基于ISM模型的IPD模式下钢结构总承包工程界面管理

顾家明， 翟栋梁， 汪 霄

(南京工业大学 土木工程学院， 江苏 南京 211816)

2014年起42家钢结构企业开展总承包业务试点期间，共完成以钢结构为主体总承包工程439项，合同额约618亿元，总建筑面积约2187万m2，其中装配式住宅、国外工程项目发展较为突出，并开始向前端的设计阶段延伸，不再局限于施工总承包模式[1]。我国建筑市场已逐渐从追求建筑数量向注重建筑品质转变，钢结构建筑部件模块化、施工标准化、节能环保化等产业优势日趋明显，钢结构企业借力装配式建筑发展政策不断摸索转型升级策略，不同合同主体、不同项目阶段、不同工序流程间的界面管理显得尤为重要，传统采购模式中各参与方分离式的博弈竞争已不具备适用性，关系型合同应用下的一体化运营优势逐渐凸显[2]。集成交付模式 (Integrated Product Development，IPD)作为关系型合同的典型代表，国内学者多从BIM(Building Information Modeling)技术应用层面进行IPD模式的协同机制纵向研究，缺少从契约基础、组织架构、管理流程等方面结合传统采购模式的横向应用研究，本文站在业主方及总承包商视角，通过IPD合同模式与钢结构总承包工程的结合应用研究，创新项目管理模式，完善不同参与主体间的界面矛盾处理方法，为钢结构企业转型升级以及实现界面问题的集约化管理提供新的思路和指导。

1 钢结构总承包工程界面分析

本文站在获取施工总承包资质的钢结构企业视角，聚焦以钢结构为主体结构的总承包工程项目，涉及施工总承包模式以及向全过程延伸的工程总承包模式。钢结构总承包工程中的界面管理范畴包括以工程施工工序为基础的实体界面系统、以工程采购活动为纽带的组织界面系统、以工程价款管理为目的的合同界面系统。现阶段不同类型钢结构企业参与总承包有三种模式[1]，不同模式下界面管理侧重点不同，提升总承包管理能力途径也有区分，见表1。

表1 钢结构企业参与总承包项目模式分析

1.1 合同界面分析

钢结构企业参与总承包项目的三种不同模式产生的合同界面有所区别，模式1钢结构企业与业主产生钢结构构件制造、物资采购的直接合同界面，与总承包商间存在构件安装的间接合同界面；模式2钢结构企业与业主间存在钢结构模块分包的直接合同界面、总承包商分控管理下的直接合同界面、深化设计间接分包界面；模式3钢结构企业作为施工总承包商与业主间存在直接合同界面，与项目设计、采购、安装各专业分包商间存在直接合同界面[3,4]，见图1。

1.2 组织界面分析

总承包模式下的信息流转、资源分配、技术交底等关键工作均需要通过组织界面来实现，使各参与主体间、各职能部门间、各项目阶段间容易滋生组织界面矛盾，需各参与方具备基于全生命周期的集成管控能力与协作能力。模式3自上而下在业主、项目经理、制造分包商、设计分包商、施工安装分包商之间产生纵向组织界面，在制造分包商、设计分包商、施工安装分包商以及深化设计负责人之间产生横向组织界面[5,6]，见图2。

图1 不同模式下钢构企业参与总承包项目合同界面

图2 钢结构总承包工程组织界面

1.3 实体界面分析

实体界面是指工程项目实施过程中不同专业主体、不同工序流程及不同构配件之间的物理连接，在钢结构项目深化设计阶段将衍生大量实体界面。在钢结构总承包工程实施过程中，总承包商与业主、监理单位、设计制造施工分包商之间的实体界面随项目推进也各不相同，需注重从时间、空间不同层面协调各参与方间实体界面衔接问题，实体界面的识别与划分同样逆向影响着各参与方之间的合同关系及项目的组织结构安排[5～7]。

2 IPD模式的应用优势探讨

AIA(American Institute Architects)针对目标合同模式于2005年新增修订A295，C191，C195系列合同文件，构建了典型的IPD模式[8]。IPD集成交付模式是一种依托目标合同体系的集成人力、建筑体系、企业结构和实践经验的协同交付过程，主要包括三种管理模式，见表2。

表2 钢结构企业参与总承包项目模式分析

2.1IPD模式与总承包模式的比较分析

IPD模式与总承包模式在合同理念、风险分担方式、决策方式等方面的比较研究表明，传统意义上的总承包模式合同关系主要涉及业主和总承包商，项目进度、成本管控，依赖于总承包商管理水平，IPD模式则注重从契约基础、组织架构等本质层面改善各参与方间的协作关系、信息沟通与信任问题，见表3。横向上将IPD模式与我国现阶段项目交付模式进行结合研究，纵向上与集成度要求较高的产业项目进行应用研究具有重要的实践意义[9]。

表3 IPD合同模式与总承包模式比较分析

2.2 目标合同模式应用趋势分析

总承包项目一般采用总价计价模式，该类合同风险主要由承包商来承担，但总承包单位习惯通过前期提高报价、后期工程变更等方式来应对风险。钢结构企业开展总承包管理模式还处于探索试点阶段，单方面的合同风险承担更容易使业主蒙受损失。IPD模式强调目标计价合同，使得承包商报价时更理智，最大限度地发挥了业主及承包商进行优化的积极性，保证业主对工程的较深干预，适用于工程范围没有完全界定或预测风险较大的情况[2,10]。

2.3 目标合同应用下的协同思想

2.3.1BIM技术下的信息协同

IPD模式为BIM应用奠定契约基础，BIM为IPD模式实施提供工具载体，通过构建信息共享平台减少项目信息流失，从技术和管理创新两个维度保证了界面管理的连续性。

2.3.2 虚拟企业组织结构下的目标协同

IPD模式下的SPE公司以及总承包联合体均具有虚拟企业属性，关系型、开放式组织结构有助于整合核心能力、保持信息畅通、缓解文化冲突，使各合同主体间具备目标协同的组织基础。

2.3.3 关系型合同约束下的资源协同

信息共享平台与组织基础均需建立在强调共赢合作的关系型契约基础上，促进项目各参与方间的资源整合与高效配置，形成由资源协同到信息协同再到目标协同的集成化管理思路[11]。

3 钢结构总承包工程界面管理影响因素ISM分析

在对界面管理影响因素、钢结构发展影响因素及管理要点进行分模块分析研究的基础上，从合同界面、组织界面、实体界面、环境界面四个维度识别构建了钢结构总承包工程界面管理影响因素框架，见图3。

图3 钢结构总承包工程界面管理影响因素框架

3.1 求解可达矩阵M

将12项因素用A～L英文字母表示，Mij(i=1,2,…,12;j=1,2,…,12)代表矩阵量表相应位置的元素。参照已有文献构建典型的解释结构模型 (Interpretative Structural Modeling，ISM)0-1式问卷[12]，若因素A对B有直接影响，则Mij填1，否则填0，不考虑间接影响关系。邻接矩阵A与单位矩阵I满足以下运算过程：(A+I)2=I+A+A2；(A+I)K=I+A+A2+…+AK。对邻接矩阵A进行幂运算，如果矩阵M满足条件：(A+I)K-1≠(A+I)K=(A+I)K+1=M，则称矩阵M为可达矩阵。根据问卷调查关系评判结果，首先得到邻接矩阵A，再通过以上运算运用Matlab软件编程计算得到可达矩阵M为：

3.2 进行层级分解

级间分解涉及可达集、先行集、共同集、起始集相关定义，用Si(i=1,2,…,12)表示各影响元素，则可达集R(Si)表示在可达矩阵中经元素Si可到达元素所形成的集合，即R(Si)={Sj|Sj∈S，Mij=1，j=1,2,…,12}，i=1,2,…,12；先行集Q(Si)表示可达矩阵中可到达Si的元素所形成的集合，即Q(Si)={Sj|Sj∈S，Mij=1}；共同集T(Si)表示元素Si的先行集与可达集相交的部分，即T(Si)={Sj|Sj∈S，Mij=1，Mji=1}；起始集B(Si)表示在元素S中不受其他要素作用但能反作用于其他要素的元素集合，即B(Si)={Si∈S，C(Si)=Q}。如R(A)={A，C，D，F，G，H，J，K，L}；Q(A)={A，B，E，F，G，I}；T(A)={A， F，G}；本文基于结果-原因轮换层级抽取原则进行级间分解，轮换法更能准确反映要素所属层级、体现前因后果的辩证关系，抽取过程见表4。不同于典型ISM模型按照提取顺序进行层次化的处理方式，结果-原因双向轮换法将首次结果优先抽取出的要素放置在首层，首次原因抽取出的要素放置在最底层，以此类推得到层级结构：第一层{C，D，H，K}；第二层{J，L}；第三层{A，F，G}；第四层{B，E，I}。

表4 影响因素层级分解过程

(续表)

3.3 构建解释结构模型

骨架矩阵M′的提取是为了在级间分解基础上理顺同一层级内、跨层级间元素关系，主要通过筛选强联系关系元素、剔除跨层级关系传递、修正元素自身传递关系三个步骤，对可达矩阵M进行提取。根据级间分解结果与骨架矩阵M′，得到钢结构总承包工程界面管理影响因素间的内在传导机制，为明确界面管理要点理顺思路，见图4。

图4 解释结构模型

3.4 界面管理要点分析

表层直接因素与钢结构总承包工程客观环境有关，合同柔性、组织文化差异、工程分包模式体现了各利益相关者对钢结构总承包工程的认知程度与参与积极性，行业市场环境倒逼法律政策的不断完备，促进企业间形成良好的协同文化与协作意愿；中间层间接因素与钢结构总承包工程界面管理主体有关，界面管理主体对协同文化及协作意愿的认识与理解在合同总体策划、组织结构构建、一体化设计等主体行为中均有体现；深层根本影响因素与钢结构总承包工程界面管理客体有关，由客观环境到管理主体到管理客体自上而下的影响因素传导机制，决定了合同界面集成管理、高集成度信息共享平台构建以及注重钢结构综合性能的界面管理思路。

4 单一实体型IPD模式下界面管理框架构建

钢结构总承包工程界面管理影响因素ISM分析为构建IPD模式下钢结构总承包工程界面管理框架提供了理论依据。SPE型IPD模式下，联合体中设计、制造、施工单位在SPE内部弱化联合体形式，以独立身份存在于公司内部，作为一个整体代表SPE非业主成员与SPE公司达成单独协议。联合体总承包的合同界面主要有SPE公司内部成员间合同界面、各利益主体与SPE公司间合同界面，见图5中界面1，2。与传统模式相比，SPE型IPD模式具有透明公开的信息共享平台，不同系列IPD合同范本实现了对不同合同界面的模块化管理，界面间交叉区域也随之减少[13]。

图5 SPE型IPD合同模式下联合体总承包合同界面分析

4.1 矩阵式合同选择框架

矩阵式合同选择框架纵向模块为工程建设管理模式，横向模块为IPD合同范本，框架帮助不同类型钢结构企业基于自身优势与项目特征，结合界面管理要素选择合适的合同范本，见图6。针对过渡时期的钢结构企业，联合体总承包模式是符合行业转型升级以及市场需求的战略选择，界面管理作为法人型联合体集成管理的重要载体，有利于实现IPD模式的理念创新和应用实践[10,14]。

图6 IPD合同矩阵式选择框架

4.2 多阶段动态管理组织结构

多阶段管理组织结构模型是在项目管理办公室(Project Management Office，PMO)的基础上，由IPD合同模式下的治理多阶段动态管理组织结构，由IPD模式下治理委员会(Governance Board，GB)、项目管理团队(Project Management Team，PMT)、项目协调员(Integrated Project Coordinator，IPC)等典型职能组织构成的应对界面管理挑战的组织结构，如图7所示。其最大的特点是在团队内部整合出一个多阶段管理的动态团队，重视全过程的界面矛盾处理[15]。

图7 SPE型IPD模式下多阶段动态管理组织结构模型

GB充分体现了密切功能整合于同一权力源的组织结构设计原则，立足宏观视角对各参与方资源进行系统化配置，并为PMT提供指导；根据部分边界模糊原理设置的PMT，是为了高质量践行GB相关管理纲要而设置的次级职能组织，主要由SPE成员组成，并配备部分非SPE成员；在PMT下设置的IPC具备不同核心能力，如设计阶段的IPC是来自设计单位的工程师，统筹负责项目的设计工作，而在生产制造、施工安装阶段，IPC需做出相应转变，充分发挥各参与方的核心优势。

4.3 项目组织界面管理流程

项目界面管理不仅需要新的组织结构支撑，更需要与之相匹配的管理流程。在多阶段管理组织结构模型的基础上提出的项目管理流程，体现了SPE公司集成管理纲要整体运行情况，并详细描述了联合体总承包项目全过程管理流程。其最大特点是基于PMT的多阶段动态决策机制，在流程上实现界面矛盾的集成管理，见图8。

图8 IPD合同矩阵式选择框架

流程描述如下：(1)GB在CM单位协助下，以施工安装管理为导向提前介入设计阶段，依据合同信息制定项目集成管理纲要，作为项目计划制定与实施的指导性文件；(2)PMT建立多阶段动态决策机制，落实IPC制度。在不同项目阶段对关键节点的工作进行高效管控，如编制设计制度、建立对接体系、深化设计审核、材料设备供应、施工准备等。(3)联合体成员依据PMT制定并审核通过的主干计划分别拟定分项计划。如在项目设计阶段由IPC-A编制设计制度，建立对接体系，由总承包联合体中的制造企业进行深化设计，并向PMT提交深化设计图纸，由IPC-A进行深化设计审核，由此保证项目计划的协调统一。

4.4 IPD模式应用下的界面管理思路

在构建IPD模式下界面管理框架的基础上，本节从合同管理、组织结构、管理流程三个层面提炼出IPD合同模式应用下的界面管理思路。

4.4.1 构建非线性集成界面管理平台

钢结构企业开展总承包业务应以构建技术集成体系为基础，以疏通上下游供应链合作渠道为目标，实现由线性集成链向非线性集成平台的界面管理方式转变，培育各参与方间的长期合作关系。

(1)关系型合同下的契约管理：从本质的契约关系入手，打破传统交付模式下的对抗型合同关系以及线性管理方式，以目标合同为载体将界面问题纳入到前期契约管理中；

(2)合同柔性下界面问题的模块化管控：工程项目界面的动态性、渗透性、模糊性等特点要求不同合同主体、职能组织、实体单元之间要具备较强的柔性管理空间，完善的目标合同体系有利于促进对合同界面的集约分类和模块化管理；

(3)界面等级泛化下的一体化管理：关系型合同下的一体化运营理念有利于打破界面管理主体间的等级界限，SPE公司正是从契约层面构建非线性集成管理平台的管理实践。

4.4.2 拓展集约化组织结构下的工程总承包

政策引导下钢结构总承包工程试点企业以开展施工总承包模式为主，少数涉及EPC工程，前者没有充分发挥钢结构企业深化设计、加工制造等方面的核心优势。向全过程延伸的EPC工程总承包模式能为技术集成体系提供匹配的管理创新模式，动态性、开放式、整合化的组织结构更利于试点企业开展集设计、采购、加工、安装为一体的工程总承包项目。

(1)保证界面管理主体的统一性：集约化组织结构设计首先要遵循密切功能整合于同一权力源原则，在网状式界面关系中保证界面管理主体的统一性；

(2)聚焦界面管理边界的模糊性：在宏观层面实现各企业主体合间界面问题的集约管控后，还需注重中观层面项目不同生产阶段职能组织间的界面矛盾；

(3)实现界面管理过程的动态性：界面管理过程中微观层面的动态调整也相当重要，IPD模式下的IPC制度传承了GB，PMT集约整合、统筹分析、动态调整等理念，对各参与方的核心能力与优势进行界定、整合与配置，更有针对性地解决不同专业主体间的界面问题。

4.4.3 推动深化设计界面管理流程的高效协同

深化设计管理是钢结构总承包工程开展中的重要环节，该阶段涉及的合同主体、项目阶段、工序流程多而复杂，点对点、点对多、多对多的割裂式沟通机制容易滋生界面矛盾。注重职能组织间的一体化运营、动态管控、专业协同合作能够从流程上实现界面问题的集成管理，促进钢结构深化设计流程的规范化、系统化、协同化，提升项目深化设计管理水平。

(1)注重不同主体间的界面耦合状态分析：对不同主体间纯耦合、强耦合、弱耦合界面状态进行分析，有利于借由信息流流转情况明确界面管理的侧重点；

(2)聚焦项目层面的界面管理流程升级：在关系型合同及开放式组织结构下，线性推进的管理流程已不能高效处理各参与方间的界面问题，总承包商需注重与引导项目层面界面管理流程的再造与升级，从横向形成聚焦深化设计管理的一体化管控体系，从纵向上实现职能组织间的集成管理；

(3)疏通自下而上的界面问题闭环反馈路径：界面管理流程要有贯彻始终的沟通渠道，形成自上而下展开、自下而上传导的闭环反馈路径。IPD模式下的多阶段组织结构模型及深化设计管理流程，从利益分配、信息传递、业务交接等方面形成了由GB指导、PMT统筹、IPC协调到GB监督的传导路径。

5 结 语

ISM模型下钢结构总承包工程界面管理影响因素分别与钢结构总承包工程客观环境、界面管理主体、界面管理客体有关，由客观环境到管理主体再到管理客体自上而下的影响因素传导机制，决定了合同界面集成化管理、高集成度信息共享平台构建以及注重钢结构综合性能的界面管理思路。单一实体型IPD模式的理论研究与实践探讨表明，钢结构企业应从合作关系、组织职能、深化设计三个层面注重构建非线性集成下的界面管理平台、拓展集约化组织结构下的工程总承包及推动深化设计界面管理流程的高效协同，同时要注重柔性管理理念与刚性管理方式相结合的界面管理思路，从企业文化、协同意愿、政策市场环境等界面管理要素视角完善不同层面柔性管理策略。作为现代化项目交付模式的发展趋势，IPD模式在我国的发展仍处于初步阶段，以IPD模式为载体从柔性管理与集成管理视角探讨我国目标合同计价模式仍有较大空间。