基于精益建造的现代综合医院项目流程分析与优化研究

蒋黎晅，陈江红，王二龙，曾 为，陈 国，苏振民

（1.南京工业大学 经济与管理学院，江苏 南京 211816，E-mail：jianglx@139.com；2.中建三局集团有限公司，湖北 武汉 4 300642）

随着经济社会的快速发展和医疗水平的不断提升，人们对综合性医疗设施与服务的需求不断增长。现代综合医院项目具有规模大、投资高、医疗专项繁多、医疗设备复杂、功能单元综合化、系统配置集成化等特点，从而加大了项目建设与管理的难度。

医院项目具有高度复杂性[1]，精益建造（Lean Construction，LC）作为一种面向建设项目复杂性和不确定性的解决方法[2]，在国际上，医院项目的精益建造实践普遍而深入，并且与精益建造的理论构建发展交织在一起，取得了很多显著的成果，同时也面临巨大挑战[3～5]。集成项目交付模式（Integrated Project Delivery，IPD）在医院项目中获得实践与发展，很多研究指出IPD 与BIM、LC 在医院项目中的协同应用可以获取更多收益[4，6]。精益建造的LPS（Last Planner System）、LBMS（Location-based Management System）与BIM 5D 等技术的使用，为医院项目带来成本降低、时间缩短、质量提升等多方面的积极影响[7，8]。

新冠疫情的爆发，引发了对现代综合医院项目建造的关注，包括对医院建筑满足防疫需求的设计改善[9]，应急医院工程的快速建造[10]，智慧医院建设[11]等；但是，国内对于医院项目实施精益建造的研究和实践尚处于起步阶段，主要集中在精益理念的引入[12]、BIM 技术的应用等方面[13]；流程管理的优化也是医院项目应对管理复杂性的方法，贺涛等[12]提出了医院项目的全过程精益建造概念，赖国梁等[14]构建了基于精益建造的医院建设项目流程管理框架，通过流程管理的改进和优化，提高建造效率。随着我国进入现代综合医院的集中建设期，迫切需要加强对精益建造实践应用的探索研究。

1 现代综合医院项目的复杂性与精益建造流程管理

1.1 现代综合医院项目的复杂性

依据Bertelsen[2]对建筑复杂性的3个分析角度，现代综合医院项目的复杂性主要表现在产品复杂性、供应链不确定性、社会交互复杂性3 个方面。

（1）产品复杂性。现代综合医院是建筑功能、医疗专项与医疗设备的集成功能体，涉及门诊、医技、住院、办公及后勤保障等多项功能，二十多个以上相关科室；包含医用气体、医用纯水、洁净工程、物流传输、防辐射工程等医疗专项系统，需配备核磁共振（MRI）、CT、直线加速器、高压氧舱等医疗设备；现代综合医院建筑产品的复杂性决定了建设过程与管理的复杂性。

（2）供应链不确定性。现代综合医院项目还受到高度分散与割裂的供应链不确定性的影响，进而导致计划的不确定性，如设计与施工的分离，招标采购的种类和程序繁杂、供应的时间与品质难以保证，这些因素的波动组合给建造过程带来了较高的不确定性，成为医院项目价值与效率损失的主要来源。

（3）社会交互复杂性。现代综合医院项目涉及更多的专业分包商与供应商参与建设，各个参与方、各管理层级、各专业之间的界面和接口过多，在社会交互方面具有更高的复杂性，作为一个社会技术系统，项目成功的关键将取决于合作、沟通和承诺等社会性因素[15]。

1.2 精益建造流程管理

精益建造将起源于丰田生产的精益思想引入建筑业，本质是追求工程项目的价值最大化和浪费最小化。浪费与价值的研究是精益建造的起点，Koskela[16]认为通过流程管理来消除浪费并减少与之相关的损失，是改善建筑业绩效的主要路径之一。流程管理的根本目的是通过对不确定性和可变性影响的研究，使流程获得可靠性的改善，进而创建持续流。精益建造进而发展了“转换-流程-价值”（Transfer-Flow-Value，TFV）理论[17]，为管理建设项目的复杂性提供了方法与指导。LPS（Last Planner System）被认为是精益建造最有力的工具，通过前瞻性计划的拉式机制与承诺性计划，有助于稳定工作流程，通过“屏蔽生产”避免计划执行受到干扰[18]。

由于建筑是一个复杂的、动态的和非线性的系统，因此有必要管理战略、战术和操作3 个不同层次的流程，从而实现建造系统的整体价值[19]。

2 现代综合医院项目的流程分析

2.1 现代综合医院项目的流程分类

依据流程的属性，可将现代综合医院项目的流程分为宏观的流程（阶段）和微观的操作（工序）[20]；依据现代综合医院项目计划控制的功能和深度需求，可分为里程碑级、专业工程级、医疗专项、医疗设备级等；从精益建造的健全流程所应具备的条件角度，则可分为建筑设计、部件和材料、工人、设备、空间、连接工作、外部条件等[17]（见表1）。流程分类的目的一方面是为了通过更深入的流程分析，识别和消除流程中的浪费；另一方面是为了建立起流程之间的关系，实现流程的整体优化。

表1 现代综合医院项目的流程分类

2.2 现代综合医院项目建造流程中的浪费识别

2.2.1 浪费识别的数据收集

通过广泛的文献阅读，获取精益建造关于浪费识别的相关研究成果[22，23]，并在2021.7～2021.12期间，通过对中建三局工程总承包公司4 个已建或在建的现代综合医院项目的参与人员进行深度访谈，广泛了解项目实施过程的问题、影响与障碍因素等，为建造流程中的浪费识别提供依据。具体访谈对象包括：总承包商建造总监、设计人员、技术负责人、技术员、质量总监等；医疗专项分包商（六类）的技术负责人、项目经理及现场管理人员，共计60 人。

2.2.2 浪费的初步识别和维度划分

运用扎根理论对收集到的资料数据进行整理。首先将访谈信息进行整理筛选，剔除主观偏见性资料，保留客观陈述，进行开放性编码，提取出与现代综合医院项目浪费相关的原始语句；将原始语句概念化，由课题组多名成员共同参与，共同命名，以保证数据的效度和信度，共概括出设计深度不够、专业设计各自开展、专业分包进场不及时等44个概念类属（见表2）。结合精益建造的浪费范畴，对初始概念进行轴心编码，以建立概念类属之间的联系。如“设计深度不够”“设计不能指导施工”“设计缺陷或错误”等均纳入“设计不足”范畴；经过多轮整理归纳，共提炼出8 个浪费范畴。

表2 现代综合医院项目建造流程中的浪费识别开放性编码分析举例

2.2.3 基于精益建造的“浪费识别-流程优化”模型

随着现代综合医院项目的建设需求增长，很多承包商面临快速和高质量交付产品的挑战。建造流程中的浪费是建造活动低效和价值损失的来源，精益建造的宗旨之一就是浪费最小化，因此，通过对现代综合医院项目建造流程中的浪费识别，为流程优化提供了方向。根据主轴编码得出的关于浪费的8 个范畴，提炼出三大浪费主范畴，并结合现代综合医院项目的特点，提出流程优化的4 个主范畴，构成基于精益建造的“浪费识别-流程优化”模型如图1 所示。常规建筑工程与医疗专项工程、医疗专业设备的流程融合，是现代综合医院项目的复杂性所在，是浪费的主要来源，因此，也是流程优化的重点，在各层级流程优化中均要体现这一特点。

图1 现代综合医院项目的“浪费识别-流程优化”模型

3 基于精益建造的现代综合医院项目流程优化

3.1 里程碑建造主线流程的优化

（1）常规流程中融入医疗专业的特殊需求。现代综合医院工程是常规公共建筑与医疗设施、设备等集成的综合功能建筑，其建设过程需遵循和满足医疗专业工程的特殊需求，即在每一流程（阶段）都要考虑医疗专项或医疗设备等的特殊要求对流程本身和其他流程产生的影响。

具体而言，在报建报批线上，需要在常规的规划设计报批节点，考虑医疗专项的报批；以及在最后的竣工验收节点，考虑各医疗专项的检测与验收；在设计线上，要考虑常规建筑的各阶段设计中，融合医疗的三级工艺流程设计，以及实现医疗专项工程与常规专业工程的协同深化设计；在招标采购线上，除了常规专业的分包采购外，还需要进行医疗设备与医疗专项工程的分包招标采购；在里程碑建造主线上，主要考虑传统建造流程与医疗专项工程建设流程的穿插与集成。此外，医疗设备与医疗专项工程的建设也给各流程带来了不同程度的相互影响，通过梳理和建立流程之间的关系可以实现流程的优化，如表3 所示。

表3 各流程主线的医疗专业特点与流程间关系及优化

（2）里程碑建造主线的拉动作用。依据精益建造的拉动式流程设计，里程碑建造主线要充分发挥其在流程中的拉动作用，即由里程碑建造主线的建造任务和工程活动拉动报建报批、设计、招标采购各线的相关活动，满足建造任务或活动开展所具备的基本条件，保证建造主线各里程碑节点的时间要求，如图2 所示。

图2 里程碑建造主线的拉动作用

（3）其他流程（阶段）的支持作用。里程碑建造主线能否有序、可靠、持续地运行，依赖于报建报批、设计、招标采购这三大流程对建造流程的支持作用。其中设计线需要对常规专业工程与医疗专项工程进行深化与协同设计，为建造线提供具有足够设计深度和可施工性、经过碰撞检测的设计成果；招标采购线要为建造线提供各分包专业的资源组织与保障，特别是医疗设备与医疗专项工程的招标采购还需要与设计线互动，共同实现对建造线的呼应；报建报批线为设计、建造等流程的开展提供建设流程的合规性保证。

3.2 专业工程穿插流程的优化

现代综合医院项目的专业工程繁多，除了房屋建筑类项目的专业工程以外，还包括大量的医疗专项工程和多样化的装饰装修工程。针对专业工程众多、依赖关系复杂、碰撞与返工普遍存在等特点和现象，需要对里程碑建造主线的各专业工程进行深入的流程分析，识别现实流程存在的浪费；理顺专业工程之间相互依赖、相互制约的逻辑关系；明确专业工程启动应该具备的图纸、资源、指令等条件；以及制定各专业工程协调统一的实施计划；从而实现专业工程穿插流程的优化。

专业工程穿插流程优化的重点在于处理好医疗专项工程与主体工程、机电安装、精装修和医疗专项相互之间的穿插关系，绘制优化后的穿插流程如图3 所示。主体结构施工时要考虑医疗专项的预留预埋，通常在竖向井道砌体砌筑完成之后即可插入医疗专项涉及管道（如医疗气体、纯水、轨道物流）的施工；要注意不同的医疗专项工程对机电安装有不同的要求；非管道类医疗专项如防辐射工程，需要在地坪浇筑、墙体、吊顶等精装修作业时配合硫酸钡防护地面、防辐射铅板、电解钢板等的安装。医疗专项工程之间则需要根据管径的粗细、性质、位置、施工所需空间、施工速度等制定协调统一的实施计划，最大程度减少交叉作业时的冲突、等待、返工等带来的浪费。

图3 专业工程穿插流程的优化

3.3 医疗专业设备流程的优化

医疗专业设备是现代综合医院项目造价的重要组成部分，很多重要的设备价格昂贵，需从国外进口，院方选型考虑时间长、图纸确定慢、是主要的不确定性因素，对建造流程的影响较大。因此，需要对医疗专业设备的选择、采购、设计、安装等流程进行深入分析，通过与其他流程的集成优化，降低其对建造流程的不利影响。医疗专业设备流程的优化从区分医疗专业设备的类型、总体流程分析、对设计和建造流程的影响分析3 个方面开展。

（1）区分医疗专业设备的类型。依据医疗专业设备的重要性程度差异，区分设备类型，其中一二类设备为重要、贵重、复杂的设备，通常尺寸相对较大，确定过程缓慢，对施工图及深化设计、对建造过程的预留预埋、安装等影响大；三类设备为常规设备，可依据设计规范及设计院的设计经验进行设计，对建造过程的不确定性影响也较小。

（2）医疗专业设备的总体流程。医疗专业设备的总体流程包含从院方确定设备、设备厂家提供设备图纸、设计单位根据设备图纸完成施工图设计、设备厂家复核确定、设计单位图审及下发施工蓝图、总包方施工设备机房的全过程。需要明确每一参与方的责任，落实责任履行的时间要求，建立与建造主线的对应关系。

（3）医疗专业设备对设计和建造流程的影响。医疗专业设备对设计流程的影响主要表现在设备型号参数对设计相关参数的影响，如房间尺寸、门洞口尺寸的设计；此外还包括机房内部的点位平面布局、设备基础、独立电源、温湿度控制装置等的设计。医疗专业设备对施工流程的影响主要表现在设备基础、预埋预留、安装流程等施工环节。

3.4 工作流的可靠性改善

工作流是指通过相互依存的专业网络进行的信息和材料的流动[21]，包含了施工过程中材料、信息、劳动力、设备等的流动。工作流的可靠性改善主要用于保障现代综合医院项目的建造实施过程能够按照流程优化的方向和协同计划的要求不受干扰地开展。为了实现这一目的，一方面，要使任务活动的开展满足健全流程应该具备的条件；另一方面，要依据精益建造的LPS 系统实施一体化的计划与控制活动，即通过LPS 的前瞻性计划环节，排除任务活动实施的约束，保证满足健全流程的所有条件，以及通过承诺性计划环节，保证所有执行人员明确任务活动的交付要求并做出承诺。

4 案例实证

4.1 项目概况

某EPC 医院建设项目，总建筑面积155540m2，设置床位500 张，包含1 栋5 层门诊医技楼和1 栋17 层住院综合楼，3 层地下车库，配套建设液氧站、垃圾站及污水处理站等公用工程和绿化、道路等室外工程。该项目正处于土建扫尾、室内装饰装修及医疗专项深化设计及施工阶段，2022.5.5～2022.5.18开展为期两周的现场调研和征询研讨活动，以验证流程优化成果的有效性，为后期正式投入使用建立基础。

4.2 现场调研

通过走访现场、参与会议等方式，了解到该医院项目按照常规的建筑项目进行规范化管理，但是由于医院项目本身的复杂性和不确定性，存在一系列工作的滞后、流程的中断和返工等现象。主要原因有以下几个方面：

（1）院方科室调整多。项目实施过程中需要召开频繁的医疗专项协调会及医疗专项设计的更改，而院方科室调整涉及到对医疗工艺各级流程的变更、影响医疗专项的实施，是变更及拆改的主要原因。

（2）总承包商协调管理低效。总承包商缺乏对整体流程管理的关键环节，以及对医疗专项流程控制的工具。设计变更、招标采购、设计等关联流程滞后、计划安排不合理或计划没有及时调整等是医疗专项拆改、滞后的主要原因。

（3）计划的可靠性无法保障。总进度计划对流程间关联影响考虑不足，没有建立建造与设计、招标采购、报建报批之间的拉动式计划安排；分包商未参与协同计划过程；缺少对计划实施的前瞻环节，以及计划周报的功能不全，无法指导后续工作的持续改进。

4.3 研讨验证

通过组织专题研讨会，邀请项目经理，技术部的技术总工、技术员、设计工程师，建造部的总监和工长，商务经理，各医疗专项分包的现场负责人和深化设计负责人，共计15 人参与验证流程优化成果的适用性和有效性。验证结果如下：

（1）基于精益建造的流程梳理和优化能够为现代综合医院项目的实施提供整体控制。项目经理认为流程的梳理和优化涵盖了项目建设全生命周期，充分考虑了医院项目的特点及各类流程间的关联，提供了把控的关键节点，具有可操作性。

（2）里程碑建造主线的优化能够实现各类流程的标准化管理。通过对报建报批、设计、招标采购、建造各线的活动及相互关系的梳理，明确了各类流程中的关键活动，能够为标准化管理和总承包商的协调管理提供依据和工具。

（3）有利于改善医疗专项工程的工作流可靠性。建造总监、工长及专业分包都认为流程的梳理和优化，加深了他们对医院项目实施整体流程的认识，了解到现有流程中存在的浪费及成因，有助于改善计划的制定和实施，并改善工作流中断、等待、反复等现状。

5 结语

现代综合医院项目具有产品复杂性、供应链不确定性、社会交互复杂性等特点，为了实现高效建造，引入精益建造的流程管理理念和技术，以更好地管理现代综合医院项目的复杂性。依据构建的“浪费识别-流程优化”模型，重新梳理了里程碑建造主线与报建报批、设计、招标采购各线的拉动和呼应关系，充分突出医疗专业的特点；绘制了主体工程、机电安装、精装修与医疗专项工程的穿插流程优化图；分析了医疗设备流程及其对设计和施工的影响；提出结合精益建造健全流程应该具备的条件，以及LPS 计划与控制体系，改善工作流的可靠性。研究结论获得了案例项目的初步验证，可以为现代综合医院项目的流程优化与精益建造实践提供借鉴，但流程优化的实现还需要在工程实践中获得进一步验证。