms Project,梦龙)进行比较,结果见表1。表1 工程项目管理软件的比较和评价功能软件P3 Prolog Open Plan Ms Project梦龙项目的策划无有招投标分析无无无前期组织可支持多个工程和工程组,20级工作分解结构编码,自定义行业分类码和子网络功能一般多级子工程,无限分解,提供多种分类码和作业编号,日历形式多样多个子工程,数字显示任务优先级,自动进行工作结构分解,提供大纲代码功能一般质量控制无施工日报,质量检查,现场量检查,现场工作指示等无无无进度控制关键路径法计算,单节点网络图方式,支持多种作业关系,作业类型和限制条件无功能一般网络计划功能强,及时跟踪和更新项目,自动进行必要的计算有强大的网络计划功能,可以方便地生成流水网络和子网络,用前锋线功能实现动态控制资源和费用控制分层次的资源结构,自动计算费用,用赢得值法计算进度差值和费用差值预算跟踪与控制,资金分配,支出授权,控制节约与超支有资源分解结构,有选择地安排、平衡和优化资源,赢得值法分析费用提供视图建立资源库,自定义不同费率,自动平衡资源和计算费用人、机、材分开管理,根据各种资源、费用曲线合理安排计划合同管理无合同的管理和变更,服务协议及备忘录无无无信息管理功能完善功能完善功能完善功能完善功能一般风险管理无无快速蒙特卡洛模拟无无采购管理无有采购条目和采购清单,厂商数据库等无无无报表和图形提供多种图形和报表,可以自定义显示和输出提供多种报表,并自带报表管理器提供多种图形和报表,可自定义作业框的形式和风格提供多种图形和报表,有筛选器功能能够提供多种网络图兼容性与多种软件以及数据库兼容与多种软件以及数据库兼容与多种软件以及数据库兼容与多种软件以及数据库兼容一般优点功能强大,全面在合同、采购、费用管理方面做得比较好功能全面,风险分析和项目管理模板具有特色功能强大,通用性好,价格合理网络计划做得比较出色,符合中国国情缺点缺少质量、合同、风险和采购管理,价格昂贵缺少进度控制,使用时必须结合一个网络计划软件缺少质量、合同和采购管理,进度管理功能一般专业性不强功能比较单一 从表1的比较我们可以发现,现在许多项目管理软件在进度控制、工作结构分解、信息管理、报表和图形以及兼容性方面都做得非常出色,而且这些方面的功能也越来越强大。但是,这些综合的项目管理计算机软件在项目的策划、质量管理、风险管理以及合同管理方面做得还很不足。造成这些欠缺主要有两方面的原因:一方面是因为不同行业、不同地域的管理要求不尽相同,比如民用建筑和化工建筑的质量管理要求有很多不同的地方,造成质量管理的标准不同,这就给一些工程项目管理软件的设计带来一定的困难,所以许多项目管理软件中没有质量管理的详细内容;另一方面是因为许多指标没有明显的量化标准,比如项目策划中的融资与招投标工作、合同管理过程等,另外,项目风险管理是近几年才兴起的,还需要开展大量的研究和应用工作。
3 发展趋势随着国民经济的快速发展以及中国加入WTO,我国大型工程建设项目越来越多,在项目管理中应用先进的计算机技术与国际接轨也显得越来越重要。今后的计算机应用将呈现出综合化、专业化和网络化的发展趋势。(1)综合化。综合化集中体现在两个方面:一方面是项目管理软件功能的综合化,未来的项目管理软件应该包含项目管理系统功能的每一个方面,使得项目管理人员通过应用软件就能够对项目进行全面的管理和控制;另一方面是项目管理软件中各项指标的综合化,比如,我们以往在考虑某一项指标时,往往只是从质量、进度或者费用等单方面考虑,而1构化地定义无限数量的资源,为用户提供资源强度非线性曲线、流动资源计划和可自定义宽行的矩阵报表,资源管理能力十分全面;同时,Open Plan拥有很好的资源优化算法,4个级别的资源优化程序,可分解、延伸、压缩作业进行资源优化,并且可以同时优化无限数量的资源。
(3)费用控制方面。可以计算预算、实际费用、赢得值、费用变化和差值分析,根据数据作S曲线;可根据分类码字段分解和汇总费用。
(4)风险分析方面。采用蒙特卡洛法进行风险分析和模拟,对于最早最晚时间和机动时间,可以计算标准差和作业危机程度指标。这些功能在软件中完全集成,不需要重复输入。
(5)图形和报表方面。提供网络图、横道图、直方图、曲线图、树状结构图、电子表格、矩阵报表,并且全部可以自定义,还能自由组合显示。
(6)数据结构方面。全面支持OLE2.0,与Excel等Win-dows应用软件可以简单地拷贝和粘贴,工程数据文件可存盘为通用的数据库,如Ms Access, Oracle, SQL Server,Sybase,以及Foxpro的DBF数据库,用户甚至可以修改库结构增加自己的字段并定义计算公式。
(7)项目管理模板。这是Open Plan所特有的一个部分。它可以帮助用户自动应用项目标准和规程进行工作,如每月工程状态报告和变更管理报告等。软件中提供了65种基于项目管理协会专业标准的管理模板,用户可以使用或自定义管理模板,制订建立C/SCSC(费用/进度控制系统标准)或ISO(国际标准化组织)标准。2.2.4 Ms Project(Ms Project2000版)Ms Project是美国Microsoft公司生产的项目管理软件。由于该软件的通用性以及和其他Microsoft产品很好的兼容性,Ms Project在实际工程中应用非常广泛。Ms Project的功能特点介绍如下:(1)工程模式方面。通过软件可以制定项目计划,创建任务列表、资源名称、工作组和个人工作日历等许多内容,每个项目文件所包含的任务数目和资源数目可以达到一百万个,可以用数字显示任务的优先级,自动逐级进行工作结构分解,提供大纲代码,允许用户按自己定义的分层结构查看任务和资源。
(2)进度管理方面。Ms Project有很强的网络计划功能,能够及时地跟踪和更新项目,并且自动进行必要的计算,有多种日历的形式和时间单位,采用赢得值原理对项目的进度和成本进行实时的控制。
(3)资源管理方面。Ms Project能够为用户提供全方位的资源信息,为每个资源设置202个数据域,并且提供视图用来建立资源库,能够有效地分配资源和排定日程,并且可以根据用户提供的信息自动平衡资源。对于资源的计算,软件采用了多类别、分段计费的方法,用户也可以自定义每个时间段的正常费率和加班费率。
(4)图形与表格方面。Ms Project提供了甘特图、任务分配状况表、网络图、资源工作表等多种图形和表格,帮助用户直观地管理项目的进程和资源分配。同时,软件设置了多种筛选器,帮助用户过滤所需要的信息。
(5)网络应用方面。利用Ms Project工作组和Intranet支持功能,用户可以在工作组中分配任务并跟踪项目状态,用户也可以用Ms Project Central,通过Intranet和Internet站点交换项目信息。
(6)软件的兼容性。与Ms Office有很好的兼容性和数据图形接口,可以和Access,Excel结合使用,支持OLE集成技术。
2.2.5 梦龙智能项目管理系统梦龙智能项目管理系统是北京梦龙公司开发的智能化项目管理软件,在三峡工程、“神州号”宇宙飞船发射等多个重大项目中得到了成功的应用。该软件系统适合我国国情,界面友好,操作简单,功能丰富,是目前国内应用比较成功的项目管理软件之一。梦龙智能项目管理系统的功能特点介绍如下:
(1)作图功能。梦龙公司的PERT软件,可以在计算机屏幕上直接作网络图,逻辑关系任意调整,相同内容随意复制,关键线路及节点自动生成,网络图层次分明并可随意调整,网络图可随时转换成多种形式,如双代号逻辑网络图、时标网络图、横道图等等。
(2)流水网络。用梦龙PERT软件作流水网络,作好一个标准层后,其他层自动生成,并且自动带层段号。网络图分级管理功能(子网络功能):上下级网络自由进入并且共享数据,可以方便地展开和合并子网络,便于进行动态的分级管理,子网络具有分离功能和显示层次结构的功能。
(3)动态控制及前锋线功能。可以根据前锋线判断工作的提前和落后,将前锋线拉直预测完工时间并给出新的关键线路,为用户决策提供准确的依据,根据模拟预测后的网络图、实际情况以及计算机提供的数据对工程进行调整,形成下一轮计划。这样反复进行,可以做到真正的优化动态控制。
(4)资源费用优化控制。在资源上按人、机、材分开管理,通过网络作出各种资源的分布曲线及报表,并且根据不同的分布曲线分别作出用工计划、机具安排计划、材料供应计划及费用投资(双S曲线)计划,做到合理安排。(5)综合控制功能。能够提供与进度相关的合同、图纸等信息的自动预警功能
。2.2.6 国际和国内其他一些项目管理软件介绍除了上述的软件以外,国际上还有一些比较知名的项目管理软件,如英国Lucas公司的Artemis软件,美国Bechtel西方电子公司的Synergy软件,美国Symantec公司的TimeLine软件等。这些软件在项目管理的各个环节上都有自身的特点,在许多大型工程中得到了广泛的应用。在国内,随着项目管理软件行业的不断发展,也出现了很多比较好的工程项目管理软件。比如中国建筑科学研究107 2003 No.4施炜,等:现代工程建设项目管理中的计算机应用 确管理所包含的步骤数目以及步骤之间的相互关系。而对每一个具体的步骤,应该按照有关规范和规定对相应的指标进行测量、跟踪和对照。这样,就可以使计算机软件和程序既合理又符合规定,为通用化打下良好的基础。
(2)自动化。在项目管理的过程中,各个步骤应该在计算机系统的自动提示下进行。在输入基本的数据后,应该由程序自动地对数据进行分析与跟踪。系统还应该提供一个强大的数据库和专家系统,以便在遇到决策问题时,自动地根据输入情况选择最佳的方案,或者智能地辅助管理者进行决策。
(3)信息化。在项目管理的计算机应用中,对信息的准确性和及时性的要求非常高。所以,一方面,要求计算机系统有强大的数据库功能,能够存储各种分类数据,保证数据的准确性;另一方面,要求系统有良好的局域网和广域网设施,保证信息传递的及时性。在现代工程建设的项目管理中,计算机技术可以辅助实现以下系统功能:
(1)项目的策划。包括项目的融资、招投标等。
(2)项目的前期组织与准备。包括项目的工程概况、组织划分、工作流程、编码系统等。
(3)项目的管理与控制。包括质量控制、进度控制、成本控制、合同管理、信息管理、风险管理、采购管理、财务管理、综合控制等。
(4)项目的评估。包括对项目管理和控制的各项目标进行评估。
2.2 主要项目管理计算机软件介绍2.2.1 Primavera Project Planner(简称P3)P3是美国Primavera公司的产品。它的功能强大,在世界各国的工程界市场占有率比较高,世界上很多大型工程都使用P3进行计划编制和进度控制。现在国内的许多大型工程建设项目也在使用P3,如小浪底、秦山核电站三期工程、京沪高速公路、上海通用汽车厂、深圳地铁等工程。P3的功能特点介绍(P3 3•1版)如下:
(1)工程模式方面。P3可以包含的工程组及目标工程不限,每个工程可达20万条工序,可以自动计算进度和平衡资源,支持20级工作分解结构(WBS)编码,有24个用户可以自行定义的作业分类码,用于选择、排序和分组分析,有智能化作业节点代码分类,可以用赢得值法分析完成情况,可以合并多个工程,自定义计划模板,支持多用户功能,即多人可以同时更新、分析、制作报表,并可以对工程设定多级权限。
(2)进度计算方面。支持关键路径法计算和单节点网络图(PDM)方式,支持自由机动时间和总机动时间的计算,支持完成—开始、开始—开始、开始—完成和完成—完成4种作业关系,关系线上可以显示延时,有多种作业日历、时间单位、进度限制条件和作业类型,可以进行中断和连续的进度计算。(3)资源和费用管理方面。可以显示多个资源,资源也可以有日历,每个工程资源和费用的种类无限,作业可以分解、延长和压缩,可以用簇资源设置资源的层次结构,非线性资源用量可以用户定义,具有可变的资源单价和限量,可以用赢得值法分析费用差值和进度差值,可以跟踪预算、实际费用、累计实际费用、完成百分比等指标,并且有自动计算费用规划功能,用户可以自定义计算规划。
(4)报表和图形方面。支持150多个预先定义好的报表和图形,带有Info maker制表软件,有Web向导,用于Inter-net/Intranet发布报表和图形,可以显示资源/费用以及赢得值表格和曲线,显示进展线、前锋线,用户也可以自定义图形的颜色、形状、大小和位置。(5)数据交换和二次开发。有与ODBC兼容的数据库,与Microsoft Office兼容的图形用户接口,与MAPI/VIM兼容的邮件系统,可以读写MPX文件与Ms Project兼容,与Sure Trak(小P3)共享数据,可以输入/输出dBase,Lotus,ASCII,含开放引擎RA,任何与OLE2•0兼容的开发工具均支持。2.2.2 Prolog ManagerProlog Manager是美国Meridian公司的产品。它是当今项目管理业界功能全面并且比较实用的项目管理软件之一。它包括了项目管理中的合同管理、采购管理、预算和费用管理、文件管理及质量管理等多个方面。Prolog Manager的功能特点介绍如下:
(1)合同和采购管理方面。包括投标分析、采购分析、厂商数据库、合同变更分析以及服务协议等内容。(2)预算和费用方面。包括预算编码结构、预算跟踪和控制、支付申请和授权、资金分配、发票情况等
(3)文档管理方面。包括管理图纸和规范、递交件、送审件、信件记录、会议记录、电话记录、活动表等。
(4)工程事物管理方面。Prolog包括了施工日报、日常记事、部门/职员跟踪、质量检查、现场工作指示以及工、料、机资源记录和跟踪等功能
。(5)其他方面。Prolog提供300多种报表形式,可用XLS(Excel),HTML,RPT,DIF,CSV格式输出报表,并在用户的网页中显示。Prolog还具有强大的数据管理工具,可以辅助输入输出相关数据,与其他软件可以相互读写,如MSProject,Open Plan,P3,Sure Trak等等。同时,Prolog也支持多用户访问数据并可以设置访问的权限。
2.2.3 Open PlanOpen Plan是美国Welcom公司的产品,经常用于国际大型工程建设项目中,并且取得了很好的效果。Open Plan的功能特点介绍如下:
(1)工程计划方面。可以自上而下分解工程,符合工程人员的思维习惯;无限级别的子工程,每个作业都可无限分解子网络,实现了真正的多级网络计划;支持多个作业数、工程日历种类、作业编码长度和作业分类码级数,同时也支持多种时间单位。
(2)资源管理方面。具有资源分解结构(RBS),可以结
4 结论现代工程建设项目管理中的计算机应用开始于20世纪50年代后期,并随着项目管理技术的进步而不断发展。从现代工程建设项目管理的特点、范围、过程、解决方案和发展趋势来看,计算机技术的应用是项目管理发展的必然要求。但是目前,特别是国内,项目管理的计算机应用水平还不高。计算机应用要达到的目标是项目管理的标准化、自动化和信息化,要实现从项目的策划、前期组织与准备到项目的管理、控制和评估的一系列功能要求。现在国内外应用比较广泛的工程项目管理软件包括P3,Prolog,Open Plan,MsProject,梦龙等。这些软件在许多方面都有自身的特点和优势,但是,在一些方面也存在着不足之处,有待于将来的进一步完善。未来的项目管理计算机应用将出现综合化、专业化和网络化的发展趋势,需要计算机开发人员与项目管理人员不断地努力与创新,提高现代工程建设项目管理的计算机应用水平。
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