系统整合在捷运工程建设中的架构与运作

系統整合在捷運工程建設中的架構與運作黎煥霖98年10月15日大綱定義靜態整合動態整合結論系統Systemiscomplexunityformedofmanyoftendiversepartssubjecttoacommonplanorservingacommonpurpose.—Webster’sDictionary系統是將許多不同的部分為達成同一目標或計畫而合成的整體。系統三要素系統=+目的+元件關聯「系統三要件」為「組件或元素、相互關係及共同目的」(高孔廉，1979)相互關係共同目的組件或元素系統工程系統工程是一門「橫跨學科領域，建造完成一個成功的系統」的學問(isaninterdisciplinaryapproachandmeanstoenabletherealizationofsuccessfulsystems)(INCOSE，InternationalCouncilonSystemsEngineering)(Lin&Liu，2000)。(1)由上而下的整體策略，(2)全壽命週期的整體考量，(3)明確定義的任務需求，及(4)各領域的共同合作(Blanchard，1992：9)。系統整合將各個產品及製程統一成為一個整體，確保硬體、軟體及人員間的互動能夠達到系統的目的及滿足顧客的要求」(Grady，1994：3)系統整合不單純是各個個體間的整合(技術層面)，它還牽涉到各個個體背後的人員(人員層面)、人員所歸屬的組織(組織層面)，甚至系統本身所處的環境(Sage&Lynch，1998：179，205)整合的定義整合即是在各方的多重目標、多種限制下，運用各方資源與資訊，為需要合作的各方解決問題，並提出各方皆可接受的方案，使各方依此方案採取行動，並獲致多贏的結果。(管理學的新世界)(司徒達賢，2005)系統整合●系統整合，就是以產出導向(output-oriented)為前提的界面協調工作。▓系統整合，必須觸及利害關係者(stackholder)的得失取捨考量▓產出導向，往往與本位主義衝突▓本位主義無可避免必須面對界面，干卿何事？●界面協調，必須觸及單位間的利害得失的取捨考量●產出導向，往往與本位主義衝突●本位主義無可避免必須面對●機電設備多元繁雜、界面協調尤其重要界面的定義●界面來自於「工作切割(divisionofworks)」●只要牽涉到兩個以上單位的事物，就是界面(黎煥霖，2004)甲單位乙單位乙單位甲單位界面的定義(組織觀點)甲元件乙元件界面界面(資料來源：Grady，1994；ATC，1993))實體界面界面功能界面環境界面界面●系統的附加價值來自於元件間的關係●系統最大的力量來自於界面，最大的危險也在於界面。(Rechtin，1991)§界面與系統整合的定義界面：──只要牽涉到兩個以上單位的事物，就算是界面。系統整合：──系統整合，就是以產出導向(output-oriented)為前提的界面協調工作。(黎煥霖，2004)系統工程的V模型第一階段(下行程)●由上而下的分解過程第二階段(上行程)●由下而上的結合過程V模型系統規格使用者需求子系統規格與設計製造完成、通過測試的子系統製造完成、通過測試的系統顧客觀點系統工程師觀點承包廠商觀點製造完成、通過測試的元件mponent元件規格與設計(Patterson，1999：77)Browning的四種設計結構矩陣(Browning，2001)DesignStructureMatrices(DSMs)Time-BasedStaticPeople-basedDSMComponent-basedDSMActivity-basedDSMParameter-basedDSM靜態整合元件間或單位間的整合動態整合與時間有關的整合Browning的兩種整合模式V模型及Browning的整合模型第一階段(下行程)●分解過程●靜態整合第二階段(上行程)●結合過程●動態整合捷運工程的工作切割土建工程機電系統捷運工程機電設備特性●點：設備(來源側設備、端末側設備)●線：管線(傳輸側設備)機電工程點線施工土建工程量體施工機電設備特性●構件量體尺寸種類眾多●管路佈設方式多而複雜●構件分佈於多處●需配合其他工程施作●設備運轉測試時程集中在工程末期(郭斯傑、陳曉晴、詹慕祖，2004；詹慕祖，2001)捷運工程中的界面機土界面機機界面捷運工程中的界面捷運工程中的界面●機土界面機電系統工程與土木建築工程間的界面●機機界面各個機電系統工程間的界面系統整合的兩個階段分解階段的整合結合階段的整合靜態整合分解階段文件與圖面的整合動態整合結合階段作業順序的整合●捷運工程的兩種整合捷運工程的整合流程第一階段(下行程)●發包→設計→施工、製造●分解過程第二階段(上行程)●進場→安裝→測試運轉●結合過程謀文件與圖面的靜態整合動施工階段作業順序的動態整合●謀定而後動界面整合的兩個階段靜態整合動態整合主要發生在分解階段主要發生在結合階段靜態整合對圖、套圖動態整合拼圖34217865捷運工程的建設流程發包測試運轉安裝捷運工程捷運系統機土機機機機土機機機機土機機機機土機機機機機機機機機機機機機機機土土土土土土土土土土土土機機機機機機機機土機土建工程機電工程設計製造機機機機機機機機機機機機施工土土土土土土土土土土土土送電進場靜態整合靜態整合N平方圖(N2圖)的定義界面管制文件(ICD)的意義界面管制文件的作業流程界面管制文件的實際作為界面關係(Grady，1994)(張兆麟等，2000；詹前祥、田莊，2006)複雜的蜘蛛網車輛供電電扶梯通訊自動收費機廠設備土建水電環控軌道號誌界面可以用矩陣表示？界面矩陣是工程慣例？界面可以預測嗎？界面如何執行？界面有實際案例嗎？界面有訣竅嗎？問題？ElementBprovidessomethingtoelementsA,C,D,F,H,andI,anditdependsonsomethingfromelementsC,D,F,andH.(Browning，2001)定義(identification)階段：定義各個子系統間有哪些界面存在，並且儘量設法定義各個子系統間的基本的配合關係。執行(implementation)階段：針對每一個界面進行協調及確認並建立文件。界面處理的系統化與標準化定義(identification)階段：在技術規範中編寫界面事項表。執行(implementation)階段：要求廠商以界面事項表為基礎，製作界面管制文件台北捷運實際作為界面管制文件(ICD)由主導者發給配合者配合者簽署完成，退回主導者做為依據由業主或統包廠商負責管理●訊號規格RS232RS422乾接點●電源規格分電盤隔離開關插座界面管制文件實例◆台北捷運實際作為ICD執行階段N2Chart定義階段常用工具階段ICDInterfaceSchedule台北捷運實際作為N平方圖範例N平方圖的每一個項目，用一件ICD來定義內容N平方圖(N2圖)號誌供電通訊號誌AB供電A’C通訊B’C’土城線路網範圍(黎煥霖、陳逢時，2004)土城機廠BL37BL38BL39BL40BL03新埔BL01BL02板橋府中亞東醫院土城海山永寧CD551區段CD550區段板橋線第二階段土城線(土城延伸線)機電系統工程處中區工程處電聯車全線號誌全線供電全線通訊全線電梯全線電扶梯全線收費系統土城機廠設備CD550區段土木CD550區段水電CD550區段建築CD550區段景觀全線環控全線軌道CD550標(板橋、府中、亞東醫院、土城機廠)北區工程處CD551區段土木CD551區段水電CD551區段建築CD551區段景觀CD551標(海山、土城、永寧)工作切割(黎煥霖、陳逢時，2004)界面管制文件編碼格式(黎煥霖、陳逢時，2004)編碼格式：主導標標號-配合標標號-流水編號編碼範例：315-312-001編碼意義：CD315要求CD312配合某某事，編號為001。界面管制文件初步清單(黎煥霖、陳逢時，2004)子標標號工程內容專業分包廠商名稱備註ICD初步數量CP341電聯車標德商西門孖股份有限公司32CD312號誌標美商亞世通號誌股份有限公司15CD313供電標中鼎工程股份有限公司51CD314機廠水電標漢唐集成股份有限公司9CD315通訊標漢唐集成股份有限公司21CD316A電梯標臺灣通力電梯股份有限公司2CD316B電梯標臺灣通力電梯股份有限公司4CD317自動收費標三商電腦股份有限公司0CD319A機廠設備標漢唐集成股份有限公司23CD300D水電標漢唐集成股份有限公司27●CD300E水電標台安電機股份有限公司說明126CP300H水電標漢唐集成股份有限公司27CP300I水電標漢唐集成股份有限公司27CD318A環境控制標漢唐集成股份有限公司7CD318B環境控制標漢唐集成股份有限公司7CP348C環境控制標漢唐集成股份有限公司8CD511軌道標森業營造／韓國軌道工營聯合承攬8總數：294ICD定義階段(黎煥霖、陳逢時，2004)依合約內容整理相關界面權責陳捷運局查照編製ICD之編號、內容、清單各組組長確認各糸統標分包商相互簽認有意見修正定義階段ICD：界面管制文件(InterfaceControlDocuments)ICD執行階段(黎煥霖、陳逢時，2004)依ICD內容結論製作文件、圖說各系統標相互簽認陳報供捷運局審核最終界面認可審查會界面管控基準有意見修正變更事先需送工程司核定1.當簽認完成後，如屬往後技術文件審查所需之文件、圖說時在送審時併入。2.當簽認完成後，如未屬往後技術文件審查所需之文件、圖說時需單獨送業主審核。各系統商可能往來多項ICD文件或以會議協調執行階段經工程司核定變更從標313主導CP341CD312CD313CD315CD316ACD316BCD317CD319ACD300DCD300ECP300HCP300ICD314CD318ACD318BCP348CCD511001N1N1N1N1N1N1N1XXXN1002N1N1N1N1N1N1N1N1003N1XN1N1N1N1N1N1004N1N1N1N1N1N1X005N1XXXXN1X006N1XXXXXX007XN1N1N1N1N1008X009N1010ICD編號小計█：初步ICD項目(51件)A：進行中S：確認X：取消N1：業主備查(38件)供電標界面矩陣圖(黎煥霖、陳逢時，2004)(黎煥霖、陳逢時，2004)ICD完成件數統計表010020030040090年3月90年6月90年9月90年12月91年3月91年6月91年9月91年12月92年3月92年6月92年9月92年12月93年3月93年6月件數ICD總件數預計簽認件數實際簽認件數ICD完成數量界面管制文件(ICD)機機界面靜態整合號誌供電通訊號誌54供電62通訊83(黎煥霖、陳逢時，2004)土城線的N平方圖(黎煥霖、陳逢時，2004)從標主標CP341CD312CD313CD315CD316ACD316BCD317CD319ACD300DCD300ECP300HCP300ICD314CD318ACD318BCP348CCD511●CN331合計CP341928333432CD3121541111115CD31362555571238CD31583111122221CD316A112CD316B314CD3170CD319A5261023CD300D356442529CD300E356452429CP300H356442529CP300I356442529CD31423510CD318A21126CD318B21126CP348C211228CD511354113●：CD511對CD312-CD313-CD314-CD315之共同ICD。總數：294CN331：南港板橋線電聯車標(已營運)。資料截止日期：93年8月。結論與討論•靠經驗的累積。•最後的最難收斂。•統包廠商的介入。•以施工圖做為ICD？•