第2章 相关理论基础及文献综述
2.1 相关理论基础
本章主要介绍研究中涉及的相关概念和理论。对精益生产、精益建设等概念进行说明,并从个体和组织视角详细阐述了精益建设技术采纳影响因素研究中应用到的相关理论,为后续各章的研究奠定基础。
2.1.1 精益生产相关理论
(1)丰田屋
第二次世界大战结束以后,制造业方面,日本的生产效率只有美国的1/9~1/8。丰田汽车工业公司发现,日本和美国在社会文化背景、宏观经济环境和技术基础以及市场需求等方面存在很大的差异性,因此也就无法全盘照搬美国的大量生产方式。丰田人针对汽车制造业开始了大胆的探索和试验,逐步形成了“大野式管理”,1962年才被正式命名为“丰田生产方式”(Toyota Production System, TPS)。这种方式当时并没有得到广泛的推广和应用,直至1973年石油危机以后才被大多数日本企业所采用。虽然这种生产方式的主要目的在于降低生产成本,但同时也可使资本周转率得到增加,进而提升公司整体的生产力。齐二石在多年研究丰田生产方式的基础上,提出了“丰田屋”(具体如图2-1所示)的概念和理论体系,该体系包括“一个目标”“两大支柱”和“一大基础”,体现了丰田公司的经营理念。
图2-1 丰田屋
资料来源:齐二石.丰田生产方式及其在中国的应用分析[J].工业工程与管理,1997(4):37-40.
“一个目标”是指希望通过低成本、高效率和高质量地进行生产,最大限度地使客户满意;“两大支柱”是指准时化(Just-in-time, JIT)和自动化(Autonomation); “一大基础”是指改善与持续改善[6]。
后来,丰田公司原社长张富士先生借鉴齐二石的“丰田屋”理论,提出了“丰田生产方式架构屋(TPS House Diagram)”,也简称为“丰田屋”(具体如图2-2所示),此举是为了使丰田汽车更加有效率地在供应商间推进丰田生产方式[7]。
图2-2 丰田生产方式架构屋
资料来源:Liker J. The Toyota Way: 14 Management Principles from the World's Greatest Manufacturer [M]. The McGraw-Hill Companies, 2003:12.
整个架构屋是由屋顶、两大支柱、中心和地基构成。屋顶代表了一大目标,就是通过杜绝浪费以缩短生产流程,追求最佳品质、最低成本、最短的前置期、最佳安全性和最高员工士气几个目标,也是架构屋的核心原则。架构屋两大支柱分别是准时化生产和自动化,其中准时化生产是丰田生产方式最广为人知的特色,其理念为将必要的产品,在必要的时间,生产必要的数量。Zipkin指出准时化生产是日本所发展的一种制造哲学,是一种在生产效率上的艺术立项和简单的自然状态。自动化是指不要让任何一个瑕疵品进入下一个工序,任何员工在生产线上发现质量、数量和品种的问题,都有权力停止生产,主动解决问题[8]。架构屋的中心是人员与团队、持续改进和减少浪费。架构屋的地基是均衡化生产、稳定且标准化的流程和目视化管理。均衡化生产是为了使生产体系稳定,使库存降至最少,平均维持生产的数量和种类,预防单一产品产量过多。
架构屋中的每个要素本身都佷重要,一个部分出现问题就会导致整个屋子出现问题,因此这些要素彼此之间相互强化是最重要的。准时化生产代表尽可能避免使用存货方式来缓冲生产过程中可能出现的问题;理想的单件作业流程是以客户需求的速率或间隔时间,一次处理一件;使用较小的缓冲,代表诸如质量瑕疵等问题必须立即显现,这将会强化自动化,使生产流程一旦出现问题便停止,也意指员工必须立即解决问题,恢复生产线的运转。
(2)精益生产概述
精益生产方式(Lean Production, LP)是继手工单件生产方式和大量生产方式之后的第三种生产方式,是美国麻省理工学院在一项名为“国际汽车计划”(IMVP)的研究项目中提出来的。1985年该学院确立了这个项目以后,在丹尼尔·鲁斯教授的带领下,历经5年的时间,做了大量的调查与分析,并于1990年出版了巨著《机器改变世界》(The Machine that Change the World),首次把丰田生产方式命名为“精益生产”。
精益生产是通过彻底避免浪费和提高效率来实现降低成本的基本目标,从而实现利润最大化的终极目标。所谓浪费是指超出增加产品价值所必要的绝对最少的物料、人力资源、场地和时间等各种资源部分[9]。大野耐一在其著作中指出了七种类型的浪费,包括:第一种,生产过剩的浪费,即制造超过现时客户所需的数量,这是最大、最严重的浪费;第二种,搬运的浪费,即消耗时间和人力,占用搬运设备与工具,可能碰坏物料,但不增加价值;第三种,库存的浪费,即原材料、产成品、在制品的库存;第四种,加工过程本身的浪费,即不必要的工序,超过客户需要的多余加工环节和流程;第五种,动作的浪费,即不增加产品价值的任何人员的移动,体现为动作的盲目性和不合理性;第六种,停工等待的浪费,即上道工序发送不能及时满足下道工序的要求,造成人员和设备的闲置;第七种,制造不良的浪费,即错误、缺陷或缺少必要组件的返工修改工作,造成设备和人员工时的损失,以及所产生的废品等[10]。
丰田人又把浪费分为四个层次:第一层次为存在着过剩的生产能力;第二层次为生产过剩的浪费;第三层次为过剩的库存;第四层次为增加了固定资产的折旧费和间接劳务费。层次间有如下关系:层层加大的关系,如第一层次浪费会产生第二层次的浪费,第二层次浪费必然会产生第三层次的浪费,第三层次浪费产生第四层次的浪费[11]。
1996年,沃麦克和琼斯共同创作了《精益思想》一书[12],他们在大野耐一7种类型浪费的基础上,又增加了一种浪费,即不能满足客户需求的商品和服务。同时,他们在该书中明确提出了精益的五大原则,即识别价值、价值流图、价值流动、客户拉动和尽善尽美。
Tommelein指出精益生产的一些优点,具体包括:第一,精益生产方式在遇到有质量缺陷时,立即停止装配线工作及时修正缺陷,比事后再检查、再修正的成本要低得多。第二,拉动系统(Pull System)是以客户需求为基准,而不同于预测存货方式经常因为客户需求的变化而做出错误的判断。第三,减少机器的切换时间来降低流程重复的时间。第四,生产程序同步化与各步骤紧密结合,将降低人员或机器的等待时间,使流程中没有半成品存在的阶段,进而实现零库存的目标。特别是结合2、3和4项精益技术后,能使制造商较快地制造出产品,也可迎合快速变化的市场需求。第五,清楚明了的文件和及时且经常性信息公开,能够使员工了解他人正在从事的工作,以及关于自己完成工作的质量[13]。
2.1.2 精益建设相关理论
(1)精益建设概念
Koskela指出建设过程实际上是一个特殊的生产过程,应该把制造业生产过程中的成功理论和方法应用到建设过程中来,以改进传统建设过程中所存在的浪费问题[2],并于1993年在芬兰召开的第一届国际精益建设小组(International Group for Lean Construction, IGLC)会议上,首次提出了精益建设(Lean Construction)概念。该概念强调最大化利用建筑材料、劳动和人力,避免浪费和任何无增值活动,同时交付价值给客户。随后,国际上众多学者、研究机构和建筑企业等纷纷投入这一领域的研究,并建立了专门研究组织,如国际精益建设小组(IGLC)、精益建设协会(Lean Construction Institute, LCI)、欧洲精益建设协会、中国精益建造技术中心等,其中国际精益建设小组和精益建设协会两大组织是精益建设研究的重要推动者和研究基地。通过对权威性组织(国际精益建设小组、精益建设协会、精益建造技术中心等)中有关文献进行整理和分析,发现国内外学者对其概念的解释大致相同,其核心思想就是避免无增值流活动和使转换活动更加高效以及实现或超越客户的需求[14]。这里选择了一些较具有代表性的研究机构和学者对精益建设概念的解释,具体如下:
美国建筑业协会(Construction Industry Institute, CII)在其研究报告中把精益建设定义为,在一个项目执行中满足或超越客户所有的需求,避免浪费,以价值流为中心,追求完美的连续过程[15]。
精益建设协会(LCI)认为,精益建设是精益生产系统目标的延伸——最大化价值和最小化浪费——在项目交付过程中的具体技术及其技术应用[16]。
英国拉夫堡大学精益建设小组把精益建设定义为:为客户持续提供更好的价值,并逐步提高企业赢利能力和市场竞争力的一种哲学。
美国加利福尼亚大学伯克利分校对精益建设给予的解释是更好地满足客户的需求以及动态改进建设过程。还指出精益建设原则包括建立稳定的工作流、减少浪费、增加建设过程的透明度、拉动式工作、减少全部过程周期和生产过程所有步骤的同步化。
中国精益建造技术中心指出,目前国内较为通用的精益建造定义为:从建筑和建筑生产的基本特征出发,基于生产管理理论、建筑管理理论以及建筑生产的特殊性,理解和管理建筑生产全过程,面向建筑产品全生命周期,尽量减少和避免浪费,最大限度地为顾客创造价值,最终实现项目成功交付的项目交付体系[17]。
Howell认为精益建设是一种生产管理的新方法,其本质特征包括一套清晰的交付目标,从设计到交付整个生命周期内,在项目层次、生产和过程的并行设计以及生产控制应用上最大化客户的绩效[18]。
Bertelsen指出,精益建设是交付项目时,顾客价值最大化和浪费最小化。把施工看成一个复杂而动态的系统同时,通过减少不确定性和控制无序因素,对过程和步骤进行合理规划,以减少错误来源,使大部分有序的系统程序能够增加[19]。
Lennartsson等人指出精益建设的核心思想之一是从最初的构想到最终产品,设计和生产一个建筑产品的过程应该持续改善,为所有客户和交付团队创造价值[20]。
谢坚勋认为精益建设是根据精益思想原则,应用并行工程、流程再造等手段,对建筑生产流程进行重新设计与建立新的建筑生产管理模式[21]。
曹吉鸣在其著作中把精益建设定义为,精益建设就是把精益思想应用到建筑业中来,以客户需求为导向,运用各种精益工具对建筑流程进行改进,避免浪费,以价值流生产为中心,追求尽善尽美,达到或超越客户需求的生产管理模式[22]。
韩美贵在文献中将精益建设定义为,精益建设是建设共生施工管理的一种新思维,它以精益思想为指导,对施工项目管理过程进行重新设计,通过转移建造过程中没有价值的任务来增加项目价值;在保证工程质量和安全的前提下,以最短工期、最少资源消耗的方式,追求零浪费、零库存、零故障、零缺陷,以达到浪费最小化、工程价值最大的目标[23]。
由此可见,到目前为止精益建设的概念没有标准的定义,本书尝试将精益建设概念定义为:精益建设是把制造业的精益生产方式引入到建设项目管理中来,从建设生命期视角出发,以客户需求为导向,避免建设过程中所存在的各种浪费和无增值活动,最大化客户价值,追求持续改善和尽善尽美,实现项目成功交付的一种崇尚节约模式。其目标是更高地满足客户要求,显著地改善建设过程和产品。
(2)精益建设基础理论
① 在精益思想视角下,建设工程的浪费概述
从本书给出的精益建设概念中可以看到,建筑企业实施精益建设的关键目的在于避免建设过程中浪费的问题。Skoyles对英国建设业的材料浪费问题进行了研究,结果表明浪费数量占设计中所需材料数量的2%~15%[24]。Koskela指出浪费包括所有材料发生的损失和不必要工作的执行,只增加成本而不增加产品的价值[25]。Formoso等人定义浪费为依照客户的视角,产生直接或间接成本,但是不增加任何价值的活动所造成的损失,把浪费分为两种类型,即不可避免的浪费(对减少浪费的必要投资超过其产生的节约)和可以避免的浪费(浪费成本明显高于阻止浪费的费用)[26]。Formoso等人通过实证方式,测量巴西建设材料的浪费,并识别其产生的根本原因。研究结果表明,浪费成本约为总成本的8%,发生浪费在很大程度上是由于经常被现场管理者忽视的流活动造成的,如物料传递、库存和内部运输与搬运[27]。Garas等人通过对埃及建筑业在建项目承包商的访谈,识别了两种主要类型的浪费,即材料浪费和时间浪费,其中材料浪费是由多余采购、过度生产、错误加工、错误储存、生产缺陷、盗窃和故意损坏等引起的;时间浪费由闲置(等待)、停工、解释、信息变化、返工、无效工作(错误)、计划活动延迟和设备的非正常磨损等引起的[28]。Ramaswamy和Kalidindi对建设浪费进行了分类,具体如图2-3所示[29]。另外,Macomber和Howell从人的潜力视角提出了两种巨大的浪费,即不听和不说[30]。
图2-3 建设浪费类型
资料来源:Ramaswamy K.P., Kalidindi N.S.Waste in Indian Building Construction Projects [A]. Proceeding IGLC-17[C].Taipei, Taiwan, 2009:3-14.
② TFV理论介绍
Koskela对传统生产理论进行分析后,将生产管理中的精益生产方式应用于建筑工程中,建立TFV理论模型[31]。
T(Transformation,转换)观点是指建设生产从输入到输出的转化过程,输入包括原材料、图纸、机械设备、劳动等一系列内外部资源,输出就是满足客户要求的最后交付物,以分工结构图为主,对每一个必需任务给予控制,尽可能实现输入成本的最小化和转换效率的最大化,往往忽视了任务之间的联系。
F(Flow,流)观点是指从输入到输出的物流和信息流的流动过程,关注上下环节之间的衔接界面,尤其减少变化,通过强化流的管理实现减少浪费和提高价值。
V(Value generation,价值产生)观点意味着实现或超越客户需求的过程,价值只能由客户来定义。根据Bjornfot和Sardén的概述,建设的价值产生可能分为两种类型:外部价值和内部价值,其中外部价值是客户价值和项目结束的价值,包括产品价值和过程价值;内部价值是由交付团队的各参与方(客户、承包商、供应商等)确立的。
在生产管理中,需要TFV(转换—流—价值产生)三个观点的整合和平衡,因为这三个观点并不冲突,而是相互补充和完善的。每个观点的关注对象都是不同的,转换观点主要考虑如何实现转换增值,流观点主要考虑生产过程中的无增值活动,价值产生观点主要在于从客户视角如何进行生产控制,以尽可能实现或超越客户的需求。如表2-1阐述了TFV理论的概念化、原则、方法、实际贡献和实际应用的建议等。
表2-1 TFV生产理论表
资料来源:Koskela L. An Exploration towards a Production Theory and Its Application to Construction [D].VTT Building Technology, Finland, 2000.
TFV生产理论的贡献就在于从这三个视角引申出建模、构造、控制和改进生产,很多原则来源于每个观点的理论或实践,具体如表2-2所示。
表2-2 生产原则
资料来源:Koskela L. An Exploration towards a Production Theory and Its Application to Construction [D].VTT Building Technology, Finland, 2000.
Bertelsen和Koskela针对不同的项目管理目标,基于TFV理论,提出了一个三维管理模型,这三个维度相互独立但又彼此协调,具体如图2-4所示[32]。
图2-4 建筑工程三阶段管理
资料来源:Bertelsen S., Koskela L.Managing the Three Aspects of Production in Construction[C]. Proceeding IGLC-10[C], Gramado, Brazil, 2002:1-10.
通过与客户或总承包商合约的拟定,形成工作流程设计转换,其关联不是向上或向下的价值交付,而是不断的循环,即价值管理—合同管理—过程管理—价值管理,这三种管理相互独立、相互协调,共同实现项目管理的目标。传统的项目管理被称为合同管理,对于合同成员履行工程交付的需要,建立和保持图纸中价值和技术说明与操作(相关生产能力和材料)之间的关系;流程管理承担着生产流(信息、物料和设备)的协调作用;价值管理是传递实际价值给客户。
③ 精益建设与传统建设的区别
Howell指出在精益视角下,对建设进行管理,不同于传统建设管理,因为:首先,精益建设有一套明确的交付过程目标;其次,精益建设目标是从项目水平最大化客户绩效;再次,精益建设对生产和过程并行设计;最后,生产控制应用于项目的整个生命周期[33]。精益建设与传统建设的区别(Koskela,2000;黄如宝和杨贵,2006)[31][34],具体如表2-3所示。
表2-3 精益建设与传统建设的区别
(3)精益建设理论体系
精益建设理论体系结构,具体如图2-5所示。精益建设是在TFV理论的基础上形成的,该理论贯穿于项目的各个阶段。从应用理论的视角来看,精益建设首先应该明确客户的需求,这也是实现价值产生的基础。在此基础上,提高设计水平,减少变化和实现标准化管理。过程绩效评价对建设过程中所有活动进行评价,以发现存在的问题,提出下一步的改进方案,实现项目管理水平的持续改善和提高。要运用精益建设的基础理论和应用理论,还需要许多辅助技术给予支持,譬如最后计划者体系(LPS)、并行工程(CE)和全面质量体系(TQM)等。限于本书的研究范围,下面只对设计阶段和施工阶段的相关辅助技术进行介绍,尤其对最后计划者体系、准时化技术、模块化技术、并行工程和5S现场管理进行了较为详细的介绍。
图2-5 精益建设理论体系结构
资料来源:2010年中国精益建造白皮书 [EB/OL]. http://www.jingyijianzao.org.
① 最后计划者体系(Last Planner System, LPS)
Glenn Ballard在第一届国际精益建设小组(IGLC)会议上提出了最后计划者(Last Planner, LP)概念,这仅仅只是一个雏形[35]。2000年,Glenn Ballard在其博士论文中对传统计划体系和最后计划者体系进行了对比研究,提出了一个完整的最后计划者体系[36]。
最后计划者体系是一种新型的项目计划与控制的“操作系统”,通过“拉式”工作流程设计和多级交互式计划与控制方法,确保所有计划任务在开始实施之前,使其必要的前提条件都已具备,进而可以完全按照计划未被干扰地来执行[37]。最后计划者体系的主要目标是减少变化,提高工作流的稳定性和可靠性,在后续的研究中甚至把它和精益建设等同。
对于传统的项目管理系统,最后计划者体系增加了一个生产控制部分,即最后计划者(把工作任务直接分配给工人的一线基层管理者,如领班、工头、小组长等,视情况而定)。最后计划者可以被理解为一种机制,使应该(Should)被执行的工作任务转化为能够(Can)被执行的工作任务,然后是最后计划者承诺将要(Will)完成的工作任务,这就是拉(Pull)式生产。最后计划者体系的思想是通过一线基层管理者参与项目计划和决策,使各参与方了解项目当前的状态,关注近期和基层生产计划的改进,提高计划的准确性。在项目实施过程中,任何疏忽和偏差都有可能造成后期需要支出巨大成本对不良结果进行修正和完善,这就需要在实施之前制定一个非常周密而详细可靠的计划,以发现这种疏忽和偏差,找出形成的原因,采取相应措施,防止相似情况再度发生,很明显传统的计划系统已经不能适应这个需求。最后计划者体系结合计划技术和控制技术,把项目一线的基层管理者纳入到计划编制工作中来,不断根据项目实施情况,调整具体的工作计划,控制项目的进展,使整个工作进程处于可控制的范围,具体实施流程如图2-6所示。Howell提出了成功实施最后计划者体系(LPS)的9个步骤,即明确客户项目的承诺、建立团队、确立里程碑计划和拉动计划、运用前瞻计划做好工作准备、制订周工作计划、召开首次周工作计划会议、在墙上追踪计划可靠性(PPC)、在墙上追踪计划变化的原因、建立改进的方法[38]。
② 准时化技术
准时化技术最早来源于制造业。1953年,大野耐一在大量生产和单件生产特点的基础上,建立了一种在多品种小批量生产条件下高质量、低消耗的生产方式,即准时化技术(Just-in-time, JIT)。JIT在丰田公司的应用,一个最大的收益是缩短生产周期,降低原材料、在制品和完成品的库存,提高了生产流的稳定性,实现持续的改善。JIT在建筑业的应用所带来的潜在收益与制造业是相同的,如通过减少在制品库存来缩短生产周期[39]。准时化技术是精益建设的核心技术,强调在建设过程中的每一道工序上都实现在正确的时间,以适当的数量,供应正确的材料、人员和机械设备等,严格按照下道工序向上道工序提出要求,不超前、不超量地进行建设生产,绝对不会做多余的工作,尽可能使工序间的转换接近于零,最大限度地杜绝出现停工待料或过度生产和采购等造成的浪费。实施准时化技术能够不断地缩短人员、设备等的等待时间,减少原材料的库存,逐步发现过去未曾发现的隐匿问题,并采用相应措施给予解决,实现建设过程管理的自我动态完善。其终极目标是使建设流快速而稳定地流动起来,最大限度地避免浪费,追求尽善尽美。
图2-6 实施最后计划者体系(LPS)流程
注:计划完成百分比
在建设工程项目管理中,成功实施准时化技术的关键管理工具是“看板管理系统”。看板是一种传递信号的工具,以TFV理论中的F(流)为基础,前道工序要严格按照后道工序给出的看板信息进行工作,整个过程相当于从后向前拉动(Pull),从客户需求直到最初的原材料、人力、机械设备、技术和资本等,是一种逆向思维的方式。看板信息中只表示后道工序所需要的量,可以有效地避免过量采购或过量施工以及过量搬运,避免了浪费的发生。不合格的产品不允许交给下一道工序,这样也从源头上杜绝了次品的“牛鞭效应”,可以及时停工,使问题暴露,查清原因进行改善,防止类似问题的重复发生。但是看板管理系统不等同于准时化技术,在应用之前,需要对现有管理方法做出相应的调整。
③ 模块化技术
Bertelsen指出无论类型的大小,每个项目都形成了一个复杂而动态的系统[40]。这种复杂性来源于三个方面,即独一无二的产品、临时生产系统和社会系统对待这种复杂性,未来应该采取的应对策略,有设计更好管理复杂性的方法、减少复杂性程度以及使复杂性更容易管理[41]。
建设过程复杂性本质经常引起流的巨大变化,不仅包括工作流,而且有其他流,如信息、人员、材料和空间。Ballard提出了基于管理方法的最后计划者,用于更好地管理这种变化[36]。近来该方法对复杂性的处理展现了它们的价值[19][30]。丹麦针对建设过程展开了讨论,提出了两种方法,分别为过程策略和产品策略。过程策略是对建设过程的复杂性进行管理和控制的策略,一个经常使用的方法是把问题分解成能被独立解决的小问题,期望这些小问题的解决方案能够为整个问题提供一个优化方案,或者接近优化方案。但是,最后计划者和过程策略或许只限于在某些程度上使过程处于可控的范围。产品策略是管理复杂性的另外一种方法,通过场外生产把更多的工作移到更稳定的生产环境中,但是所从事的工作作为交易进行的,从单个产品来看,复杂性仍然存在。
Jensen等人指出把一个系统分成较小的部分或模块,能降低系统的复杂性[42]。模块化已被成功地应用于制造业[43-45],是把一个复杂产品分割成一些功能部件,这些部件相比于整体而言,更加容易管理。其中,部件指的是具有某些共同特征的一个实际或者概念组件分类[46],模块可能是相同的,根据客户的需求进行配置[42],运用于不同的系统,实现多功能的方法[47]。建设中模块化技术视建筑为一件产品[25],把制造业中精益生产的模块化思想引入进来,使复杂的建筑系统分割成更加容易管理和清晰定义的功能模块,结合过程策略和产品的优缺点,将原来在现场生产的部分更多地移到场外生产企业中,在固定设施上,运用已确立的精益方法和工具,进行预先制造,仅在建设现场完成各模块的组装[41],以减少生产的复杂性和实现最小化浪费[48]。其中十分重要的两个因素是部件和接口的独立性[43][44][47]。
④ 并行工程
Institute for Defense Analyses-IDA(1988)对并行工程(CE—Concurrent Engineering)给出了典型的定义,并行工程是对产品及其相关过程,包括制造过程和支持过程,进行集成与并行设计的一种系统化方法。这种方法意在为开发者一开始就考虑从产品构思到产品报废的全生命周期内的全部要素,包括质量控制、成本、进度和用户需求[30]。Kamara指出并行工程的两个关键原则是集成和并行,其关键特征有四个,即尽可能地使所有活动和任务的进度并行;项目生命周期内的产品、过程和商业信息集成以及项目定义期间,生命周期内问题集成;通过有效的合作、沟通和协调,集成参与交付项目的供应链;集成在项目开发过程中所使用的技术和工具[49]。实施并行工程所带的收益是降低产品的成本、缩短开发周期和上市的时间、提高产品的质量和满足客户需求[50]。要实现以上的目标,并行工程[51]应该具备以下几点:
第一,多部门团队参与方的相互激励,强调设计协调作用;
第二,执行并行生产开发过程阶段,尤其是生产和产品设计的集成;
第三,在做设计的过程中,从产品全生命周期视角考虑多部门团队实施的问题,期望实现生产流程中不同人员的整合;
第四,客户满意定位(从客户欲望转化为设计规范),避免不增加产品价值的活动。
王宁等提出了一些建议,使并行工程得到高效地实施,其中包括运用合同方式提升项目合作;根据项目预定目标对其运行状况进行衡量,调整管理策略;持续运用目标导向推动项目;整合管理信息系统;使用动态实时计划报告工具;在决策中,使用过去的项目或其他信息来源所组成的知识库帮助获得可用信息,等等[52]。
⑤ 5S现场管理
5S现场管理起源于日本,是精益思想的一部分,是指对生产现场中的人员、材料、机器和方法等生产要素进行有效的管理,综合考虑现场生产环境的布局,制订切实可行的计划和措施,有助于减少浪费和提高生产率与安全管理水平以及促使员工实施持续的改善。5S方法是“一个地方各有其所,一切妥贴(a place for everything and everything in its place)” [53]。5S包括整理(Seiri)、整顿(Seiton)、清扫(Seiso)、清洁(Setketsu)和素养(Shitsuke)。因为这五个日文单词均以罗马字发音“S”开头,因而简称为5S。具体而言,整理是指分开需要的工具或部件,移去不需要的材料(垃圾);整顿是指整洁地安排工具和物料,以便于使用;清扫是指把工作场所收拾干净;清洁是指通过制度化和规范化的方法将整理、整顿和清扫的成果得到保持;素养是指培养员工养成良好的习惯。5个“S”之间并不是各自独立的,而是相互关联的,是一种相辅相成、缺一不可的关系。张娅指出5S源于素养,终于素养,整理是整顿的基础,整顿反过来又进一步巩固整理的成果;清扫是整理和整顿效果的体现;以上三者又成为清洁的前提条件;素养是实现整理、整顿、清扫和清洁的前提和内因,具体如图2-7所示[54]。
图2-7 5S相互关系图
资料来源:张娅.略论日本的5S活动[J].沈阳师范大学学报(社会科学版),2011,35(2):149-151.
6S管理是5S的升级,在5S的基础上增加了安全(Security)的内容,6S和5S管理一样兴起于日本企业。后文中主要使用6S现场管理这一精益建设辅助技术。
⑥ 其他相关技术
实施精益建设的辅助技术,还包括全面质量管理、团队工作法、标准化作业流程、设计与施工整合(CM)和施工均衡化等,对这些技术给予简要概述,具体如下。
第一,全面质量管理(TQM)
精益思想理论和实践表明,全面质量管理(TQM)方法和工具有力地改善建设项目中的转换活动和减少了不必要的流[55],要求建设过程中的三个角色,即供应商、加工商和业主等全员参与[56],从设计阶段到最终交付全过程的每一个工序都对质量进行严格检验和控制,强调下道工序是上道工序的客户,如若发现问题,及时处理,查清问题发生的根本原因,防止类似问题的重复发生,实现持续提高生产和过程质量的一个综合管理思想[57]。精益建设强调事前预防工作,从操作者、机器、工具、材料和施工等各个方面保证每项工程的质量,从根源上保证质量[58]。
第二,标准化作业流程
缺乏标准化可能是建设部门效率低下的一个原因[59],精益生产方式在制造业的应用获得了巨大的成功,不仅实现部件的标准化,而且也实现了生产线和生产过程的标准化[60]。一般而言,精益建设理论中的标准化包括建设部件标准化和施工工艺标准化[61]。同样,提高建设项目的标准化,能够减少流的变化,降低不确定性,有利于现场经理对过程进行控制,进而减少成本和节约时间[59][62]。要实现建设项目的标准化,最关键的就是制定完善的标准化作业流程文档并加以良好的实施。标准化作业文档是一个描述建设过程中各个工序的标准操作步骤和细节、实现浪费最小化的手册,包括每项工作要素的工作方法、注意事项和活动周期。这些文档并不属于任何具体项目或现场,而是一个典型通用类似项目的参考[63]。标准作业流程是指对那些在工程项目管理中重复发生的活动,可以通过建立标准化作业的方式加以控制,实现流程的持续改善[64]。但是,要求员工严格按照标准化进行工作,不利的地方就是阻碍创新[65][66]。
第三,日常会议管理
建设中,日常会议管理应用于设计和改进作业。会议期间,员工基于一系列目标,阐述各自的工作进度[67]。每个月末,确立新的目标[68]。具体包括全部领班会议和每日会议。全部领班会议是以全部领班的非正式会议代替每周工作计划会议。这个会议以下周工作安排为中心。会议期间,讨论的重点是分析工作现场的重叠工作以及识别潜在问题。利用几分钟时间对会议达成一致的活动进行记录,并评述下周工作。
每日会议是每天在开始工作的时候召开会议,项目人员利用5~10分钟的时间来评述已完成的工作。会议期间,大部分共同问题就是进度、安全和内务处理。Salem做了一次调查得出,在会议期间,至少67%的工人发现了价值;不超过42%的工人提供了反馈意见;大部分工人更加喜欢在一天中与他们的领班进行直接交流[69]。
第四,价值工程
美国通用电气公司(GEO)的工程师麦尔斯(L. D. Miles)于20世纪40年代提出价值工程(Value Engineering, VE)概念,又称为价值分析(Value Analysis),它在工程项目管理中的应用能够降低成本并提高经济效益。
所谓价值工程,是指通过多技能专家团队的有组织活动对系统、产品或服务进行功能分析,使用创造性思维来探究在总成本最低的情况下,可靠地实现系统、产品或服务的必要功能以及相关功能,来提高系统、产品或服务价值的一种系统化方法[70]。在这里,价值被定义为功能和成本的比率,即V=F/C,其中,F为Function(功能重要性系数); C为Cost(成本系数); V为Value(功能价值系数)。因此,提高价值的途径有五种,分别为:第一种,成本不变,功能提高;第二种,功能不变,成本下降;第三种,功能提高,成本降低;第四种,成本略有增加,功能大幅度提高;第五种,功能略有下降,成本大幅度下降。
第五,设计与施工整合
设计与施工整合,又称为CM(Fast-Track Construction Management)模式,二者进行整合的原因有:竞争的压力和业主的需求;二者分离状态导致的成本增加与工期延迟以及交易费用增加;吸取整合的优势,包括提高设计的可建造性、可运营性,信息集成和共享,较少界面管理,降低交易费,带来效率和效益的提高[71]。
设计与施工整合把项目的设计过程视为由业主和设计人员共同而连续地进行项目决策多过程,一旦某方面的主要决策形成并确定,即进行该部分的施工。整个项目不再采用传统的施工总承包模式,采取有条件的“边设计、边施工”,化整为零的思想。设计一部分,招标一部分,施工一部分,设计、招标和施工三者充分搭接,提高设计的可建造性,提前施工开始时间,进而降低成本和缩短周期。
第六,施工均衡化
施工均衡化是准时化技术实现的前提,是一种理想的状态,要求施工进度中各个环节所需材料、部件、工时、机械设备符合全部均衡,材料和部件供应准时,机械设备始终处于良好状态,工人掌握多项技能并且出勤率高而稳定,能够保证各工作小组的工作连续而又有节奏,其目的是尽量让施工进度与业主需求保持一致,做到既不提前,也不延迟。
施工均衡化有两点好处:一是有助于合理配置施工人数,二是有助于材料数量的合理供给[72]。施工均衡化,首要前提是各施工段的工程量相近或基本相等,这样就可以合理地对人员进行配置,最大限度地避免由于各施工段的工程量不均衡造成人员闲置或施工进度延迟。在实施精益建设过程中,还需要员工具有多种技能以完成多项工作以及人数具有弹性。另外,施工均衡化还保证了施工按照一定的节拍进行,有利于对各节拍所需材料数量进行较为准确的预测和控制,保证及时合理地供给,避免提前采购或延迟采购的发生。
2.1.3 采纳行为相关理论概述
(1)基于个体视角的采纳行为相关理论概述
① 理性行为理论的介绍
理性行为认知理论(Theory of Reasoned Action, TRA)是由Ajzen和Fishbein在1975年提出的,该理论强调认知会影响个人的态度或意向而去从事特定的行为,即个人行为意向(Behavior Intention)受到主观规范(Subjective Norm)和行为态度(Attitude Toward Behavior)影响,其理论模型如图2-8所示[73]。
图2-8 理性行为理论模型
资料来源:Ajzen M. Fishbein.Understanding Attitudes and Predicting Social Behavior [M].NJ: Prentice-Hall, 1975.
理性行为理论模型指出,一个人某项特定行为是由其行为意向所决定的,而行为意向则是由其个人行为态度和主观规范决定的。行为意向是指衡量个人行使特定行为意向的强度;态度是指个人对于行使特定行为的正向或负向的感觉;主观规范是指一个人感知到众人对其所行使行为的看法;个人的行为态度是由其显著信念与结果评估的乘积,而主观规范是规范性信念与依从动机的乘积;信念是指个人主观上对于行使特定行为结果的可能性认知,结果评估是指个人对于结果价值的评估;规范性信念是指个人感知到众人或者群体对于其信念的期望,依从动机是指个人依从此期望的行为动机。换言之,外部环境对于个人态度的影响是通过对其信念结构的改变,而个人的行为意向则是通过态度所影响。
理性行为理论的基本假设认为,一个人的行为是基于理性的,其思考是具有系统性的,也就是一个人的行为是基于其所获得信息,通过系统性的思考而后所采取的活动。对于态度或行为模式的研究,可以针对不同行为找出其相关的信念,进而通过理性行为理论来解释。换言之,通过了解使用者的态度,可以推出某个对象在个人内心的心理接受度。
② 技术接受模型的发展过程
技术接受模型(Technology Acceptance Model, TAM)是由Davis基于Fishbein和Ajzen(1975)的理性行为理论(TRA)提出的[74],用以解释使用者接受某项信息技术或信息系统的行为,进而分析影响该行为的各种因素以及相互关系,其中两个主要的决定性因素是感知易用性(Perceived Ease of Use)和感知有用性(Perceived Usefulness)。因此,感知有用性和感知易用性两者成为衡量某项信息技术或信息系统接受度以及使用的重要指标,所谓感知有用性是指使用者相信某项信息技术或信息系统可以提高其工作效率的程度。换言之,感知有用性是基于组织对某项信息技术或信息系统的使用,基本上是为了提升工作绩效;感知易用性是指使用者相信某项信息技术或信息系统可以让他容易使用的程度。技术接受模型的发展,希望能够普遍应用于解释或预测某项信息技术或信息系统使用的影响因子,用以了解外部因子对使用者内部信念(Beliefs)、态度(Attitude)与意向(Intention)的影响,进而影响使用者的行为。技术接受模型如图2-9所示。
图2-9 技术接受模型(TAM)
资料来源:Davis F. D.Perceived Usefulness, Perceived Ease of Use, and User Acceptance of Information Technology [J].MIS Quarterly, 1989,(9):319-340.
在技术接受模型中,使用行为(Actual System Use)是由行为意向(Behavioral Intention Use)决定,而行为意向又受到态度(Attitude Toward Using)和感知有用性的影响。感知有用性和感知易用性又对态度产生了影响,二者也受到外部变量的影响,同时感知易用性还会影响感知有用性。Davis等基于原始技术接受模型研究成果,对其进行了修正和重构,删除了模型中的态度变量,认为感知易用性、感知有用性和行为意向能够更好地预测和解释使用者的行为[74]。精简版的技术接受模型如图2-10所示。
图2-10 技术接受模型精简版
资料来源:Davis F.D., Bagozzi P.R.Warshaw.User Acceptance of Computer Technology: a Comparison of Two Theoretical Models [J].Management Science, 1989, 35,(8):982-1003.
外部变量对于感知有用性和感知易用性具有影响力,针对外部变量的探讨,Szajna指出使用者特征、组织因素等都会影响技术的接受行为、信念、态度及意向[75]。Venkatesh和Davis通过社会影响和认知工具两个层面对感知有用性和行为意向的决定因素进行了探讨,提出了技术接受模型2(Technology Acceptance Model 2, TAM 2)[76]。在技术接受模型2中,社会影响类变量包括主观规范、形象(Image)和自愿性;认知工具类变量包括感知易用性、产出质量(Output Quality)和工作相关性(Job Relevance)。Venkatesh通过研究指出决定感知易用性的一般因素,即锚定因素(Anchor)和调整因素(Adjustment)两大类。其中锚定因素包括计算机自我效能(Computer Self-Efficacy)、外部控制感知(Perception of External Control)、计算机焦虑(Computer Anxiety)和计算机有趣(Computer Playfulness);调整因素包括感知娱乐性(Perceived Enjoyment)和客观的可用性(Objective Usability)[76]。Venkatesh和Bala在Venkatesh和Davi两个人研究的基础上,综合了决定感知易用性和感知有用性的因素,提出了技术接受模型3(Technology Acceptance Model 3, TAM 3)[77]。
(2)基于组织视角的采纳行为相关理论概述
① 组织层面的创新扩散理论
创新扩散理论(the Innovation Diffusion Theory, IDT)首先由Rogers[78]在1962年提出来,该理论将创新扩散定义为一种新思想、新产品或者新技术随着时间透过社会系统和组织传播的社会过程,认为个人是对创新具有不同程度接受意愿的个体,不同的人对创新的接受时间及接受程度是有差异的。Rogers把影响创新扩散速度的因素分为五类:相对优势(Relative Advantage)、兼容性(Compatibility)、复杂性(Complexity)、可试验能力(Trial Ability)和可观察性(Observables)。其中,相对优势表明了某种创新优于其所取代的传统技术方法的程度,兼容性是指使用创新与现有组织价值、以往的工作经验和潜在采用者的需要一致性的程度,而较高的兼容性会导致更高地采用新技术的可能性,复杂性则衡量了采用创新的难易程度。该理论自从提出以后,已被用于多种对创新的研究,并得到了很好的验证。
② 技术—组织—环境框架
技术—组织—环境(TOE)首先是由Tornatzky和Fleischer提出的一个理论研究框架[79]。它是通过对创新扩散理论模型的不断完善,结合技术采纳各影响因素的实际情况提出的。如图2-11所示。
图2-11 技术—组织—环境理论
在TOE理论框架中,技术采纳者对某一项新技术的采纳最后会受到三个层面的影响,即技术自身层面特征、组织自身层面特性及外部环境。其中,技术自身层面特性主要包含的是技术自身的一些显著特征,如技术兼容性、技术复杂性、技术可试性、技术可观察性和技术成熟度;组织层面特性是指在采纳该技术时,组织自身所应该具备的特性,包括组织部门现有的资源数量、组织的结构类型与部门范围和组织应该掌握的使用某类技术的知识储备量等。外部环境指的是行业的同业竞争者的竞争行为、政府在组织采纳某项技术过程中的角色扮演以及媒体对于组织采纳行为所持有的态度和为此所做的宣传等。
目前,许多研究者们主要从组织层面、采纳者的外部环境、技术自身特征这三个影响技术采纳的因素进行研究。
第一,技术采纳者(组织层面)
组织对一项技术采纳的决策行为会受到组织自身条件的作用。在组织自身层面上,已经分析出了组织自身的三个层面,分别是:组织的规模大小、组织的创新性和组织的职能分布形式。经过进一步研究,其中组织规模的大小对技术使用者的影响最深入。而更进一步的研究表明,组织的规模大小对于组织技术的采纳有正面的影响。组织的规模越大,为了维持与促进组织不断的发展,就越需要技术的采纳创新。组织规模的大小不仅包含组织机构外在规模,而且还包含各种资源在组织中的就绪程度。Kennedy等人的研究发现,组织规模与组织结构对企业采纳信息技术具有很大的影响,规模比较大的公司比小公司更有可能采纳信息技术或信息系统[80]。Morrisson认为组织的创新性是指组织所具有的创新意识和能力,在这一过程中,组织成员的知识水平起到了关键作用。组织所具有的知识存量越丰富,组织成员的创新能力越强,这对组织采纳新技术具有很强的推动作用[81]。
第二,采纳者外部环境(环境层面)
此处涉及的环境,主要是指与行业的同业竞争者,与政府的联系以及媒体等的社会环境。社会环境通过不同的途径影响着组织对技术的采纳行为。一方面,潜在的技术采纳者会考虑已采纳的同业伙伴收到了明显的效果,同业竞争压力也可以促进组织采纳创新技术;另一方面,政府政策以及社会媒体的监督也会在不同程度上起到作用。
竞争对手的行为:研究者认为,对某技术采纳的可能性与最终采纳所创造的价值是由其他采纳者的竞争行为决定的。在组织采纳某技术之后,组织外部竞争者或者其他相关组织也会效仿采用,此时该项技术所创造的价值就会增加,就会产生良好的循环效应。Gatignon和Robertson曾指出,当前的市场竞争尤其激烈,想要占据重要的市场地位更需要争先应用创新性新技术[82]。在这样的环境中,如果对对手的采纳创新行为视而不见,可能会导致组织自身在日益激烈的竞争中处于劣势。相反,当组织竞相采纳创新技术时,会推动整个行业的进步,会使双方都获益。
社会监督指导:政府政策对企业的日常经营活动有良好的指导作用,媒体的介入也会在不同组织和企业之间起到沟通和传播信息的作用。当某一组织创新性行为收到良好效果时,其他组织也会在政府或媒体的大力倡导下纷纷效仿,成为全社会的一种发展趋势。
第三,技术自身特征
不同组织成员在应用新技术的过程中,对技术本身的理解会有所不同,这样会影响他们对技术的评价及采纳新技术的倾向。组织在采纳某一技术之前,通常自身感知到的有用性程度应该超过其他替代品所带来的益处。同时,影响组织对于一项创新技术使用行为的因素还涵盖技术复杂性、感知到的技术兼容性、可试性、技术不确定性与可观察性。
以上三个影响因素在后续的研究中将得到更广泛的扩展,其中技术层面的因素已经涉及技术的适用性、技术的成熟度、技术参与性、技术经济性等多种特性。技术的种类不同,技术所具备的典型特性也会有所不同。组织层面的特性也从原来单纯的组织规模、结构扩展到组织所具备的资源充足度、组织成员的知识储备等更微观的层面。环境层面的影响已经从整个社会系统的考虑入手,从政府职能到媒体监督,这些因素都从更广泛的层面对以上三个层面进行了补充和深化。