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预制混凝土供应链组件相关信息流的形式化
摘要：在预制混凝土供应链的信息流应简化，以简化复杂的跟踪高度定制的组件和相关信息。目前，信息创建，交换，访问，更新，并存储在一个预制供应链,这是是不正式的。因此，即使各种先进的技术，用以简化信息流，有没有正式的方式来确定的要求和适当的机制利用这些技术。基于在美国的观察，本文描述了在信息流相关的预制组件通过在预制阶段的一些主要论述供应链模式。本文具体地提出了几个命题的特点的信息流，并测试这些命题在描述性的案例研究。它也描述了一个信息流的框架正式信息流在供应链模式。结果包括一组信息组和预制供应链中观察到的信息流的主要模式。据预计，这些结果将使研究人员开发的形式化和自动化的方法来简化信息流，帮助从业人员确定在信息流模式公司和相应的供应链开发的方法和技术，相应地简化流量。
说明
在建筑/工程/施工（AEC）行业，表现于设计施工发展的问题中，超过百分之五十都与匮乏的信息流有关（oloufa等。2004）。有效信息流的两个主要属性是可用性和信息的及时性（Galliers 1987）。信息不可用无法访问的信息以及信息不及时导致项目成本和时间的超支，降低质量和可维护性，甚至算作一个完全失败的项目(Halfawy and Froese 2005; Hendrickson 2003)。与不良信息流相关的问题对定制的预制组件来说更加明显，因为预制加工项目在组织、规划监测协调方面很复杂。供应链中涉及的当事人之间协调和沟通中对信息的需求更高。(Arbulu and Tommelein 2002; Elfving et al. 2002; Song et al. 2005; Wegelius-Lehtonen and Pahkala 1998).
因为参与定制，ETO组件定位的位置信息应单独追踪每个组件和访问，尤其是低管理。防止任何在生产，交付和安装期间的延迟。高定制也导致了大量的产品和工艺信息，如图纸和处理和每个组件的安装说明，这需要在供应链中被转换。因此，有效地管理供应链中的ETO组件流量，每件需要单独跟踪和组件相关的信息需要交换，而且是现成的或易访问。
“现成的”一词是用来定义信息可以在没有任何延迟的情况下被它所需要的人需要。“易访问”这个词是用来定义在一个方便的格式和位置，但不一定容易获得的信息。现成的和易于访问的组件信息能够及时获得所需的信息，减少了额外用于检索信息的时间，并减少没有信息的情况下做出的无效的决定。（de la Garza and Howitt 1998; Ergen et al. 2003; Kondratova 2004; Meissner et al. 2003; Tenah 1986）
本文重点研究从预制混凝土构件（在建筑施工中普遍用到的ETO组件）观察中确定信息流模式（Eastman 1999）。现今产业现状缺乏的就是一旦设计完成预制组件需要被创建，存储，传输的信息形式化，并通过供应链进行访问。预制混凝土构件信息包括在供应链中有效流动所需的信息（例如，识别信息，处理指令，协调信息）并操作和维护阶段为组件提供有效的维护（例如，生产，检验，处理和维护信息的产品历史）(Ergen et al. 2003; Goodrum 2003)。
各种信息技术（例如，条形码，无线射频识别，全球定位系统，无线局域网），可以使有效成分信息流在供应链中存在。信息的收集和访问通过这些信息技术可以交换不同的政党之间使用标准数据模型的规范和标准，例如国际金融公司（IAI 2003）和数字政通（FIATECH 2005），通过供应链实现“现成的”和“易访问的”。然而，要部署有效信息流的技术和标准，主要信息项目及其流程模式需要被形式化，便于数据收集，访问，传输和存储的要求，可以被衍生出适当的机制和技术以支持这样的过程可以被识别。
本文提出的研究的目的是在供应链中确定一组工人和管理人员使用的通过设计的相关预制组件的主要信息流模式。具体就是，本文介绍了集团流在美国的预制供应链的信息项目，这些信息组（创建/收集、传输、接收、访问、更新、存储）的主要参与者和各方，以及这些行为的频率。在AEC领域，业务和运营因素导致的信息流模式是动态的，模糊的；因此，分配给动作的频率不是固定的数字却是一个时间范围（如，每天，每周）。信息流的形式化将有助于确定有效的信息流的技术并提供一个基础，以评估现有的标准数据交换模型的有效性，简化了观测到的信息流模式在美国的预制供应链。
为确定一些主要的在预制供应链的设计阶段相关的组件和流程的信息项目，在美国对五个预制混凝土供应链，以制造业、建筑业、运营和维护阶段为重点进行了调查研究。在三个大型的预制公司作为探索性的个案研究，进行了采访和实地考察。基于这些探索性案例研究，描述信息流的特性的一组命题就此展开。在下面两个描述性案例研究中使用的命题，并且这是在大型预制制造公司进行的。命题通过为每一种情况下创建的信息流矩阵进行了验证。一个用于开发信息流矩阵，由Wix and Liebich (2000)提出的框架被修改和用作信息流中观察到的模型。
研究背景
本研究报告建立并扩展了以前的信息建模研究在AEC领域和通用的方法和工具对信息流进行建模。
以往对组件信息的研究
以往对ETO组件供应链在建筑业的研究主要集中在供应链建模过程来识别和减少浪费（Arbulu and Tommelein 2002;Elfving et al. 2003; Ballard et al. 2003; Tommelein and Weissenberger 1999）或者关于推拉调度技术的比较（Tommelein 1998）。一旦这些过程模型提供了在各种不同的供应链部分ETO过程复杂性和特点的概述，他们就无法详细地模拟底层的信息流。
研究人员同意为一个项目成功完成，准确的相关的信息应提供给正确的人在正确的时间（Abou-Zeid et al. 1995; de la Garza and Howitt 1998; Hiremath and Skibniewski 2004）。对行业的信息需求被几个研究人员广泛定义，并且他们持有不同意见。比如说，工作现场信息的需求（de la Garza and Howitt 1998）和预制组件的信息需求（Messner and Sanvido 1993）进行了研究。在这些研究中，Messner和Sanvido（1993）集中通过对预制组件的规划、设计、制造、施工阶段并为预制组件提供了一个广泛的信息项目分类（如，设备信息，现场设备相关信息），而没有详细的信息流类型。
大多数与AEC行业相关的信息流的建模的研究重点主要集中在在早期设计和工程阶段（Baldwin et al. 1999; Castro-Lacouture 2003; Oloufa et al. 2004）。在这样的研究中，Sacks et al. (2002)特别注重在13预制公司在工程施工阶段信息流的形式化。这项研究为本文的研究提供了良好阐述的基础。虽然没有提供详细的信息列表，这项研究报告总结出：在所有的公司，用于描述预制件和相关组件的信息项基本上是相同的。
标准数据模型正在开发中存储和交换产品和过程信息。例子如，这种努力是行业基础课程 (IFC） （IAI 2003）, ifcXML(IAI 2003)，以及自动化设备信息交换（AEX)（FIATECH 2005）。在IFC 2x2里，一些预制混凝土构件的设计与运输相关性能（如识别信息和重量）被展现出来。然而，生产信息（例如，质量控制信息）不代表和大多数的材料信息项目，如材料的组成和强度，这些都需要通过扩展当前IFC课来展现出来。
AEX项目的重点在于通过工程，采购，施工，和运营管理的阶段完成正式的交易数据交换跨组织边界。当下AEX2.0支持所需的信息交换的报价，采购订单，建造以及账单的文献资料，并为离心泵壳管式换热器提供了深入的描述描述信息。这种形式可能有助于简化的信息流在预制供应链。
对以往信息流建模方法的研究
为了供应链中的信息流形式化，作者需要选择一种方法，可以清楚地描述一组由一组演员的信息群体采取的行动。首先，组件信息流交织的生产过程需要进行说明。其次，需要从生产过程模型中分离出信息流并就信息项目操作人员行动进行阐述，以致于任何人可以清楚地代表每个信息组的流动模式。
许多过程和数据建模方法在图形化中的注释是用来表示在不同的过程活动的信息流,这些方法是可用的。这些方法的例子包括，标准方法如IDEF0 and IDEF1 （Chen 等 2004），UML活动图和序列图（Booch等人。1998），数据流图（DFD）（Abou Zeid等人，1995），以及一个定制的过程建模的方法称为GTPPM，这种方法主要针对预制供应链（Eastman 等2002）。 以过程导向为本质的方法IDEF和GTPPM自然会使它很难提取信息组的流动模式，因为在数据组上执行的行为和类型（例如，创建、更新、转让）是交织在多层的基于流程的图形模型。尽管UML活动图和序列图提供的具体信息项目的因素和他们的行动的详细观测，一个UML图可以表示只有一小部分的因素之间的信息流。因此，这种图形可能不适合包含很多影响因素的供应链的信息流。
作者在一个简单的矩阵格式没有具体图形显示过程下建立一个框架（Wix and Liebich ）能够代表信息组，行动，和一系列影响因素，而不是使用这些过程建模方法。这个框架可以使一个显示一个矩阵内的信息流的紧凑的视图而相应的变成更容易识别的信息流模式。作者扩展了框架从而包括了额外的行动和行动的频率并将其运用到了预制供应链当中。在下面的章节中给出了这个框架的应用程序的细节。
预制供应链一览
一个典型的预制混凝土的供应链是由供应商、预制厂、一家总承包商，安装工，和业主。供应商提供预制生产所需的材料或硬件。预制件生产厂商预制构件。安装工是为制造商工作或聘为总承包商的分包商，在施工场地架设预制构件。
在一个预制供应链中，一旦信息的双向流动，材料就单向流动从上游方（例如，材料供应商）到下游的各方（如安装工）。组件相关的信息是最常用的传输文件的文件。其他的通信方式是传真，电话，和结构化或非结构化的电子数据（图，电子邮件，微软的文字或表格）。
在所需的时间使用现有的方法访问组件信息的挑战是双重的：
- 在供应链中，由不同的公司和部门收集构件相关的信息；因此，有些信息项目不容易访问，因为它们驻留在不同的数据库中。
- 即使一些组件相关的信息项目被存储并应要求转移到下游的当事人/部门，它们以一种格式传递这种传递最大限度的方便创作者自己的目的，且通常嵌入在纸张的报告和图纸。在这些情况下，即使信息项被传送给需要信息的部门/公司，他们可能并不总是容易获得或容易读取。也可能会花费额外的时间从可获得文件中提取相关信息。
研究范围
本文的重点是确定一些主要的信息流模式，这些模式是与预制构件相关的，这些信息的创建，交换，访问，并存储主要是由工人和较低的管理通过预制组件的生命周期。调查的阶段，包括建设/生产阶段和业务/交易阶段，即规划，质量控制，材料订购，预制生产，装卸，仓储，运输，运输，安装，操作和维护。由于工人和较低的管理层负责对这些人员提供组件计划，执行和控制日常活动可用性的信息，因此他们有组件的流量和相关活动的性能有直接的影响。
作者调查了常规成分信息流，而且通过对预制供应链信息流的观察以防预制制造企业各部门间的结构性问题。所有的同步（即电话，定期会议）和异步（即纸质报表传递、传真、结构化或非结构化的电子数据）的通信手段，除了非正规的口头交流，都被检查。作者集中在生产和处理材料/组件的部门并支持产品的质量和进度信息的处理。作为项目的所有各方的主要接触人员的产品经理也包含在内。除了预制的制造业公司，每一方都代表一个单一的因素（（即，材料供应商、业主、安装工/总承包商）。
案例研究设计与研究方法
为在典型的预制供应链中确定一些主要的信息流模式，在大型预制混凝土制造企业进行探索性和描述性的案例研究，这些公司都是在在美国生产建筑和结构预制件。案例研究方法的选择是因为需要深入调查，以确定在供应链环境中信息流的特点。重点是大型企业，因为他们是更有组织和有更多的部门；因此，相应的信息流将更加结构化和复杂。
研究包括五个深入的案例研究。前三个案例研究以探索为性质，以产生一组相关的信息流模式的命题。顺沿着探索性个案研究的两个描述性的个案研究是为验证已开发的命题。所有的案例研究的展开是在美国主要大型结构和建筑预制生产商。这些公司有预制/预应力混凝土研究所（PCI）认证的质量保证。经PCI介入认证，确保与组件的质量相关的信息流。因为这些公司预计有类似的特点，类似的信息流模式。
Yin （2003）确定的主要组成部分的描述性个案研究作为研究的问题，研究的命题，分析单位，连接数据的命题，以及解释的标准结果。本研究，案例研究的问题（与预制组件相关的信息流的主要模式，包含信息）已经被工人和管理层通过后设计阶段的供应链使用过？为解决这项研究的问题，命题的生成，对研究中中每一个所描述的方面进行调查研究（Yin 2003）。产生的命题旨在探讨最经常访问和交换信息项。这些信息项就是大量参与者使用的，以及所需信息项可与组件一起随时被提供。这些描述性案例研究的命题产生在初步探索性的个案研究。
在这些描述性的案例研究中，分析的单
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