基于质量链的高铁“四电”工程项目协同管理研究

王银辉， 陈雍君， 陈鹏腾

(北京建筑大学 经济与管理工程学院， 北京 100044)

高铁作为大中型建设项目，规模大、标准高、时间紧，工程建设过程中存在大量不可预见性因素. 而“四电”(通信、信号、电力、电气化)工程作为确保高速铁路安全可靠运行的集成项目，建设标准更加严格. 高铁“四电”工程建设项目工艺复杂、技术含量高、质量交接面多，并且工程项目的质量安全管理人员和监理人员对关键质量控制点识别模糊、监管不到位，容易出现质量问题，存在重大安全质量事故的隐患.

近几年国内外对高铁“四电”工程质量安全管理的研究不断增加，国际上关于高铁“四电”工程的研究大都集中在铁路信号系统和铁路电力控制系统产品制造技术方面，而关于质量安全控制方面的研究较少[1]. 在国内，邢志雷[2]在铁路“四电”建设施工中所存在安全问题的基础上，对如何做好铁路“四电”建设安全质量控制做了进一步分析与研究. 雷涛[3]针对铁路“四电”工程质量安全管控要点以及所发现的后续相关问题进行了详细的阐述，提出相关解决方案，以此保证工程质量安全. 关于质量链管理理论的研究，20世纪90年代，加拿大哥伦比亚大学学者TROCZYNSKI[4]综合各种重要的质量概念，提出“质量链”. 社会发展大背景之下，为推动质量管理进一步的发展，ROBINSON[5]指出，在质量链之中，价值流、信息流以及质量流进行运作与传递，多个组织在协同联动之下推进质量的进一步实现. 随着质量链管理理论的引入，我国学者对质量链进行了大量研究. 李博阳等[6]从大数据视角，将质量链定义为“在产品成型过程中，所有关联企业对产品质量控制而构建完成的链条体系”，与此同时，通过与信息技术的有效结合，进一步对质量链之中存在关系的企业的协同效度进行分析与研究. 何苗[7]从质量纵向管理、质量横向管理角度分别入手，针对质量管理系统的建构进行了探索与研究，之后，以研究建筑工程项目工程质量管理为基础，进而发掘出质量管理方面的问题并制定优化策略. 郑剑辉[8]系统分析了代建制模式下政府投资医院建设项目的质量管理风险，在质量链耦合过程分析的基础上得出医院建设项目的质量链，并提出了质量协同管理的优化措施.

目前国内外关于高铁“四电”工程建设项目相关质量管理的研究偏重于技术和施工质量安全，应用质量链管理理论对高铁“四电”工程各参建方工程质量管理协同进行分析的研究较少. 本文在前人研究的基础上，分析了高铁“四电”工程传统封闭式质量管理运行模式存在的弊端，构建高铁“四电”工程项目质量链，同时，以接口管理、工程过程协同、信息共享多角度切入，针对协同的3个方面展开高铁“四电”工程项目质量管理，有助于管理人员加强和完善高铁“四电”工程质量安全的规范管理工作，提升工程质量安全水平.

1 传统封闭式质量管理运行模式中存在的问题

高铁“四电”工程是一项复杂、大型的工程项目，参建方众多，主要由业主、设计、施工、监理以及设备材料供应商等组成. 在传统高铁“四电”工程质量管理模式之下，质量管理往往将重心置于内部质量保障体系之上，与此同时，各参建方往往高度关注企业内部质量的加强与管控，忽视了与其他参建方进行工程交接时产生的质量问题，相互之间被相对封闭的“质量黑箱”所割裂. 工程建设中设计方、施工方、业主、设备供应商、监理方乃至运维服务单位之间尚未构建起一条连续性的通路，各参建方之间质量关系的缔约是建立在订单约束与验收约束这一基础之上，相对而言，节点内部之中的质量过程则是较为封闭的. 质量管理活动孤立、不透明、无协作，已无法满足新时期高标准、高等级铁路的建设需求[9].

1.1 参建方质量管理能力参差不齐

高铁“四电”工程各参建方的质量管理能力共同影响了工程质量水平，不同参建方的质量管理水平参差不齐，容易产生质量短板或质量过剩的现象. 在质量链条中，管理能力薄弱的参建方对工程质量影响较大，其质量管理行为会大大削弱优异参建方的质量管理效果，造成不必要的质量成本损耗. 因此，从高铁“四电”工程业主的角度出发，需要将工程项目各参建方的质量管理能力作为一个整体进行综合考虑，进而有效推进参建方质量管理能力的组合水平得以有效提升，在此基础之上，进一步凝聚力量，推进项目整体质量保障工作，确保薄弱环节能够在原点加以控制，合理衔接与均衡各参建方之间的质量管理能力.

1.2 接口质量管理机制缺失

高铁“四电”工程站前和站后各专业间、各参建方之间存在众多的质量管理交接面. 而当前工程建设的各参建方只注重自身内部质量的管理工作，对质量交接处的工作缺乏一定的管理机制. 同时，当前高铁“四电”工程建设项目体制形成的“小业主，大项目”格局使工程质量管理难度进一步提升，各参建方缺乏约束机制，采取自身利益最大化准则开展工程建设活动，缺乏有效的协同与配合，致使各参建方之间，逐步产生一种利益博弈关系，进而对相互的行为加以制约. 倘若业务的控制一旦失衡，直接导致博弈局面难以有效控制，进而刺激参建各方之间信息交互成本升高，推诿责任事件频繁出现，最终导致工程进度受阻.

1.3 质量信息封闭

高铁“四电”工程的各参建方的质量信息被各自相对封闭的“质量黑箱”所割裂，出现质量信息不对称的问题，不利于各参建方之间的协同合作. 并且，高铁“四电”工程质量链管理中的质量信息问题复杂程度较高. 这主要在于两个方面的特性：一方面，高铁“四电”工程质量信息的动态性比较强. 以典型的接触网构配件为例，在初步设计、施工图设计、构件生产以及构件组装和安装等不同过程都会有质量信息产生. 另一方面，高铁“四电”工程质量信息量巨大，各个专业设备构件的安装质量信息在整个收集、积累及传递过程之中蕴含的技术难度比较高. 针对高动态性与巨大信息量并存的这一困难，各参建方对于自身在质量链管理过程之中急需哪一种质量信息并未有足够的认识，致使质量链条上各参建方质量信息传递出现延误、丢失、甚至扭曲等问题，传统以工程建设质量验收标准为依据进行质量信息交换的方法难以满足高铁“四电”工程质量链管理的信息需求.

2 高铁“四电”工程项目质量链的形成过程

高铁“四电”工程质量链管理实质上就是各参建方依据质量链的运行规律，运用科学的方法对“四电”工程的管理过程、作业过程和工艺过程的质量进行有效的控制，从而满足业主的质量需求. 传统高铁“四电”工程多侧重于对施工方在施工阶段所产生或可能产生的质量问题进行有效控制，对与其他参建单位在工程建设中产生的协同质量问题重视度不足. 由于高铁“四电”工程项目具有唯一性和定制性的特性，工程质量控制应包含勘察设计、设备物资采购、施工安装、调试验收、运维服务的全过程，各参与主体在工程建设的不同阶段需进行有效的沟通与协调，做好质量控制工作[10].

基于工程质量链的形成过程，以高铁“四电”工程项目为依托，在质量目标的引导下构建高铁“四电”工程建设项目质量链. 如图1所示，高铁“四电”工程项目质量链能够进一步细分为：工程设计质量链、设备采购供应质量链、施工安装质量链、调试验收质量链、运维服务质量链，进而有效实现工程质量的整体把控.

2.1 工程设计质量链

首先，设计单位要以业主的需求识别质量特性，同时，结合质量特性的参数进行分解，进而进入到输入通信、信号、电气及电力等专业设计工作的阶段. 在此基础之上，设计人员着手进行各专业的设计，形成初步设计图纸，业主组织设计单位、站段、咨询单位、站前施工单位等进行设计审核与补充，对设计方案进行优化，以避免图纸冲突等问题. 该链条作为设备物资采购和施工安装质量链的质量输入，各参与方需加强对图纸设计质量的把控工作.

2.2 设备采购供应质量链

以深化设计、业主需求和施工安装的要求文件为输入，进而推进构部件质量特性的识别，依据设计、监理和施工单位评审的技术规格书采购符合工程建设要求的物资设备，并做好相关构件和物资设备的平检、验收工作，保证“四电”工程施工安装的构部件及设备符合质量要求.

2.3 施工安装质量链

以业主需求、设计单位的施工图及工程技术说明作为施工安装质量的输入，同站前、监理单位共同检查接口问题，识别施工质量特性，对不同专业分部工程施工的管理过程、工艺过程以及作业过程进行监控，并加强对重点安装部位的核检.

2.4 调试验收质量链

对于施工安装完成的“四电”工程，施工方需配合设计、监理和业主完成对各专业施工安装工程质量问题和结构缺陷的检查，并做好静态验收、联调联试和动态验收的工作，确保工程质量验收工作无误.

2.5 运维服务质量链

铁路总公司对各专业验收情况进行安全评估，并组织质保人员保障工程试运行安全，在正式开通运行后定期检查与维修，保证高铁安全正常运行.

高铁“四电”工程项目建设过程中，工程设计质量链、设备采购供应质量链、施工安装质量链、调试验收质量链以及运维服务质量链并不存在绝对的时间先后顺序，也并非是完全独立的链条，各个链条的参与方之间存在密切的沟通与协调，才能保证工程的顺利完成. 在整个质量链中，每个参建单位为各自阶段所产生的质量问题负责，发生质量缺陷的概率较小，而复杂的“四电”工程项目存在众多质量交接处，接口质量的管理显得尤为重要；其次工程质量因协同层次的不同，协同效果不同，如何保证工程全过程整体质量水平尤为关键；再者要确保接口管理顺利实施，保证工程全过程整体质量水平和质量链的有效运行，务必进一步推动信息共享平台的构建，以此来确保项目质量得以有效控制[11]. 因此，把接口管理协同、工程过程协同和信息共享协同作为高铁“四电”工程项目质量协同管理的重点进行研究.

3 高铁“四电”工程项目质量协同管理

高铁“四电”工程各参建方之间呈现出较为独立的状态，均为闭环质量管理主体，各自的质量状态其他方并不了解，从而阻碍了相互质量信息的交互，使得质量协同能力低下. 基于质量链的工程质量管理就是为了在有效的机制下，使各参建方紧密联系、环环相扣形成一条完整的质量控制链条，消除或减少各参建单位之间的质量黑箱. 结合质量链概念对高铁“四电”工程建设项目质量流进行分析，需对工程质量管理薄弱环节的质量交接面进行重点把控，加强各参建单位的协同交流，从而弥补质量链条上因工程交接面质量控制不足而造成的损失.

3.1 接口管理协同

高铁“四电”工程项目作为一项多方参与、多专业协调、多方位推进、多工种交叉作业的复杂建设工程，在工程建设过程中存在许多接口技术问题，需要各参建方在接口技术工作的质量交接处进行有效沟通与配合，保证质量链条上质量流、信息流和价值流的有序流动. 各参建方可通过设置专门的质量管理工作协调小组，以协调各方之间的质量管理工作交接内容，并及时做好接口质量问题的交流与反馈. 具体接口管理协同管理内容如下：

3.1.1 建立接口质量管理问题库

在质量链条上建立接口质量管理问题库，收集“四电”工程接口管理过程中遇到的问题，并咨询相关专家获取更多工程接口管理的经验知识，以实现对当前工程接口施工质量问题的预警，避免重复质量问题的发生[12].

3.1.2 建立接口管理工作机制

建立统一协调的接口管理工作机制，形成一套标准的接口管理体系. 业主单位牵头组建“四电”工程接口管理办公室，其中分别包含了施工、监理、设计单位，针对“四电”接口工程的日常组织、管理以及协调工作进行安排，同时还需要定期开展现场联合检查与接口质量问题分析会，旨在有效管控接口存在的问题，并及时采取措施加以改正.

3.1.3 编制“四电接口管理作业手册”

由业主单位牵头，组织开展“四电接口管理作业手册”编制工作，整个过程由业主、施工单位、监理以及设计单位四方协同完成. 在进行编制的过程之中，需要注意对相关工艺流程加以明确，针对其中的技术标准与重点注意事项更应该重点标注，用于指导工程接口管理. 另一方面，业主单位还要开展不定期的“四电”接口管理观摩学习活动，前往工作成绩较好的单位进行取经与交流，同时，借助现场经验交流会的形式促进先进经验交互，为进一步拔高各个参建单位的接口管理能力创造良好的环境.

3.2 工程过程协同

高铁“四电”工程项目内部流程复杂，工程质量形成过程中具有不同的协同层次，针对其层次不同这一现状，使得其所对应的质量协同的实施效果也存在一定差异. 以项目管理层、项目技术层以及项目施工层3个不同角度针对“四电”工程过程各参建方的质量进行协同，从而优化工程质量水平.

3.2.1 项目管理层质量协同

就“四电”工程项目质量管理而言，虽然有着3个层次，但是最为关键的仍然是项目管理层的质量行为. 而项目管理层质量管理工作的内容主要集中于质量冲突解决机制、质量惩罚与激励机制、质量标准与规范、质量问题责任追溯以及质量责权划分等几个方面. 在传统“四电”工程项目管理过程中，其质量冲突大多数集中在质量规范与标准选用不统一与质量缺陷产生之后如何追究质量责任并加以补救等方面. 在进行质量协同的过程之中，为了有效避免质量冲突发生，需要在项目实施之前确立质量标准与规范，明确质量责权. 而针对质量水平提升，在项目管理层的推动之下，通过质量惩罚与激励机制进一步刺激质量链上不同参建方提升质量的主观能动性，这一机制不仅对主体起到了有效提升工程局部质量水平的刺激作用，与此同时，也对其他参建方的质量协作提出了要求. 质量问题责任追溯则是确立技术质量问题出现后责任归属问题. 通过各种施工质量控制制度，监督管理施工过程中各个质量控制点以及过程本身，进而为工程过程质量保障创造良好环境. 就质量冲突解决机制而言，其方式方法多种多样，目标在于针对性地处理参建方之间的质量冲突并进一步构建和谐的局面.

3.2.2 项目技术层质量协同

施工技术交底、图纸会审与技术交底、质量保证措施和关键部位的质量监督是技术层面的质量协同方法. 在这些方法中，针对施工技术交底、图纸会审与技术交底，需要项目技术部门严格把关，坚决落实，以此为施工单位领会设计主旨与理解技术难点奠定认知基础. 同时，为了进一步保障施工质量达标，在施工过程中也采取多种施工措施联动的方式. 其中，针对重点部位的质量管理又被称为关键部位的质量监督，进而有效控制了施工层的质量水平，同时，也对其做出了综合性的审定，为工程质量严格把控奠定了基础.

3.2.3 项目施工层质量协同

在施工过程中推行首件工程评估制度，对各参建方首件工程的标准化管理进行检查评估，以此在工程内部设立质量标杆，为同类工程项目提供指引，起到工程示范引导作用. 同时，施工层质量协同还主要包括定期的质量会议、质量竞赛与评比. 其中，通过质量会议，进一步将不同施工部位相关质量统计数据加以汇总，在此基础上，针对质量缺陷率比较高的部位开展整改. 与此同时，辅助以质量决赛与评比，进一步提升质量控制队伍的综合素质，提高施工人员的主观能动性[13].

3.3 信息共享协同

高铁“四电”工程项目质量链的正常运行有赖于信息在质量链各环节的高效传递，共享程度的高低在一定程度上直接决定了协同效果的好坏. 信息传递效率的提升，是建立在工程各个环节以及各个主体协同度不断提升的基础之上. 传统高铁“四电”工程的各参建方被各自相对封闭的“质量黑箱”所割裂，由于信息中心化管控、信息共享成本高、系统兼容性差等原因，很难实现信息真正的协同共享，难以满足工程质量链管理的信息需求.

为满足高铁“四电”工程项目质量链管理中的信息需求，可通过以下技术方法进行解决：以BIM模型为基础，架构BIM数据库，并将区块链协同与物联网、大数据、数据挖掘的人工智能连接在一起，构建一个具备创新科技的新网络，进一步提升数据挖掘、数据采集以及数据分析效率，将各参建主体在工程各阶段质量信息数据进行整合，据此搭建质量信息共享平台，以此实现工程从设计、采购、施工安装、调试验收到运维服务整个过程的质量链信息协同发展. 在工程设计阶段，设计单位通过BIM等技术达到“四电”工程各专业在同一模型中以可视化体现，为内部核查与使用单位的信息确认提供了便捷的平台. 在物资采购供应阶段，物资供应商可通过智能设备将实时采集生产与和物流环节之中所产生的一切所需数据，并将这些数据存储在溯源网络之中，以此来保障上链数据的真实性、有效性以及实效性等.

依托于相关技术手段，高铁“四电”工程质量链管理中的信息传递问题得以有效解决. 这一方式与传统解决过程相比，其优势主要有以下几个方面：

1)有效提升了质量信息传递效率. 依托于信息共享平台，有效提升了整个质量信息的传递过程和效率，各个主体获取所需信息的便捷度也就更高.

2)有效提升了质量信息的准确度. 借助信息共享平台，有效实现了同一过程不同阶段质量信息的集中整合，减少了信息在传递过程之中出现延迟、丢失甚至扭曲的情况.

3)有效提升了质量信息的集成度. 有效实现质量信息的聚合，使得各类质量信息在平台的有效输入与提取以满足不同类型的需求. 故而质量信息共享平台的构建使得高铁“四电”工程质量链管理更加顺畅，并保障了接口管理和动态战略联盟的有效实行[14].

4 结论

基于传统封闭式质量管理运行模式中存在的参建方质量能力不一致、接口质量管理机制缺失等问题，从高铁“四电”工程项目质量的形成特征入手，将质量链管理理论应用于高铁“四电”工程项目管理过程中，创新性地提出了高铁“四电”工程项目质量链的概念，并在此基础上通过分析高铁“四电”工程项目质量链的形成过程，得到适用于高铁“四电”工程项目的质量管控模型，主要研究结论如下：

1)从过程管理角度出发，将高铁“四电”工程项目质量链分解为工程设计质量链、设备采购供应质量链、施工安装质量链、调试验收质量链和运维服务质量链，对质量链条上不同过程产出的质量特性进行控制，进而实现工程质量的整体把控.

2)综合高铁“四电”工程建设项目质量流特点与“质量链”优势，将“质量链”理念应用到工程质量控制所有环节，通过建立接口管理协同的方式实现各参建单位接口质量问题无障碍交流、反馈. 同时，该方式可确保质量标准与规范的统一，明确各参建单位的质量责任，减少质量冲突事件的发生. 此外，借助BIM技术实现高铁“四电”工程项目质量链管理理念在不同主体、不同过程信息的高效、无缝传递，达到信息共享协同.

3)将已经在其他行业应用较为成熟的质量链理论应用到高铁“四电”工程项目质量管理中，使业主、施工企业等参与方在遇到此类质量管理问题时能够有更多新的理论视角来解决问题，帮助更多的项目落地. 为今后我国高铁“四电”工程建设类项目的质量协同管理、控制提供一定参考.