工程進度與系統應用探討

前言

工程專案管理從時程規畫、施工界面、人力資源、施工技術、品質稽核到工安管理等，牽涉的面向非常廣泛。然而工程進度的掌握是了解專案執行狀況最直接的指標之一。因此如何客觀真實地反映工程進度，是專案管理中的重要課題。

然而以往專案進度由廠商自行提出，且衡量標準多用”感覺”或”經驗”做為評斷，計算過程常沒有任何依據且沒審核機制，造成常有浮報或專案現況不符合的狀況。因此如何提供一標準且精確的計算方式來衡量工程進度，且可真正運用於工程管理，是一有趣的課題。

有鑑上述問題，筆者與另一專案管理部工程師(王翔昱)聯手開發一套以Web為基礎的進度計算系統 PAS(Progress Appraisal System)，希望能透過外部網路(Internet)讓廠商直接進行工程進度更新，而tsmc各系統負責人則可透過此平台掌握工程進度，並可即時追蹤落後項目，提出應變措施。(圖一)

圖一、系統概念與架構System Concepts and Architecture

系統建立及使用

PAS進度系統是針對廠商的細部時程 (Detail schedule)進行進度計算，屬於時程管控中第三階管理系統(圖二)，因此需要有一套完整的系統建置流程。其建置流程可分成計劃階段(Planning Stage)及管控階段(Controlling Stage) (圖三)。

圖二、時程管控層級 schedule planning & control hierarchy

圖三、PAS 建立及使用流程system flow chart

在計劃階段則先由tsmc各系統負責人訂定Schedule WBS (Work Breakdown Structure)，配合專案里程碑(Milestone schedule)，規畫一版綱要排程(Master Schedule)。而廠商則依據tsmc的綱要排程發展細部進度(Detail schedule)，並將各作業項目的權重、成本金額、進度計算的衡量單位、預計及完成工作量等資訊匯入系統內，即可完成系統建置。(圖四)

圖四、PAS 使用介面 System user interface

而在管控階段，廠商每週在固定的進度計算截止日前登入系統，並更新完成項目。系統則會自動計算各週預計(Plan Progress)及實際進度(Actual Progress)，並繪製進度曲線(S-curve)，方便各系統負責人確認當週進度狀況並針對落後項目要求廠商提出趕工計畫或應變措施。(圖五)

圖五、進度曲線 S-curve

圖六、進度計算公式 Progress estimation formula

進度計算架構

在規畫時程時，通常都是由上層往下層(Top down)，然而PAS的進度計算架構則是由下層往上層(Button up)累積計算。進度計算又可分為計畫進度(Plan Progress)及實際進度(Actual Progress)，其皆由最底層的項目開始計算。

計畫進度為作業項目的進度計算日(Data date)減去計畫開始日(Planned start date)除上該項目工期，即計畫結束日開始日(Planned finish date)減去計畫開始日。如A項目工作時間預計是12/1至12/10完成，本次進度計算日為12/3，其工率分布曲線以線性計算，計畫進度即為30%。

而實際進度則為該項目的實際完成量(Completed Quantity)除上計畫施作量(Planned Quantity)。如A項目為設備基礎，計畫施作量為500 M²，至本次進度計算日完成300 M²，因此實際進度即為60%。

最底層項目皆計算完成後，即開始向上層開始累積計算。以UPW的WBS作為範例解說(圖七)。其本次實際進度在最底層項目(Activity：Level 6)的完成數量統計後，將結果匯至上一層(Category : Level 5)，其分別得到四個Level 5的WBS進度:100%、40%、70%、2.5%，其又個別乘上該階層的權重5%、50%、25%、20%，因此得到上一層Make-up (System: Level 4)的進度43%。依此類推，不斷向上累積計算即可得到UPW(Package : Level 1)的總進度27.19%。

圖七、工作分解結構範例 WBS sample

進度曲線

PAS可透過進度的計算，自動產生進度曲線(S-curve)。S-curve的功能除了將量化的進度加以圖像表示方便查核管控外，因其有時間軸的概念，可作為工程進度趨勢的預測。

而要畫出計畫曲線(S-curve of Plan)需要有4大要素：工期、時間、權重、分佈曲線，才可完成。然而依筆者經驗訂定4要素各有下列要注意的地方。

工期

即作業項目的工作期間，可做為判斷影響計畫曲線的範圍長度。

時間

即作業項目的開始時間，其代表該作業項目影響計畫曲線的時間點

以上兩要素雖然是作業項目被賦予的基本資訊，然而定義的好壞，直接影響計畫曲線的正確性。例如管線作業常因收尾工作常會拖很長，工期容易被放大，然而真正影響專案進度的部分可能為工期的前80%，造成工程管控的不準確。建議在計畫時程時，須更精準的重新定義作業項目範圍，例如將管線工作分成主管路(Main pipe )&支管路(Submain pipe)等，區分其重要性。

權重

指該作業項目在同一階層項目中的相對重要程度。通常來說，設置權重的方法有以下幾種：

以成本比例(cost base)

依據各作業項目所需花費的成本作為權重設定相對直覺簡單，但有時會因作業項目類型差異過大，造成進度失真。例如電力工程中設備通常占整體金額七八成，但拉線作業才是現場工作量最大的工作。

以工期比例(duration base)

依據各作業項目占工期多寡做為權重，可以解決成本比例分配造成進度失真問題。如設備安裝工期短權重小，拉線作業工期長權重大，較符合工程管理角度。然而此種分配法著重於WBS的安排，若安排不佳，亦有進度評斷不準確的問題。例如結構體工程與環場道路工程工期分別需要135天及45天，權重比例為75%及25%。然而道路工程於現場管控通常為次要工作，因此工期浮時較多，按工期比例分配權重較不合理。

以人力資源比例(resource base)

作業項目的人力資源需求越高，通常越直接影響工程進度，權重應該也越大。如上述結構體工程與環場道路工程就較適合以人力需求的差異設定權重。然而此種權重分配方式亦有缺點，如土方作業以機具為主，人力資源需求量非常低，不容易凸顯其重要性。

權重分配會直接影響S-curve的形狀及進度控制準確度。因此建議依據作業項目的特質，混合使用不同的分配方式，進度的控管較能貼近實際狀況。而目前系統預設是以成本比例做為權重的分配方式，然而亦開放可自行修改。

分佈曲線

即每日工作量於作業期間的分佈。通常來說，可分為線性分配、常態分配(鐘形曲線分配)等不同曲線。

• 線性分配是假設每日的工作量是固定不變且均值易衡量。例如鋼構作業每日吊裝次數容易被估算，因此每日能完成構件數量非常固定，此類型工作適合使用線性分配。
• 常態分配又可分成對稱分佈；偏左分佈；偏右分佈。

1. 一般作業多可應用對稱常態分佈，其代表前期需人力動員或適應環境，中期時工作效率與工作量為最高峰，後期又因收尾腳步放慢。例如樓板鋼筋綁紮作業等。
2. 而土方作業因通常為新建工程的第一棒，前期需大量動員，以爭取後續工程進度，而後期收尾作業需配合現場狀況調整，動員較少，因此適合使用偏左分佈。
3. 另外拉線作業則是前期受限配合其他包商施作，工作量較少，後期才能大量施作，此種作業類型比較適合偏右分佈。

因此不同性質的作業適用不同的分佈曲線。然而目前系統為了計算效率，分佈曲線採預設線性分配，未來可再開放不同分佈曲線使用。

結論

工程管控上雖然不能只靠進度計算作為管理的準則，但其確實是一快速了解工程執行狀況的重要指標，且廠商請款也需參考此數據做為計價條件。因此進度計算在工程管理上是不可缺少的一環。

然而看似簡單的進度計算卻是有許多值得討論的地方。例如權重分配問題：專案進度落後5%或落後1%所代表的意義有何不同? 進度落後5%影響多少工期? 50%的完成進度等於多少實際完成範圍? 以上問題若權重分配不加以慎重定義，進度是沒有控管的價值。此外不管使用成本、工期或人力資源的權重分配方式，皆不能完全適用所有的作業項目。最好的方式是交叉使用，並透過過往專案經驗累積，逐步調整出適合tsmc的控管權重。

目前PAS已經在F15P2專案上開始使用，並且也會逐步運用在其他專案上。希望透過大家的參與使用，持續新增及修正系統功能，幫助專案在進度的管控上更容易、更即時。