工作分解结构（WBS）原理在房建工程信息编码系统中的应用

钟秀琦

上海建工集团股份有限公司 上海 200032

工作分解结构（work breakdown structure，WBS）是以可交付成果为导向对项目要素进行的分组，是工程项目管理实践的重要内容之一，它贯穿于房建工程项目实施的全过程，是进行成本、进度、质量计划的重要基础。近几年，我国房建工程数字化管理不断推进，对房建工程信息管理的有效性和高效性也提出了更高的要求，这就要求对房建工程信息进行编码，确保唯一性并方便提取使用。从既往经验来看，借鉴WBS原理建立房建工程信息编码系统是完全可行的[1-2]。

1 建立房建工程信息编码系统的目的

1.1 实现工程项目管理数据的规范化、统一化

房建工程在实施的过程中，经常出现诸如项目设计内容出现矛盾或遗漏、不同条线的汇报数据不同步且无法相互印证等问题。这些现象形成的一个重要原因就是不同部门对工作的目标对象没有使用统一的描述语言。如果用工具化的结构分解方式对房建工程可交付成果进行一致的描述，如预算和计划部门对预算项目、计划条目应用统一的信息编码，可有效避免矛盾和不便的发生。

1.2 提升项目管理的信息化、数字化水平

随着信息化时代的到来，房建工程领域涉及越来越多的数字技术、信息技术，各类专业建模、计算软件在管理中的应用也越来越多。但各自之间常常缺少简便的信息交换的方法，特别是对工程项目对象没有一个统一的命名，使各种软件产生的模型文件之间较难进行信息的交流。而运用WBS原理对房建工程信息编码系统进行设计，从而形成多层次框架结构、统一的规则代码，可有效用于项目信息的标记、存储、识别、交换过程。尤其是WBS编码的唯一性特征非常适合作为数据库的关键字使用，能与计算机技术紧密结合。

1.3 结合BIM技术提升项目管理效率

房建工程的模型信息量非常庞大，只有为每个信息定义唯一的编码，才有可能有效快速地使用这些数据。通过借鉴WBS原理建立的房建工程信息编码系统，在模型和预算建立时使用统一的编码规则，可以解决因统计对象、范围不一致造成的模型统计量与成本部门统计量不匹配的问题，为建筑信息模型技术在项目成本管理中的落地应用创造条件。例如，在预算文件中柱A单价为1 000元，在设计模型中柱A材料为C30混凝土，若它们有相同的编码，则只需在预算文件中识别唯一的编码即知道其单价。

2 符合房建工程项目特点的信息编码系统设计

2.1 编码系统组成

根据房建工程的信息构成及其管理的特点，信息编码系统可以分为5个层级，各层级依次由“项目属性特征段（时间序号代码、国家/地区代码、项目名称代码）”“进度、质量特征段（项目的施工专业、分区、楼层及施工流水段、检验批等代码）”“成本特征段（工程量清单的项目编码）”“工料机特征段（预算书的人工、材料、机械名称）/工艺流程特征段”“备用特征段”等代码组成。

2.2 编码系统结构形式

房建工程信息编码系统的结构形式如表1所示。

表1 房建工程信息编码系统的结构形式

2.3 编码特点

所有元素的编码均采用模块化结构，各模块由特征代码组成，如表1中的[01]～[16]特征代码。按项目在成本、进度、质量等方面的要求，设定多组特征段串联形成代码，保证能分组形成相同层级结构树，满足以后应用的动态变换要求。按照管理重点，编码设计可以优先满足某项需求，如先满足合同成本核算的应用需求，再依次满足在进度、质量、模型等方面的应用需求。在选择编制信息编码的基础模板时，应采用现行国家计量规范规定中的工程量清单编码和预算书的人工、材料、机械编号作为编码基础，然后向上和向下增加进度、质量等属性特征，扩充编码层级。其优点是：

1）房建工程的实施以经济合同为依据，而它的一个重要组成部分就是工程量清单，一个完整的项目预算必然包括项目构成的全部内容。因此直接以预算中的工程量清单编码为基础，可以有效地保证信息内容的完整性，做到对项目范围的定义不遗漏。

2）现行国家计量规范规定中的工程量清单编码本身就是一个WBS的构架体系，且有现行国家计量规范作保证。从工程量清单中分部分项工程量清单组成看，其包含了拟建工程的全部分部分项工程清单。同时还有措施项目清单、其他项目清单作为补充，可满足编码的基本需求。

3）对于项目管理人员来说，编码应该易于理解和便于使用。故用工程量清单编码作为基础的代码，一般管理人员都能进行识别。同时以国家计量规范规定中的工程量清单编码为基础，可不必再重新编订大量新的编码，减少了管理人员的实际工作难度，还能与目前国内建筑行业广泛采用定额的工作方式紧密结合。

需要注意的是，表1中的四级特征段有工料机特征段（路径1）和工艺流程特征段（路径2），在层级上同时隶属于三级的成本特征段，也就是说形成了2组不同的分支（图1），但描述的是同一个元素。路径1从成本定额角度考虑工、料、机的组成进行分组，路径2从进度计划角度考虑施工工序的排定进行分组。这样就形成了由一至三级的一致主干，又和四至五级不同的支干。处于主干末端的成本特征段遂成为关键节点，在该层级上保证了2个路径编码识别的统一性。不同支干通过编码在数据库中赋值的路径代码进行识别。另外，需要注意“管理部门编制的人材机专项代码”系为便于相关管理部门识别设置，由各相关管理部门编制。该代码是与[13]和[14]表述的“人工材料机械代码”一一对应的，可省略。但在数据库中应有对照表，以便于房建公司各相关管理部门使用。

2.4 信息编码系统基本形态结构

信息编码系统基本形态结构如图2所示。

2.5 信息编码系统结构特点

在编制中，采用先完成信息编码系统的底层元素代码后再生成层级结构的流程方式，这样做的好处是符合建筑行业的一般工作流程。流程允许在编制预算、创建模型、制定进度的过程中，按统一规则（表1）对可交付成果按所需的属性特征逐一进行编码，再按属性特征逐级按类分组，最后形成具有相同层级的树形结构（见图2）。可在过程中根据需要实时地增加特征段，同时增加结构层级。

图1 四级特征段衍变2组不同的分支

在传统模式下，WBS的上下层级关系固定不变，这样的固定安排并不适合庞杂的房建工程项目。本文设计的编码规则，生成的元素代码均由相同的属性特征段组成，因此使信息编码系统在不影响各元素代码的前提下，可通过计算机软件对各特征段进行先后次序的重新排定，进而调换或增减上下层级关系，获得新的信息编码系统结构。

这样的编码设计是灵活的，如我们可以将表1中的“成本特征段”提升到层级二，而将进度、质量特征段降到层级三，生成新的层级结构。我们也可以将[04]施工专业、[05]施工分区、[06]楼层及施工流水段等属性代码单独分解出来作为一个新的层级，生成新的WBS树形结构。借助现代计算机技术大幅提升的数据处理能力，这种变形是可以实时进行的，从而快速地满足不同使用单位的需求。

2.6 “空”代码的存在

由于编码采用相同层级的特征段组合而成，故某些元素会没有相对应的特征段属性，此时就必须在此位置设置“空”代码，以满足编码规则。在字符选取上，以和同一特征段代码相同位数的“_”表示。在这里没有采用“0”来表示，主要是强调其为“空”的属性，同时尽量避免和以“0”开头的特征段代码产生混淆。

图2 信息编码系统基本形态结构

2.7 简化码的使用

在实际使用过程中，为了便利或在专业软件对字段长度有限制等情况下，可使用部分特征段代码，或对特征段的代码按规则进行缩写和替换，形成简化码。如在同一个项目中使用的代码，可在实际的使用过程中省略“项目属性特征段”，便于使用。又如某款计划编制软件，在对应“工料机特征段”的资源名称汇总项内最多仅能满足256个字符输入要求，此时就必须制订规则对原定位数的代码段进行缩减，例如用1～2位的英文字符替换更多位数的数字字符形成简化码。采用简化码后，应在数据库中为简化码与原编码建立一一对应的代码对照表。

2.8 路径码

由于不同路径的存在，为对不同的支干编码进行路径识别，需在数据库中对应每个特征段编码为其赋值所在路径的识别代码。

3 数据库和软件的应用

数据库和软件的应用在数字建造时代不可或缺，“数据库＋软件”则是打通人与信息编码系统数据的关键环节，旨在降低人工操作的难度，实现工作的自动化或半自动化。一般WBS应用系统应包括WBS辅助应用软件和工程信息数据库2个子系统。工程信息数据库负责工程数据的保存、汇总、计算等；信息编码系统辅助应用软件负责编码及结构的编制、输入、输出等，并实现对工程信息数据库进行有界面的操作。

3.1 工程信息数据库

工程信息数据库不单指WBS信息编码系统数据库，还包括与其关联的工程数据库。核心目标就是使每条项目数据都直接或间接地对应信息编码，简单讲就是用信息编码作为关键字的一对多关系数据库。通过信息编码作为工程数据的识别码，对工程数据进行整合，实现模型、进度、预算乃至材料、质量、安全方面数据的统一组织，实现工程信息数据的使用、维护、共享等。

3.2 辅助应用软件

辅助应用软件模块包括：信息编码、结构的模板设计模块；编码字典、编码结构图生成模块；编码结构计算生成模块；工程数据输入、输出模块及数据的各类应用模块（数据协同、数据计算、数据加密）等。其中，工程数据的提取是难点，必须逐一掌握各应用软件的输出文件格式和方法，但相较于去实现不同软件数据之间的相互转换，这种只将数据提取入数据库的操作还是相对简单的。

4 结语

随着工业4.0概念的提出，BIM技术、5D技术、数字双胞胎、机器人等新概念慢慢深入建筑行业的方方面面，房建工程施工中的数字化、信息化、自动化发展趋势也越发显现。

本文旨在讨论WBS编码在房建工程中的数字化应用，总结出适应发展趋势的编码规则，一套可整合预算、进度、模型等数据的数据库系统的体系以及相关的应用方法，从而为现代工程建设服务。