用ISO系统实施施工性改善之探讨.doc

土木水利 第二十七卷 第四期民國九十年二月，第7080頁Civil and Hydraulic EngineeringVol. 27, No. 4, Feb. 2001, pp. 7080營建管理專輯台灣營造業運用ISO系統實施施工性改善之探討 以台塑麥寮六輕專案工程為例余 文 德 中華大學營建工程學副教授兼系主任暨營建管理研究所所長 紀 明 伸 台塑關係企業營建部企劃處設計師摘 要施工性改善是有效地利用過去所累積的知識與經驗來改善工程之施工可行性的方法。本文旨在介紹一種將傳統正規施工性改善計畫(Constructability programs) 整合至ISO國際品保文件系統中的新興技術，藉由ISO系統之標準作業程序、文件記錄及異常矯正等系統功能，來達成縮短專案時程、降低工程造價以及提高施工品質等施工性目標。在實例驗證方面，本研究選擇台塑麥寮六輕專案計畫工程為對象。經過一年之實際應用與案例分析，發現以ISO文件系統進行施工性改善具有降低實施成本、連續知識累積以及持續施工性改善等優點。對於不熟悉施工性改善計畫的營造業而言，以ISO文件系統進行施工性改善乃是將施工性改善工作融入ISO品保系統之例行作業中，猶如不知而行，在不知不覺中實施施工性改善計畫。不但具有原來ISO國際標準認證之資格，且可以達到提昇競爭力等雙重優勢。因此將ISO系統與施工性改善計畫整合為營造業之管理系統，不但能夠改變長久以來營造業視取得ISO認證為成本負擔之刻板印象，更可進一步改善營造業之經營體質，實為一值得大力推展的技術。AbstractConstructability is the optimal use of construction knowledge and experience to achieve overall project objectives. This paper introduces a new technique that implements constructability programs within an ISO quality assurance system. All functions of the traditional constructability programs are fully integrated with the SOP, documenting, and correcting activities of the ISO system. A real world project the Mailiao Formosa Plastic Group No. 6 Naphtha Cracker Project was selected to demonstrate the feasibility of the proposed approach. After one year of implementation and case analyses, it was found that the proposed constructability-oriented ISO system is useful in reducing construction costs, accumulating constructability knowledge, and continuous improvements. To contractors who are not familiar with the traditional constructability programs, the proposed approach provides an easier way for constructability improvement. The results show that the constructability-oriented ISO system combines the merits of ISO quality assurance system and constructability program. It provides a promising system for better construction management.一、緒 論台灣營建業為因應政府加入世界貿易組織 (W.T.O.) 與公共工程委員會研擬有關參與公共工程之廠商須取得ISO認證 1等政策因素，紛紛積極推動取得ISO國際認證之資格。自民國83年底起，由台灣建築經理公司取得首張ISO 9000證書以來 2，迄今已有數百家營造業者通過ISO驗證，經國內學者調查研究指出，至1998年為止通過驗證之廠商佔全國營造廠商數之4.7% 3，且佔全國前百大營造廠商之32% 4。然而，營建業推動ISO認證經過近八年的實施之後，卻遭遇到許多問題。經由專家學者對通過ISO驗證之廠商進行訪查，發現在執行上面臨許多困難 5,6；這些困難可歸納六方面探討：(1) 在輔導認證公司方面部分營建業者聘請管理顧問公司輔導認證，然而許多輔導認證公司從業人員不具營建業專業知識，致使無法建立符合營建產業特性的品質系統；(2) 經營者心態方面部分營建業經營者存有陽奉陰違的心態，一味以獲得認證為最終目標，並沒有真正將品質系統落實於公司制度上，仍沿用舊有制度；(3) 營建產業環境方面在現有投標制度下，許多營建業者採取低價搶標策略，在此策略之下又要從中獲取利潤，致使品質系統無法發揮預期功能；(4) 協力廠商方面台灣營造業的人力嚴重缺乏，工人的職業倫理降低、監工的養成教育不足，這些都有礙管理工作之推動；(5) 產品特性營造業並不同於製造業那樣大量製造相同的產品，因此經驗無法迅速累積，無法以製造業生產線方式大量生產，品質管理系統亦不易發揮；(6) 員工心態公司內部員工真正配合公司政策，敷衍了事。從以上可知，並非ISO品保制度本身的不當，而是在於員工是否願意徹底執行所制定的品保文件內容。況且依目前所制定之品保文件執行，亦無法保證就能發現專案之潛在工程問題。因此，本文建議將施工性改善計畫之實施方式，納入ISO品保文件中，以使執行ISO品保制度時，可以提早發現專案工程之施工性問題，並儘早改善處理。另外，在傳統ISO品保系統中並未規定如何運用品質記錄中之工程經驗與知識，因此一般業界將品質記錄用來稽核之用，並未有效的運用品質記錄來改善公司體質或專案工程之施工性問題。本文建議藉由施工性改善計畫之經驗學習檔案來蒐集ISO品質記錄中的工程經驗與知識，以建立公司知識資產。二、施工性改善計畫2.1 施工性與施工性改善計畫之定義所謂施工性又稱為可建性或可施工性，在英國稱為Buildability，美、澳、日等國則稱為Constructability 9。根據美國營建產業研究中心 (Construction Industry Institute，簡稱CII) 對施工性的定義原文是：“The optimum use of construction knowledge and experience in planning, design, procurement, and field operations to achieve overall project objectives”。根據國內學者余文德對施工性定義是將過去所累積的工程知識與經驗，最有效地應用在規劃、設計、採購及現場施工等各階段，以達成專案整體之目標9，亦即建築師工程師根據業主的需求提出能滿足該計畫目的且最省錢、最易施工之方案；營建管理者依據該方案，考慮各種人力、材料、機具之調度與取得時機，提出最佳的時程計畫；營造商以其本身之施工經驗對該方案採用最適當之材料與工法，並在規劃設計階段對建築師工程師提出建議以避免浪費及施工上的困難。經由業主、建築師工程顧問、營造商及使用者不斷反覆研討、協商、修正、改善專案計畫內容易達最低計畫成本、最適施工時間、最高工程品質及最佳的資源利用等目標。此一專案計畫的改進過程從業主提出需求構想時開始，一直持續到整個工程專案完成啟用為止，稱為施工性改善計畫。丁永聖 10 對施工性之定義是施工容易性或可行性，即是藉由施工的專業知識、技術與經驗，最佳地整合應用於工程規劃、設計、採購、發包施工、驗收、營運使用、維護的各個階段上，提高工程品質、改善安全性、縮短工期、降低造價及減少工程變更的一切可能措施與作法，以求達成整個工程專案目標。吳麗娟 11 對施工性的定義是將施工知識與經濟有效應用於規劃、設計、採購與工地管理，以完成工程目標並產生最大效益的一種理念。從以上的論述，可知施工性改善計畫就是希望藉由過去所累積的工程知識與經驗，有效運用在建築生命週期各階段，以達到工程品質提昇、成本降低、工期縮短與安全性提昇之目標。2.2 國外有關施工性改善之實證研究從美國實施施工性改善計畫之經驗發現，投資報酬率約在10至20倍之間 8。即是實施施工性改善計畫可節省工程成本。經文獻整理，歸納如表1。表1 國外施工性改善實證效益 13案例名稱節省成本比例縮短工期比例商業辦公大樓歸還合約金額0.5%之金額給業主縮短時程約12%製造業廠房新建節省全案金額1.1%縮短時程10%石化工業廠房擴建節省全案成本1.1%縮短時程10%煤氣設施工程約節省總工程費10.7%縮短時程5%德州石油公司節省18.18%縮短時程20.83%公司層級實施施工性改善計畫專案成本之節省比例分別為1.80%及9.40%2.3 台灣有關施工性改善之相關研究台灣之營建管理教育雖早在廿餘年前即開始，但營建管理之學術研究則晚至近十年才日漸蓬勃，而有關施工性改善之研究目前仍處於起步階段。以下整理施工性改善相關文獻，以說明國內在施工性改善之相關課題研究現況。(1) 建築工程施工性之研究台灣研究者潘清吉及王明德研究建築工程設計對施工性之影響 14，以建築工程中之鋼筋、模板、粉刷及磁磚等工程項目為主要對象，經研究分析後整理出四大類共廿四項常見之施工性問題。由個案研究發現，施工性檢討可節省造價約2,000元坪。另外該研究亦指出，設計與施工整合合約型式是提高建築工程施工性之適宜方案。(2) 公共工程施工性之研究台灣研究者吳麗娟及鄭明淵針對公共工程施工性進行調查研究 11。其研究以我國公共工程專案之施工性為研究對象，建立施工性查核評估層級架構，該架構包含六大次目標、十五個評估準則以及167個查核項目。對於公共工程建設專案之可行性評估，提供了一個系統化的量化分析工具。(3) 帷幕牆工程施工性之研究台灣研究者丁永聖及余文德針對單元式帷幕牆之施工性進行研究 15。其研究以建築工程中發包型態特殊之帷幕牆工程 (常由專業承包商負責設計及施工，因此符合設計、施工整合之特性) 為對象。經專家訪談建立帷幕牆施工性改善查核表，並建構施工性改善評估模式，以做為工程人員查核施工性並具以研擬帷幕牆施工性改善之依據。(4) 施工性與品質管理系統整合之研究台灣研究者紀明伸及余文德針對施工性改善計畫與ISO國際品保文件系統進行整合可行性研究 16。其研究有鑑於國內營建業推動ISO國際品保認證之廠商日漸普及，龐大之品質文件中所隱藏之施工性知識卻未能善加利用，造成無形損失。因此提出整合ISO品質文件與施工性改善計畫之經驗學習檔案品質文件系統，做為營建廠商蒐集與累積施工性知識之工具，以輔助施工性改善計畫之實施。2.4台灣及其他新興國家實施施工性改善之潛力及問題由文獻資料發現，國內對於施工性改善相關課題的研究仍有極大的發揮空間。尤其是對於正式之施工性改善計畫的實施效益，目前尚無可靠數據資料可供參考。依台灣每年公共工程建設投資約5,000億的規模，以國外1：10 1：20之投資報酬率及5 10% 的成本節省效益估算，若國內公共工程能普遍實施施工性改善，每年投入12.5 50億之施工性改善經費即有可能節省250 500億之建設成本。此外，施工性改善在施工時程與品質改善方面的效益亦極為顯著，這對於目前常發生進度落後、工程品質不良的國內公共工程而言，更具有重大之改善潛力。雖然施工性改善計畫具有改善營建工程專案績效的雄厚潛力，然而由國外的實施經驗亦發現，傳統的施工性改善計畫在施工性知識之累積、應用以及施工性量化評估上皆有實施困難，導致施工性改善計畫在實施時遭遇障礙 17。此外，實施正式施工性改善計畫所需投入之人力與成本不低，若欲推行正式之施工性改善計畫以改善工程專案之績效，提昇廠商競爭力，雖立意甚佳卻可能因較高之初期投資而難以被接受。本文以ISO 9000文件系統為基礎，發展出一套可實施施工性改善之管理系統，做為營建業界之參考。三、ISO 9000品保系統與施工性改善計畫之整合3.1 系統架構之比較ISO品保系統，在經營管理實際運作上可分為五個子系統 19：(1) 品質管制系統由管理階層人員明訂品質系統運作方式，使其相關人員能依所制定之方式運作；(2) 文件管理系統管理公司所有品保文件；(3) 生產管理系統管理產品生產過程之相關事宜，以確保產品品質；(4) 財務管理系統防止本身或協力廠商發生無法執行合約之情事，以降低財務上之風險；(5) 稽核矯正系統透過此系統以即時匡正缺失。這五個子系統之運作方式，必須以書面化呈現在ISO品保文件中。ISO品保系統之品保文件架構，一般可分為四個層級：(1) 品質手冊；(2) 工作程序書；(3) 工作標準書；(4) 執行表單。施工性改善計畫文件則包括：(1) 施工性政策宣言 (constructability implementation policy)；(2) 施工性改善路徑圖(constructability implementation roadmap)；(3) 施工性概念檔案(constructability concept file)；(4) 計畫評估矩陣與障礙查核表 (program evaluation matrix and barrier assessment checklist)。以上文件恰與ISO 9000品保系統之品保文件架構相對應，因此ISO 9000品保文件系統完全提供了施工性改善計畫文件所需文件架構與體系。3.2 作業程序之比較在實際運作層面上，ISO 9000品保系統要求說做合一之標準作業程序 (SOP)。凡事必須建立標準作業流程，並依據標準作業流程來進行檢驗、查核、追蹤與矯正，這與施工性改善路徑圖中所揭示的施工性實施步驟之精神相契合。而在ISO 9000品保系統中強調之P (Plan)D (Do)C (Check)A (Action)品質提昇循環，也恰巧與施工性改善計畫中之D (Problem detection)P (Solution proposal) I (Constructability imple- mentation) F (Lesson-learned feedback)施工改善循環不謀而合。兩者皆強調持續性之不斷改善，以達到最佳之計畫目標。因此，在ISO 9000品保系統日常作業流程中實施施工性改善並無困難。3.3 資料累積與更新系統之比較在資料累積與更新系統方面，ISO 9000品保文件系統提供了完美的資料記錄與追蹤媒介，為實施施工性改善計畫創造了有利的環境。然而在資料更新方面，傳統施工性改善計畫中的經驗學習檔案則提供更有效的工具。為了滿足施工性改善計畫之需求，有必要針對傳統ISO 9000品保文件系統訂立資料更新之標準作業程序，且須提供迅速更新之功能。經過增修之後的ISO 9000品保文件系統，可以在資料累積與更新滿足傳統施工性改善計畫之需求。3.4施工性導向之ISO品保系統建議架構經過分析比較後，本研究提出施工性導向ISO品保系統之建議架構如下：(1)ISO管理階層之責任 (4.1) 程序中，建立施工性改善團隊在管理階層之責任 (4.1) 程序中，明定施工性改善團隊成員之權責與資格條件，以利在ISO品保文件中執行施工性改善計畫；(2)ISO合約審查 (4.3) 程序中，建立施工性分析作業程序 ISO合約審查，主要有兩個重點：(a) 投標文件與合約審查 審查投標文件與合約文件，以評估公司是否有能力完成標單或合約之需求；(b) 遴選施工廠商與材料供應商 透過長期對配合廠商之評分，以瞭解廠商施工或交貨之狀況。而施工性分析作業，可協助經營者初步瞭解專案工程中所可能產生之問題。因此，透過施工性分析之結果，經營者可從廠商名冊中，挑選適當之廠商配合施工；表2 施工性導向之ISO品保系統建議架構條文編號條文標題建立施工性改善計畫程序施工性改善計畫程序要點相關施工性改善計畫執行表單4.01管理階層之責任建立施工性改善團隊工作執掌工作權限團隊負責人會議記錄4.03合約審查施工性分析作業評估專案特性評估專案之施工性問題評估專案之預期風險相關執行表單使用時機會議記錄經驗學習檔案回饋作業相關執行表單依文件管制程序回饋經驗學習檔案4.05文件管制經驗學習檔案管制經驗學習檔案新增、更新經驗學習檔案借閱經驗學習檔案異動一覽表經驗學習檔案借閱一覽表4.09製程管制施工性分析作業計算施工性風險指標施工性改善建議相關執行表單使用時機施工性風險指標評估表施工性改善建議表經驗學習檔案回饋作業相關執行表單依文件管制程序回饋經驗學習檔案4.13不合格品管制經驗學習檔案回饋作業相關執行表單依文件管制程序回饋經驗學習檔案。不合格報告單4.14矯正預防措施經驗學習檔案回饋作業相關執行表單依文件管制程序回饋經驗學習檔案異常處理單4.16品質記錄經驗學習檔案建檔方式經驗學習檔案建檔方式經驗學習檔案異動一覽表經驗學習檔案借閱一覽表4.20統計技術施工性量化分析模式計算施工性發生度計算施工性嚴重度計算施工性難檢度計算施工性風險指標施工性風險指標評估表(3)ISO製程管制 (4.9) 中，建立施工性分析作業程序當公司已與業主簽訂施工合約之後，在進入施工階段之前，建議先進行施工性分析作業，以提早發現施工性問題與提出改善方案。在ISO製程管制程序中建立施工性分析作業程序，其主要目的在於減少專案工程之施工問題，以提高執行合約之能力；(4)ISO合約審查 (4.3)、文件管制 (4.5)、製程管制 (4.9)、不合格品管制 (4.13)、矯正與預防措施 (4.14) 與品質記錄 (4.16) 程序中，建立經驗學習檔案作業程序 (a) 合約審查與製程管制在合約審查與製程管制程序中建立經驗學習檔案作業程序，其主要目的在蒐集施工性分析作業之成果以作為日後分析專案工程之參考。(b) 文件管制在文件管制程序中建立經驗學習檔案作業程序，其主要目的在於管理經驗學習檔案之新增、更新與借閱之事宜。(c) 不合格管制與矯正預防措施在不合格品管制與矯正預防措施程序中建立經驗學習檔案作業程序，其主要目的在蒐集工程進行中，發生不合格現象之原因與改善工程品質之作法與改善方式，以作為日後修定工作標準書或執行專案工程之參考資料。(d) 品質記錄在品質記錄中建立經驗學習檔案作業程序，其主要目的在規定經驗學習檔案是採用書面化或電子檔案之方式建立，與經驗學習檔案中各參考資料之適用年限；(5)ISO統計技術 (4.20) 程序中，建立施工性量化分析模式作業程序在品質記錄中建立施工性量化分析模式作業程序，其主要目的在作為發現施工性問題與改善問題之橋樑。四、實例說明為驗證本文所提施工性導向ISO品保系統之可行性，本研究以台塑公司雲林縣麥寮六輕工程專案之部份工程為案例，驗證施工性ISO品保文件系統之可行性。麥寮六輕專案工程位於雲林縣麥寮地區，總開發面積約為2,600公頃，施工工程總金額約為四億二千萬，為台灣近年來重大工程項目之一。因篇幅所限僅舉二案例說明本文所提方法在該實際工程上之應用：(1) 排水工程：為模板工程品質不合格案例；(2) 碼頭工程：以北碼頭歷史資料改善西三碼頭之吊裝預力樑工法。4.1 案例一：排水工程本案例為麥寮六輕排水工程，該工程完成後可增加排放六輕廠區之廢水。監工經由模板工程檢查表查驗工程品質時，發現未依模板標準作業施工，其工程不合格原因為背撐大角材數量不足 (圖1)。圖1 案例一照片本案例經由ISO 品質檢查表 (圖2) 檢核發現背撐角材異常，利用FMEA施工性量化評估模式分析品質、成本、時程及安全等施工性因子之風險優先數 13，決定改善優先順序。最後透過經驗學習檔案管制作業，登記借閱有關模板工程之記錄，從經驗學習檔案中，找尋有關模板工程之歷史記錄，以查閱過去之施工性改善經驗。於背撐角材項目改善補強後，進行成果追蹤及經驗登錄。將此一缺失列入記錄，使該項施工性發生度累積次數增加一次，並回饋至經驗學習檔案中。圖2 模板工程檢查表圖 3 模板工程不合格報告單4.2 案例二：碼頭工程個案分析此案例為施工性改善小組藉由北碼頭的施工經驗，發現採用北碼頭原計畫以龍門吊架工法，吊裝預力樑之施工方式，無法達成西三碼頭預力樑吊裝工程預定之工期。因此必須改善工期方面之施工性問題。本案例施工性改善模式是經由ISO 品保系統有關合約審查 (4.3) SOP中，在工期檢討會議中發現施工性問題。其改善方式是由經由施工性改善團隊進行腦力激盪，藉由專家的經驗與知識，提出施工性改善之初步建議。本次會議記錄如圖4。完成施工性改善會議後由負責人員提出改善建議單如圖5。五、結論與建議5.1 結 論(1) 本文所提出之施工性導向ISO品保系統旨在ISO品保文件中建立執行施工性改善計畫之功能，其實施要點有三：(a) 施工性改善團隊 成立此團隊可方便推動施工性改善計畫；(b)施工性分析作業程序 透過施工性分析作業程序，可瞭解執行合約與施工時可能產生之問題；(c)經驗學習檔案作業程序 經由經驗學習檔案作業程序，可累積公司工程知識經驗； (2)經由個案驗證，在ISO品保文件中實施施工性改善計畫具有可行性；圖4 施工性改善會議記錄圖5 施工性改善建議表(3)經由為期一年之實證研究發現，在確實遵行施工性改善計畫之實施步驟下，可獲得以下效益：(a) 節省工程成本約在68% 至86%；(b) 節省工程工期約在75%；(c) 可提高施工人員之施工安全；(d) 可提升工程品質。5.2 建 議(1)由實際執行經驗發現越能確實遵守ISO品保系統作業標準之廠商，其施工性改善之成效越顯著。因此建議營建業者，確實將施工性改善計畫與施工性量化分析模式導入公司制度中，如此可以節省成本、縮短工期、提昇工程品質與施工安全性提昇；(2)由個案分析中發現，施工性知識與建議之分享對於改善績效之影響重大。因此建議營建業者，將所有工程進行中所發生的問題與改善方式，都能以書面化或電子檔案方式建立在經驗學習檔案中，並充分利用這些歷史記錄，編成訓練員工之教材，如此不但可以使公司員工素質提昇，也不會因為人員的變動而流失這些寶貴的工程經驗；(3)從實證經驗發現，第一次推行ISO認證廠商同時推行施工性改善計畫，要比已經獲得認證之廠商重新修正調整為施工性導向之ISO品保系統來得容易。建議ISO驗證輔導公司，能在輔導過程中就將施工性改善計畫概念介紹給業者，以使業者在第一次製作ISO品質文件時，就能將實施施工性改善計畫之作業程序，導入ISO品保文件中。誌 謝本研究承蒙友力營造有限公司林谷倫特別助理提供寶貴資料，並大力協助，使本研究得以順利進行，在此由衷感謝。參考文獻1. 曾麗華，營建業ISO系列專題報導（一），現代營建，231期，3月，第1124頁 (1999)。2. 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