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2021-03-30
建筑工業(yè)化產(chǎn)品+服務技術管理實踐
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?賀魯杰
? ? ? ?摘要 為完善裝配式建筑工程組織建設，形成科研，設計，制造，施工一體化的核心競爭力，從事建筑工業(yè)化的企業(yè)不應只是單獨的產(chǎn)品業(yè)務，簡單的構件交付，或者單獨的服務業(yè)務如深化設計、施工安裝等，而是將產(chǎn)品和服務有機結合，形成適合裝配式建筑獨具特色的產(chǎn)品+服務技術管理體系。對于建筑業(yè)而言，產(chǎn)品+服務是個新的概念，其最早出現(xiàn)于汽車行業(yè)，通過提供服務讓客戶感到滿意且信任，促進了汽車行業(yè)從生產(chǎn)型制造轉向服務型制造，對裝配式建筑行業(yè)有借鑒意義，本文總結企業(yè)在江蘇省的裝配式建筑技術管理實踐，闡述如何在實際中應用建筑工業(yè)化產(chǎn)品+服務的技術管理體系。
一、建筑工業(yè)化產(chǎn)品+服務總體規(guī)劃
? ? ? ?裝配式項目的完成，需要設計、生產(chǎn)、施工及業(yè)主等社會各方共同配合來完成，因此必須建立一體化的經(jīng)營管理模式。國內從事建筑工業(yè)化產(chǎn)品的企業(yè)較多，但多數(shù)缺乏全產(chǎn)業(yè)鏈思維，“只見樹木，不見森林”，設計院大多采用“等同現(xiàn)澆”模式，為滿足預制裝配率要求硬拆成構件圖，構件廠淪為加工廠，巨額投資的自動化生產(chǎn)線生產(chǎn)效率低，現(xiàn)場施工仍然按裝傳統(tǒng)現(xiàn)澆工法施工，構件產(chǎn)品從設計到安裝并沒有形成科學合理的對接，形成了“自掃門前雪”的管理斷層，造成裝配式建筑項目狀況百出，背離推廣裝配式建筑，實現(xiàn)分工協(xié)作，科學管理，減少人工，提高人效，減少浪費，提高效益的建筑工業(yè)化初衷。?如何將產(chǎn)品和服務技術有機結合，本文結合企業(yè)裝配式建筑技術管理實踐，創(chuàng)新提出建筑工業(yè)化產(chǎn)品+服務技術管理體系。
二、四個專業(yè)化概述
? ? ? ?在“一個中心，兩個融合，三個服務，四個專業(yè)化，五項拓展”中，四個專業(yè)化是核心，真正實現(xiàn)發(fā)展建筑工業(yè)化優(yōu)勢的初心，本文予以重點闡述。
（一）專業(yè)化的設計團隊??從建筑、結構選型開始，便考慮使用什么樣的技術體系達到工業(yè)化建造的要求，不是盲目的拆分，而是構件搭建的“構建法”設計，追求讓設計簡化，制作簡單，施工簡捷的“大道至簡”設計理念，在江蘇地區(qū)的裝配式建筑技術實踐中，目前重點推廣以下技術。
1、重點推廣不出筋、少出筋的疊合板密拼板縫的做法。只有這樣才能發(fā)揮出自動化生產(chǎn)線的效率，也才能為現(xiàn)場采用先進的模架體系創(chuàng)造條件，鑒于桁架鋼筋只起到增加樓板剛度的作用時，主要做法為改下部鋼筋穿桁架筋為與縱向鋼筋平行布置，可以使用焊網(wǎng)機，提高鋼筋綁扎效率。
在大量的疊合板優(yōu)化設計中，總結了四條經(jīng)驗供同行們分享：
1）疊合板比全預制的整體性好，優(yōu)先使用。
2）單向板比雙向板好，常規(guī)建筑中需考慮包絡設計，對設計整體影響不大，含鋼量基本一樣，單向出筋便于安裝，密拼板縫可節(jié)約模板，減少支撐。
3）預應力比非預應力好，可實現(xiàn)大跨度，更加節(jié)約鋼筋，節(jié)約支撐。
4）現(xiàn)場專用工具開水電洞比工廠預留好，提高標準化程度，且位置更準確。
2、通過參數(shù)化設計，應用BIM技術正向設計，從設計階段就建立自方案開始的施工圖模型，深化設計后制造模型到工廠，建造模型到工地，竣工圖模型到運營模型的全過程進度、質量、安全、成本、運維的信息化應用系統(tǒng)，從2016年起，從筆者組織的應用BIM模型進行預制裝配率計算的南京市科研課題開始，經(jīng)過社會各屆不斷實踐，南京已經(jīng)正式發(fā)布《關于加快推進我市建筑信息模型（BIM）技術應用的通知》寧科建字（2021）67號，從設計方案審查，施工圖審查，施工和竣工階段運用BIM系統(tǒng)進行項目智能監(jiān)管及施工驗收備案管理。
3、優(yōu)化傳統(tǒng)現(xiàn)澆主次梁設計，便于梁柱節(jié)點安裝
1）框架結構中，在結構設計考慮吊裝碰撞關系，建議在交叉方向主梁中考慮高差關系（50mm或100mm），從一次結構中做到交叉方向主梁出筋互相避讓；
2）主梁結構設計中充分考慮梁端伸出主筋數(shù)量，根據(jù)彎矩圖、配筋包絡圖等采用最少數(shù)量的梁端出筋，降低生產(chǎn)吊裝的出筋數(shù)量，較大幅度提高生產(chǎn)、吊裝中的容差性。
3）梁柱節(jié)點采用鍵槽節(jié)點，U型鋼筋連接，次梁采用鉸接方式計算，與主梁之間采用缺口梁搭接的方式進行安裝，不需次梁端出筋，可大幅降低生產(chǎn)難度、吊裝難度，提高生產(chǎn)效率，吊裝效率。
（二）專業(yè)化的制造基地 專業(yè)化的制造基地的核心是擁有自主產(chǎn)權的建筑工業(yè)化產(chǎn)品生產(chǎn)線的軟硬件設備，這樣才能使用BIM技術、將ERP管理體系、MES系統(tǒng)控制自動化生產(chǎn)線、鋼筋線、攪拌站的數(shù)據(jù)聯(lián)通，實現(xiàn)裝配式建筑工廠智能化全過程管理與生產(chǎn)。專業(yè)化的制造基地，具備完善的質量管理與追溯體系，精確計重自動布料機、高精度振搗臺等高性能裝備，保障產(chǎn)品質量，針對生產(chǎn)前期、中期、后期各個環(huán)節(jié)等工序進行全過程質量控制、半成品質量控制，成品質量控制，滿足客戶的質量要求。
國內首條擁有自主知識產(chǎn)權的全自動生產(chǎn)線
（三）專業(yè)化的安裝團隊
? ? ? ?專業(yè)化的安裝團隊包括專業(yè)化的管理人員，產(chǎn)業(yè)工人，和與產(chǎn)品配套的模架體系，其中專業(yè)化的管理人員是打通工地與工廠大物流的關鍵，只有他們才能專心研究，像指揮家一樣讓生產(chǎn)流水線的節(jié)拍與施工現(xiàn)場的流水節(jié)拍和諧一致，按銷定產(chǎn)，實現(xiàn)安全的零庫存管理。
專業(yè)化的產(chǎn)業(yè)工人是實現(xiàn)裝配式建筑產(chǎn)品服務的基礎，所有從建筑中分出的門窗、廚衛(wèi)、家具、空調等行業(yè)都實現(xiàn)了產(chǎn)品+服務的模式，作為具備定制化屬性的裝配式建筑，目前最困難的是工廠如何從堆場到現(xiàn)場的構件供應，再現(xiàn)代化的管理工具都不如實實在在的把他們形成構件+服務的利益共同體，真正的總裝團隊不是傳統(tǒng)勞務分包的工種，而是替總承包公司、構件工廠創(chuàng)造價值的貢獻者，是“文”可用專業(yè)分析軟件指導工廠排產(chǎn)、現(xiàn)場裝配元施工，“武”可用專用模架、工具裝配的白領+藍領的“砼領”，他們不再和傳統(tǒng)勞務比價格，而是讓工程承包商，工廠經(jīng)營者因其創(chuàng)造的價值而愿意高薪聘請的專業(yè)團隊。
? ? ? ?如果想讓裝配式建筑和現(xiàn)澆結構造價持平甚至更低，就必須節(jié)約現(xiàn)場的施工模架，而裝配式模架體系則是充分利用預制構件的早期強度，實現(xiàn)使用功能和建造功能的最大利用，本章僅介紹常用的盤扣式腳手架，獨立頂撐等，很多工程總承包企業(yè)都在根據(jù)裝配式構件產(chǎn)品特點研究開發(fā)新型模架裝備。
1、盤扣式支撐架體?該架體方式能與裝配式施工體系融合緊密，具備以下特性：
1）搭設、拆除、轉運盤扣式支撐較傳統(tǒng)鋼管架更簡便，培訓簡單；
2）適用于各種水平預制構件及現(xiàn)澆構件的支撐；
3）便于搭設梁底支撐，有活動扣件，可以安裝在立桿的任意位置；
4）堅固耐用，便于運輸，零散配件不易丟失，損耗低；
5）穩(wěn)定性高，步距大，節(jié)省用量（較傳統(tǒng)鋼管架體顆節(jié)省40%~50%用量）；
2、獨立支撐架體其多為建筑工業(yè)化產(chǎn)品的專用配套，一般具備以下特性：
1）在搭設、拆除、轉運方面較盤扣式支撐更加簡便，減少人工；
2）雖然為單獨產(chǎn)品服務，但是當材料周轉利用次數(shù)多時，可大幅降低費用，（較傳統(tǒng)鋼管架體顆節(jié)省50%~60%用量）；
3）穩(wěn)定性較差，開間過大及陽臺部位支撐需與傳統(tǒng)鋼管配合使用；
4）與鋁模模板體系配合使用最佳，木模、組合模酌情使用；
（四）專業(yè)化的信息服務?基于信息化管理，實現(xiàn)構件生產(chǎn)計劃、運輸計劃與項目需求計劃匹配，實現(xiàn)構件產(chǎn)品的高效管理，物流的準確性和及時性，對工地不確定因素應急的快速反應，為管理人員和實施人員提供簡單方便的信息服務。
? ? ? 對于營銷部門與業(yè)主的項目構件安裝計劃，導入BIM模型的數(shù)據(jù)，信息化管理平臺可以按項目需求、模臺利用率，確定并下達排產(chǎn)計劃，確保構件生產(chǎn)節(jié)拍與項目節(jié)奏匹配(如圖所示)，構件存儲量滿足現(xiàn)場需求。
工廠供應與現(xiàn)場需求示意圖
如上圖，其中梯形OAA2O3為預制工廠的供應曲線，直線O1C為輔助線，現(xiàn)場安裝在構件生產(chǎn)后開始，需求隨時間穩(wěn)定增長，直至構件安裝結束，在任意時點O2，必須保證梯形OAA1O2>三角形O1C2O2，為滿足現(xiàn)場進度，通過計算構件開始供應及最大峰值，通過圖形計算可知，工廠最佳庫存OAC1O1=四邊形OAC101—三角形C1C2O2。如工期緊采用高配模板方案，即O1C斜率變大，梯形OAA2O3的高度A1O2增加，邊長OO3減少，表明模具投入大，生產(chǎn)時間短，如果構件標準化程度較高，工期充裕，可通過長線法，共模等方式能夠滿足現(xiàn)場進度，此時O1C斜率變小，梯形OAA2O3的高度A1O2減少，邊長OO3增加，表明模具投入小，生產(chǎn)時間長（見下圖）。
? ? ? ?由于建筑業(yè)的特點，世界上沒有兩家建筑公司、兩個構件廠采用同樣的信息化管理平臺，然而專業(yè)化的裝配式服務平臺確可通用，因為工廠標準化生產(chǎn)與現(xiàn)場流水作業(yè)的理念使得它可以在微觀上，尋找到工地的“三角形”需求計劃與工廠的“梯形”供應計劃在每一個時間點的對照，進而形成一套可追溯，可分析，可控制的專業(yè)軟件，鑲嵌入任何平臺，最后因單品極致而獲得廣泛應用，關于此類軟件的定制開發(fā)將是衡量建筑工業(yè)化企業(yè)信息化管理水平的重要依據(jù)之一。
??三、建筑工業(yè)化產(chǎn)品+服務技術管理綜述 ???
? ? ? ?建筑工業(yè)化 指采用大工業(yè)生產(chǎn)的方式建造工業(yè)和民用建筑。它是建筑業(yè)從分散、落后的手工業(yè)生產(chǎn)方式逐步過渡到以現(xiàn)代技術為基礎的大工業(yè)生產(chǎn)方式的全過程，是建筑業(yè)生產(chǎn)方式的變革。早在1920年，歐洲在推廣建筑工業(yè)化時，就描述了它的的四個特征：設計標準化，構件工廠化，施工機械化，組織科學化，今天我們用產(chǎn)品+服務的四個專業(yè)化來詮釋仍有現(xiàn)實意義。 ????
（一）?設計標準化：這是建筑工業(yè)化的前提，依托專業(yè)化的設計團隊實施，要求設計標準化與多樣化相結合，構配件設計要在標準化的基礎上做到系列化、通用化，國內面臨的問題是基礎標準的缺失，更多是把“等同現(xiàn)澆”強調為“等于現(xiàn)澆”，不利于工業(yè)化的推廣，在數(shù)字設計中，要“一模到底”，讓設計的數(shù)據(jù)可以被工廠機器讀取，供現(xiàn)場施工組織使用。
?（二）構件生產(chǎn)工廠化：通過專業(yè)化的制造基地，預先在工廠生產(chǎn)出各種構配件運到工地進行裝配，不是工地的延伸淪為“加工廠”，通過發(fā)展構配件生產(chǎn)專業(yè)化、產(chǎn)品化，有計劃有步驟地提高預制裝配程度；在建筑材料方面，積極發(fā)展經(jīng)濟合用的新型材料，重視就地取材，利用工業(yè)廢料，節(jié)約能源，降低費用。 ???
（三）?施工機械化：通過專業(yè)化的安裝團隊，實行機械化、半機械化和改良工具相結合，有計劃，有步驟地提高施工機械化水平，用機械取代人工，實行工廠預制、現(xiàn)場預制和工具式模板現(xiàn)澆相結合，用機械化的安裝改變現(xiàn)場建造模式。
（四）?組織科學化：通過專業(yè)的信息化服務，研究通過智能建造與新型建筑工業(yè)化融合，從設計、制作到施工現(xiàn)場安裝，運維全過程實行科學化組織管理，推進建筑產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的建設，這是建筑工業(yè)化的重要保證。
? ? ? 本文論述的建筑工業(yè)化產(chǎn)品+服務模式，正是通過四個專業(yè)化實現(xiàn)建筑工業(yè)化的四個特征，將產(chǎn)品和服務有機結合，形成適合裝配式建筑獨具特色的產(chǎn)品+服務技術體系，“四個專業(yè)化”是基礎，也只有具備這樣的能力，才能做好三個服務，服務市場拿訂單，服務工廠提效率，服務現(xiàn)場創(chuàng)品牌，通過智能建造和新型建筑工業(yè)化融合的方式，實現(xiàn)從事建筑工業(yè)化的企業(yè)五項業(yè)務的拓展，從而為企業(yè)與客戶創(chuàng)造價值，完善裝配式建筑工程組織建設，形成科研、設計、制造、施工一體化的核心競爭力。
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