第 5 章 專案生產管理如何改善工地績效？

 

第 5 章

專案生產管理如何改善工地績效？

在資本型專案的施工與試運轉階段，Era 1 與 Era 2 的所有缺陷都會完全暴露出來。

關於 Era 2 的工作分解結構（WBS）與 CPM 進度表，往往是由對實際施工執行了解甚少的規劃人員所制定；即便他們真的懂得施工，通常也已經與實際工作現場相距甚遠。

此外，Era 1 那種「盡可能榨取工班產能」的思維，以及將施工方法（means and methods）與設計責任切割開來的做法，經常導致設計資訊不準確或不完整。

為了避免工人因缺料而停工，有些策略選擇大量堆積材料或庫存作為緩衝，但這種做法不僅提高成本與風險，往往還會延長設計真正完成所需的時間。

當 Era 1 與 Era 2 的缺陷在現場相互疊加時，整體狀況就像是在看一支完全沒有默契的運動隊伍，或是一個根本沒有排練過的交響樂團——場面既糟糕，有時甚至令人尷尬不已。

很明顯地，我們正在檢視一項專案管理的基本原則：
你不可能一次交付整個專案；相反地，你必須依需求將其拆解成各個組成部分。

以建築物為例，你不應該把它視為一個整體，而應該將其視為基礎、結構、室內裝修等不同部分。然而，你如何做出工作分解的決策，以及規劃人員所建立的 CPM 進度表，最終都會影響到後續實際的實體生產與施工結果。

由於過度強調行政管理（而非生產本身），今日的規劃人員往往並未真正受過施工方面的訓練，且對各專業承攬商之間的互動關係理解相當有限。Era 2 的規劃人員習慣將一切視為可以被量測與預測的大塊工作項目，而不是將工作加以整合或進行有效協調。

此外，使用甘特圖與 CPM 進度表，掩蓋了在專案交付過程中不斷累積的、其實並不必要的在製品（WIP）。

將「施工方法（means and methods）」與設計責任切割開來，會導致設計資訊不準確或不完整。設計師、建築師與工程師，往往受限於保險公司與其自身內部風險管理政策，無法涉入任何與「施工方法或施工流程」相關的事項。因此，設計資訊經常出現不準確的情況，因為設計構想與實際執行之間存在斷裂——也就是在某個遙遠、空調完善的辦公室裡所構想出來的內容，與實際在工地現場必須完成的工作之間，並未真正銜接。

施工方法與責任的切割，會導致設計資訊不準確或不完整。

與此同時，如何從大量施工（bulk construction）轉換為以系統為導向的試運轉（systems-based commissioning），也成為一項重要課題。試運轉是以「系統」為單位進行的；例如，我們需要啟動生活用水系統。生活用水系統並不在意它的管線是在基礎、地下室、一樓或屋頂上——它關心的是整個生活用水系統是否能正常運作。因此，我們必須開始思考：如何讓一個完整的系統，能夠與整棟設施整合運作。

有些策略選擇大量堆積材料或庫存作為緩衝，以避免工人缺料的情況發生；然而，這種做法只會增加成本與風險。

這種問題又被專案專業人員根深蒂固的考觀念所加劇——一種源自泰勒主義（Taylorism）的遺緒——認為問題在於「工人不夠努力」。例如，某些專案工程師或專案經理會錯誤地相信，工班人員會樂於接受返工，因為「多做工時就等於多賺錢」。但在我數十年的從業經驗中，我從未遇過任何一位工班人員，會對返工感到開心，不論返工的根本原因為何。

無可否認，現行的方法確實行不通。我公司在軟體系統中所追蹤的數百萬筆任務數據顯示，隔日計畫中實際完成的工作，只有 53%。這意味著，即便在進度規劃與行政管理上投入了大量心力，如果今天下午四點排了十件事情，明天實際完成的，往往只有五件。

這是一個令人震驚的統計數字，而且在更長期的規劃中情況更糟。如果預測到一週後，完成率會降到不到 20%；若是兩週後，我們甚至只能期待十件事情中完成一件。

在現行做法下，我們無法有效預測明天、下週，甚至下下週會發生什麼事。那麼，我們又怎麼可能期待自己能夠預測一年或更久之後的狀況？

不同的觀點（Differing Perspectives）

另一個重要因素，是業主或負責專案交付的建造管理公司，與僅負責專案中特定工作範圍的專業承攬商（如電氣工程、鋼構吊裝等）之間，所抱持的觀點差異，甚至是衝突。

業主與建造管理者通常將焦點放在單一專案的工作完成；然而，像是 A&E 設計公司、製造廠、加工廠與承攬商等服務提供者，往往將某一個專案視為其整體工作組合（portfolio）中的一個事件。服務提供者必須在整個工作組合中配置其產能（capacity）。這正是為什麼 CPM 對設計公司、製造商與專業承攬商的價值相對有限。如前所述，從服務提供者或產品供應商的角度來看，長條圖進度表僅代表需求面；而供給面——也就是服務提供者或供應商實際擁有多少產能，以及他們如何在整體商業計畫下，將產能分配到某一專案中——才是關鍵所在。

服務提供者很清楚，將產能專屬配置給某一個專案，幾乎一定會導致整體產能的損失。當然，服務提供者可能可以就該專案的資源取得報酬，但這些資源可能原本需要用於技術研發，或是可以為其他客戶創造更高的營收。以流程或資源為基礎的進度表，會呈現出同一份進度在業主或建造管理者視角下，與在服務提供者視角下的巨大差異。設計或施工的邏輯順序，並不等同於資源使用的邏輯順序。

這些進度表同時也呈現了工作流程（技術順序）——也就是業主與建造管理者所看到的觀點——相對於以資源為基礎的觀點（也就是服務提供者看待同一份工作的方式）。在以資源為基礎的進度表中，工作流程經常出現斷裂或空隙。那麼，服務提供者是否能夠為單一專案維持所需的產能？如果可以，業主是否需要補償該服務提供者？如果不補償，那是由服務提供者自行吸收成本，還是將產能配置到其他地方？

這正是 Wondahl 所指出的重點：資源將決定專案進度。如果你想知道某個服務提供者是否能如期交付，那你就必須了解他們如何規劃與分配其產能——無論是在製造工廠，或是在施工現場——而且你必須從整體工作組合的角度來看待，而不只是單一專案。這正是 PSO（Project System Optimization） 試圖解決的問題，也是 PPC（Production Planning & Control） 所關注的核心。

在造訪韓國一家為我們能源客戶服務、規模極大且高度先進的造船廠時，我們曾詢問該廠的一位高階主管，他們是如何管理船廠內的工作。這位主管表示：

「我們做三件事：
（1）我們有一份用於需求與產能規劃的長期策略性進度表（但不能給你們看）；
（2）我們有一份必須定期更新、用來顯示進度並作為請款依據的進度表（否則對我們來說毫無意義）；
（3）我們還有一份用來控制船廠內資源的生產控制進度表——這一份我們同樣不能給你們看，因為它屬於營運機密。」

我們的客戶在該船廠內派駐了將近一百人，負責監控進度並更新預測，但他們甚至沒有意識到，真正決定「會發生什麼事」的，其實是那一份生產控制進度表——即便對於他們自己的專案也是如此，而該專案當時只是船廠內眾多專案之一。

真正需要的是一套理解生產的整體架構，以及一組能夠建模、最佳化、控制並持續改善工地生產的方法與工具。

第 4 章所描述的 4-5-3 架構 正是為此而生。它提供了一種理解並影響工地生產的方式。透過 4-5-3，我們能夠更有效地理解，並對製造工廠與施工現場的工作產生正向影響。但在此之前，我們必須先理解規劃本身的複雜性。

在施工現場進行工作（而我指的不是排程，而是由工地主任、總領班、領班，甚至是一線工匠實際進行的規劃工作）。但在進入這個主題之前，讓我們先理解在製造工廠或施工現場進行工作規劃時，所面臨的挑戰。

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生產規劃的挑戰

THE PRODUCTION PLANNING CHALLENGE

無論是在製造工廠，或是在施工現場，管理實體生產本身就充滿挑戰。要維持工作流程的順暢，必須同時具備：

• 進場資訊與材料的穩定流入

• 產能要素（設備、人力、工具）的有效配置

• 對變異性的管理

需要特別說明的是，所謂「把工作移到場外」（正如 Mace 公司執行長 Mark Reynolds 所稱的 builders in sheds），並不能消除這些挑戰。不同於加工製程或產線生產——產品是「流經」製程中心（機器、機械手臂與人員）——施工現場，甚至製造工廠的生產，本質上是工人圍繞著正在製作或建造的物件工作。

當一位主管，甚至是一位工匠，開始組織一份工作計畫或生產計畫時，他們其實是在處理一個設計問題，而這個問題是透過**演繹推理（deductive reasoning）**來解決的。他們必須釐清：

1. 需要完成哪些工作；

2. 是否具備完成這些工作的所有必要條件。

不同於只是在製作長條圖或 CPM 進度表的規劃人員，他們不能把問題「往後丟」，然後說那是現場管理的事。他們本身就是現場管理者，別無選擇，只能直接面對後續段落中所描述的「匹配問題（matching problem）」。

首先，他們必須清楚理解自己正在遵循哪些政策、程序與目標，無論這些是否涉及：

• 安全規範的遵循，

• 技能工與學徒比例的政策要求，

• 或是公司內部制定的基準，例如：「你必須在一天內完成五件某項工作」。

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當一位主管，甚至是一位工匠，組織一份工作計畫或生產計畫時，他們其實是在處理一個設計問題，而這個問題是透過演繹推理來解決的。

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接下來，等式的下一個部分在於：他們是否擁有完成工作的材料與資訊。此外，他們還必須判斷：關鍵的前置工作是否已經完成。這在各種情境中都適用：

• 如果一個專案由多個相互連鎖的生產系統所構成，那麼 A 工序必須在 B 工序開始之前完成；

• 如果我要安裝一段管線模組，而我必須站在鷹架上作業，那麼鷹架是否已經搭設完成？

• 我是否具備進行作業所需的設備、人力與空間？

這些，正是現場主管（無論是領班或總工地主任）每天、持續關心的問題：

「我是否具備完成工作的條件？而且，這些條件是否以正確的順序到位？」

這個概念本身並不複雜，但在資本型專案中真正解決這個問題，往往會變得極其複雜。

若要在生產層級（也就是實際執行工作的層級）有效地規劃工作，我們必須能夠區分：

• 高度動態的資源，例如人力、設備與空間；

• 與應該以適當庫存量存在的資源，例如資訊、材料與零組件。

前置作業（往往由其他人執行），再加上設備、人力與空間可用性的高度變動性，使得這些條件往往在真正需要之前的數小時內，才會變得明朗。

因此，為了解決所謂的「匹配（matching）問題」，產能要素（capacity contributors）只能在作業或任務前一晚，或當天早上才得以配置（或者，這些產能要素可以被當作緩衝，但一如既往，這種策略是有成本的）。這也意味著，每月甚至每週的專案控制進度表，對於那些在組裝點（point of assembly）負責管理實際作業的人而言，其實用性非常有限。

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###（圖示說明）
控制（CONTROLS）

• 政策（Policies）

• 目標（Objectives）

• 要求（Requirements）

作業／任務套件（Operation / Task PACKAGE）

庫存（INVENTORY）

• 前置作業（Preceding Operations）

• 材料（Materials）

• 資訊（Information）

產能要素（CAPACITY CONTRIBUTORS）

• 設備（Equipment）

• 人力（Labor）

• 空間（Space）

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工業化建造——它能解決問題嗎？

INDUSTRIALIZED CONSTRUCTION—WILL IT SOLVE THE PROBLEM?

為了因應這些挑戰，業主與承包商正致力於推動建造工業化，其方式包括：

• 設計標準化，

• 將組裝作業移至被認為更安全且更具生產力的工廠環境，

• 以及／或採用各種自動化手段。

這些努力的範圍非常廣泛，從製作與組裝次組件（例如馬桶及其配管），到更為完整的模組化組件，如能源專案中的大型模組，或宿舍與醫院使用的浴室模組。

（左頁圖示說明）

• 垂直軸：自動化（AUTOMATED）

• 水平軸：左為 現場（ONSITE），右為 場外（OFFSITE）

• 下方：工藝／人工（CRAFT）

（圖中點與虛線表示不同建造方式在「現場／場外」與「人工／自動化」之間的相對位置與移動趨勢。）

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工業化建造最適合被理解為建造業與製造業之間的交集。其核心理念是擷取兩個產業中各自最好的部分。然而，事實仍然是：只要重心仍然放在行政管理而非生產本身，對這些方法與技術的投資就無法發揮其全部潛力，甚至在最壞情況下，還可能導致非預期的後果。

如同本書導論中所提到的，將工作移至場外（off-site）並非一件簡單的事，它充滿了複雜性與風險；同時，也正因如此，標準化設計並不適合所有人。Katerra 與 Westinghouse 的案例即證明了這一點。

確實，在現場施工的同時進行模組的製造與組裝具有其好處；然而，在空間與時間公差管理上的複雜度提升，以及物流相關的挑戰——包括必須運送空氣（空運）、運輸途中提供臨時支撐——往往導致需要更高階的吊裝與搬運方式，進而抵銷原本的效益。

這也催生了**系統完工（system completion）**的概念。由於整個工廠或高樓建築無法一次整體運送，因此仍然必須在結構、機械、電氣等層面，逐一將各模組連接完成。模組化所帶來的大批量優勢，往往被看似無止盡的系統完工作業所抵銷，無論這些作業是設計上必須如此，或是因為「運到現場卻未在工廠完成的鬆散項目」（原本應在工廠完成、但實際沒有完成的工作）所導致。

正如一位好友不久前告訴我們的：「時間是省下來了，但成本卻正在扼殺我們。」這告訴我們，目前的重點仍然放在標準化與場外組裝，卻缺乏對作業科學（operations science）的理解，特別是對各種與產能與庫存相關的緩衝策略之影響。

庫存與產能緩衝正被用來壓縮工期（請記住：庫存是時間的代理變數，而產能則被用來建立庫存，無論是在製品 WIP 或完工品——而這些最終都會成為流向下游客戶的庫存）。但這一切都是有成本的。

這一點也被近期我與 James Choo 在一場以「將工作移至場外」為主題的研討會中所驗證。令人震驚的是，我們看到一群專業人士熱切地想要將製造業的方法引入建造業及其商業模式中。我們清楚說明了以下差異：
作為一個採用「依工程訂製（engineered-to-order）」服務模式的製造商，與一個「配置式訂製（configured-to-order）」、「依單訂製（made-to-order）」或「備庫生產（made-to-stock）」的產品供應商，其商業模式有何不同；工程費用如何轉變為對產品開發的投資；以及其他相關差異。

（左頁）

圖示標題

Service Provider（服務提供者） → Product Supplier（產品供應商）

（箭頭表示從服務導向轉向產品供應導向）

左側（服務提供者）

• Cost + Fee = Price（成本＋費用＝價格）

• Engineer / Configure to Order（工程設計／依配置訂製）

• Demand Creation（需求創造）

• Capacity Management（產能管理）

右側（產品供應商）

• Price − Cost = Profit（價格－成本＝利潤）

• Make to Order / Stock（依單生產／備庫生產）

• Demand Creation / Management（需求創造／需求管理）

• Inventory Management（庫存管理）

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接下來，這些即將不再只是承攬商、而是轉型為製造商的人，其實並不知道我們在談什麼，也不明白為什麼他們應該在意，除了我們的朋友 Bob 之外。
Bob 說：「我試過把這套東西轉向製造業，真的貴得要命：該死的專利、測試、核准、還有生產設備，沒完沒了。」

最耐人尋味的是，在場的聽眾幾乎沒有人對「作業科學（operations science）對於營運一個製造型組織其實是基礎中的基礎」這件事感到興趣。

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（右頁）

圖示說明（商業模式與投資邏輯）

• 上方橫軸：Investment（投資）
  左：Low Initial（低初期投資）
  右：High Initial（高初期投資）

• 左側縱軸：Service → Product（服務 → 產品）

• 右側縱軸：Capacity Utilization / Inventory（產能利用率／庫存）

圖中區塊：

• Design / Integrator（設計／整合）

• Fabrication（製造／加工）

• Manufacturing（製造業）

• Processing（加工）

下方橫軸（Financial Model 財務模型）：

• 左：Cost + Profit = Price（成本＋利潤＝價格）

• 右：Price − Cost = Profit（價格－成本＝利潤）

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其結果是：產業專業人士之間充滿大量討論與反覆試錯，試圖理解哪一種方式才是最佳解法，例如：

• 建立一套零組件套件（kit of parts）

• 單一工種組裝（single-trade assembly，意指由單一公司為其專業製作一個次組件）

• 多工種組裝（multitrade assembly，意指將多個工種、甚至多家公司，如電氣與管線，整合為一個次組件）

• 最後是多工種大量模組化（multitrade volumetric），例如：

• 醫院用的整體浴室模組

• 或離岸平台的上部模組（topside）

（左頁）

圖示說明（生產／供應複雜度 vs 組裝方式）

縱軸：Production / Supply Complexity（生產／供應複雜度）

• 上：High（高）

• 下：Low（低）

橫軸：

• 左：Fabricate（製造）

• 右：Assemble（組裝）

圖中標示：

• Kit of Parts（零件套件）

• Single Trade Assembly（單一工種組裝）

• Multi Trade Assembly（多工種組裝）

• Multi Trade 3D Volumetric Assembly（多工種三維體積式模組組裝）

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理解這一點非常重要：真正被提出的問題，其實是「工作應該如何做、又應該在哪裡做」。
再一次說明，這些問題最適合透過**作業科學（OS）**的應用來回答，並藉由 PSO 研究與 CAPE 來支援產品與生產系統的設計，同時搭配 PPC 與 SFC，確保生產系統能如預期般運作。

如此一來，往往可以節省極為可觀的資源，甚至在某些情況下，避免企業走向失敗。

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How to do What, Where?

要做什麼？怎麼做？在哪裡做？

（圖示流程）

• Mine / Recycle（開採／回收）

• Process（加工處理）

• Transport（運輸）

• Fabricate / Manufacture（製造）

• Deliver（交付）

• Install（安裝）

下方標註：
Onsite, Offsite, Craft, Automate?
（在現場？在場外？工匠式？自動化？）

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（右頁）

我們主張：將工作組裝，甚至在場外進行製造，並不一定永遠是最佳決策。
有一家預鑄混凝土公司（SPS 的早期客戶）向供應商採購已裁切與彎折完成的鋼筋，供應商再將鋼筋送至預鑄場。接著，預鑄公司在場內將鋼筋組裝成預鑄構件所需的鋼筋籠。

這看起來完全合理——工作被移到場外。
但從成本、時間、資金使用、品質，以及最重要的安全角度來看，非預期後果卻相當顯著。

有趣的是，所有交付都是以兩噸一捆的方式送達。不同專案的不同零件被綁在同一捆中；我們覺得這很奇怪，於是決定造訪供應商。
在工廠裡，我們抬頭一看便明白了原因：天車的最大起吊能力是兩噸。
因此，所有工作不論實際需求或最佳做法為何，全部都以兩噸為單位來規劃、製造與綑綁。

這家預鑄公司的工作，後來成為希斯洛機場第五航廈（Heathrow Terminal 5, T5）的首次試運行研究。T5 在理解了原材料庫存與產能緩衝的價值後，採取了類似的方法。
超過 80% 的鋼筋在靠近工地的專用物流中心進行場外製造與組裝，使得 T5 成為當時歐洲規模最大的鋼筋作業。
而從這次預製經驗中獲得的教訓，隨後被應用到 T5 的鋼筋生產系統中。

這也引導我們思考：Ford 使用 knockdown kits（拆解式套件）以及 IKEA 使用平板包裝（flat pack），如何為「工作該如何移至場外」提供啟示；同時也包含其他製造策略，例如：

• 物料清單（BOM）的精確性

• 生產順序的安排

• 依組裝需求進行零件呈現

• 以及製程中的品質管理流程

• （左頁）

  建造專業人員經常嘗試使用工作套件（packages of work），或將材料與設備進行**成套包裝（bag-and-tag）**後再交付到工地。若這些套件能在適當的時機建立，這其實是一個非常好的做法；然而，一旦套件在過早的時間點就被建立，現場就會遭遇嚴重的「匹配問題（matching problem）」。

  由於變異性的存在（請記住：每日計畫中，通常只有十項中的五項能完成，而拉長到一週後，往往只剩兩項或更少），預先決定好的工作套件，往往無法與持續變動的現場狀況對齊。

  在歐洲的一座化工廠專案中，承包商投入大量心力，將材料「套件化」並送至現場。不幸的是，各套件的內容，以及套件交付的順序，並未與現場的實際狀況相符。如同常見情況，現場施工並未依照用來事先準備套件的那份時程來執行，結果導致大量重工。
  再一次，出於好意的行動，卻帶來了非預期的後果。

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  COMMISSIONING（試車／啟用）

  試車（Commissioning）是專案生命週期中的一個關鍵時點，在此階段，業主開始正式接收並擁有該資產。業主的營運團隊，會與原始設備製造商（OEMs）以及建造公司合作，進行設備與（有時包含）系統的檢查、測試與啟動。

  這些流程遵循非常明確的技術順序，且通常已由 OEM 與記錄工程師（Engineer of Record）詳實文件化。然而，我們的觀察是：這些流程多半只是透過檢查表（check sheets）來追蹤，而非將其視為一個可被有效控制的生產流程；換言之，詳細的試車程序，並未真正作為**標準作業（standard work）**的基礎來管理。

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  （右頁）

  當我們造訪一個施工現場時，最早會交談的角色之一，通常是試車經理（commissioning manager），即便該專案仍處於設計階段也是如此。作為整個鏈條中最後一個節點，試車經理往往對專案將如何被交付，有著非常全面的理解。他們能清楚看見施工路徑、工作順序，以及常見的現象：以區域為基礎的大量施工（area-based bulk construction），最終必須轉換成以系統為基礎的試車（system-based commissioning），而中間往往伴隨著巨大的轉運批量（transfer batch）。

  為了展現進度（亦即所謂的 burn and earn），專案人員常被驅使去採取「任何能完成的工作就先完成」的策略。於是，決策可能在缺乏必要材料與零件的情況下仍然進行施工，甚至使用臨時零件，只為了維持進度。

  在某些專案中，人們會不惜一切代價維持進度，例如使用鏈條吊具（chain hoists）來支撐管線預製段（pipe spools）。這在業界被稱為 「show pipe」，而當真正進入試車階段時，這種作法會造成嚴重問題。
  此外，那些為了支援區域型大量施工而設計的工作分解結構（WBS），往往讓問題更加惡化。

  在下一章中，我們將深入探討供應與物料管理這個棘手的議題，並重新檢視一個長久以來的主流觀念：「讓材料等工人，總比讓工人等材料好」。
  然而，對於 Era 3 而言，其實存在一個比這兩種作法都更好的替代方案——即時化（Just-in-Time）的模式。