裝配式建筑精益成本管理

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摘要：發(fā)展裝配式建筑，推動建造方式創(chuàng)新，是實現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的重要路徑，但當前裝配式建筑的成本高于同類現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)建筑，阻礙了裝配式建筑發(fā)展。首先分析裝配式建筑成本居高的成因，基于精益思想提出裝配式建筑設(shè)計、生產(chǎn)、物流、裝配等環(huán)節(jié)成本的控制措施，以期通過裝配式建筑的精益成本管理，有效降低裝配式建筑建造成本。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑；精益成本管理；精益建造；建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化

1引言

現(xiàn)階段傳統(tǒng)現(xiàn)澆施工方式生產(chǎn)效率低、施工周期長、環(huán)境污染大，已不能滿足建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求。裝配式建筑以其施工周期短、建筑質(zhì)量高、綠色環(huán)保的優(yōu)點得到了政府部門的認可。發(fā)展裝配式建筑，推動建造方式創(chuàng)新，是實現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要途徑。2017年3月，住建部《“十三五”裝配式建筑行動方案》，要求全面推進裝配式建筑發(fā)展。目前，我國裝配式建筑發(fā)展遇到一些制約因素，其中建造成本偏高即是不容忽視的因素之一。裝配式建筑較現(xiàn)澆式建筑每平方米建造成本要高出200～400元，建設(shè)單位出于成本考量，發(fā)展裝配式建筑的積極性不高。在日、美等發(fā)達國家，裝配式建筑的建造成本低于現(xiàn)澆式建筑，而我國普遍偏高，國內(nèi)外的差距說明我國裝配式建筑成本有很大的降低空間。傳統(tǒng)建造模式只需要設(shè)計和施工兩個階段，而裝配式建筑的特點決定了其需要通過設(shè)計、生產(chǎn)、物流、裝配四個階段。有研究者通過BIM與精益建造思想的協(xié)同作用對裝配式構(gòu)件進行深化設(shè)計以及施工模擬。有研究者設(shè)計了裝配式構(gòu)件的精益生產(chǎn)流程，通過物料和供應(yīng)商的管理降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，從而實現(xiàn)項目的成本控制。有研究者從裝配式構(gòu)件運輸?shù)慕嵌?，?gòu)建了裝配式構(gòu)件物流成本優(yōu)化模型，加強裝配式構(gòu)件的精益物流成本管理。以往研究多側(cè)重于在裝配式建筑建造過程的某一階段對成本進行精益管理，并未對裝配式建筑整個建造過程的成本管理進行研究。鑒于此，本文從裝配式建筑整個建造過程成本管理的角度出發(fā)，對設(shè)計、生產(chǎn)、物流、裝配四個階段的成本進行分析，結(jié)合精益成本管理思想，對裝配式建筑整個建造過程成本進行精益管理，最后提出各階段精益成本管理的措施。

2裝配式建筑成本分析

2.1裝配式建筑成本構(gòu)成

裝配式建筑成本是指在裝配式建筑整個建造過程中發(fā)生的全部費用，具體可以分為四大類費用：設(shè)計費用、生產(chǎn)費用、物流費用、裝配費用。因此，對這些過程進行精益管理是降低裝配式建筑成本的關(guān)鍵。

2.2裝配式建筑成本分析

2.2.1裝配式建筑設(shè)計成本分析目前，裝配式建筑設(shè)計普遍采用等同現(xiàn)澆設(shè)計的方式，然后按照預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)和裝配要求進行構(gòu)件分拆，這種方式設(shè)計效率低，協(xié)同性差。在構(gòu)件分拆深化設(shè)計階段，每個預(yù)制構(gòu)件都要有與建筑、結(jié)構(gòu)、安裝等專業(yè)相對應(yīng)的生產(chǎn)圖紙。預(yù)制構(gòu)件的配筋、節(jié)點、埋件、留洞等設(shè)計內(nèi)容都需要體現(xiàn)在深化設(shè)計圖紙中。由于設(shè)計內(nèi)容增多、設(shè)計深度增加，因此裝配式建筑設(shè)計費用同傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)相比每平方米要高出20～40元。2.2.2裝配式構(gòu)件生產(chǎn)成本分析裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件在構(gòu)配件廠批量生產(chǎn)，養(yǎng)護完成后運至施工現(xiàn)場裝配安裝?，F(xiàn)階段因裝配式建筑規(guī)模較小以及政策支持力度不夠等原因，預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)增量成本主要包括以下方面。（1）人工費。目前我國裝配式建筑領(lǐng)域的人才相對匱乏，人才培養(yǎng)機制尚不健全，從事構(gòu)件生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)工人數(shù)量較少且經(jīng)驗不足。構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)需要在員工入職前花費時間和費用對其進行技術(shù)培訓。同時，因工人流動性較大，常有培訓合格的產(chǎn)業(yè)工人流失現(xiàn)象發(fā)生。因此，在現(xiàn)階段我國裝配式建筑規(guī)模較小的情況下預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)的人工費實際支出偏高。（2）原材料?，F(xiàn)行的裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是在現(xiàn)澆構(gòu)件鋼筋配置的基礎(chǔ)上，增加了構(gòu)件節(jié)點處的連接鋼筋數(shù)量，因此在鋼筋用量方面，預(yù)制構(gòu)件的鋼筋用量明顯增加。據(jù)測算，預(yù)制構(gòu)件節(jié)點連接處的鋼筋用量與現(xiàn)澆構(gòu)件相比增加30%以上。（3）設(shè)備折舊費。我國目前采用裝配式結(jié)構(gòu)的項目仍較少，對預(yù)制構(gòu)件的需求量較低，使得構(gòu)配件廠的產(chǎn)能供給超過裝配式建筑市場對預(yù)制構(gòu)件的需求。構(gòu)配件廠因設(shè)計產(chǎn)能處于供大于求的局面，不能滿負荷生產(chǎn)，同時又要考慮生產(chǎn)機械的折舊費、工廠生產(chǎn)經(jīng)營的費用，勢必會使得預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)成本居高不下。2.2.3裝配式構(gòu)件物流成本分析在現(xiàn)澆建筑施工過程中，材料的物流費用被認為是材料成本的一部分，而在裝配式建筑建造過程中，大量預(yù)制構(gòu)件需要從構(gòu)配件廠運至裝配現(xiàn)場。如果運輸距離按照60km考慮，預(yù)制構(gòu)件的運輸費用約為100～150元/m³，因此不可忽視預(yù)制構(gòu)件的物流成本。裝配式構(gòu)件物流成本主要包括倉儲費用和運輸費用。（1）裝配式構(gòu)件倉儲費用。傳統(tǒng)現(xiàn)澆式建筑在施工現(xiàn)場澆筑混凝土，養(yǎng)護完成后直接形成建筑實體，不需要占用其他倉儲場地。但裝配式構(gòu)件在構(gòu)配件廠生產(chǎn)完成后需要專門的場地進行養(yǎng)護和存放，并且需要專人進行管理。構(gòu)件養(yǎng)護完成運至施工現(xiàn)場后，仍需尋找存放場地，使得預(yù)制構(gòu)件的倉儲費用增加。（2）裝配式構(gòu)件運輸費用。與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)商品混凝土的運輸費用相比，成品構(gòu)件因體積大、易損傷、形狀不規(guī)則等原因，運輸過程中需要增加保護措施，因此裝配式構(gòu)件的運輸費用更高。目前構(gòu)配件廠配置不足，分布不均勻，預(yù)制構(gòu)件運輸距離增加，同樣導致運輸費用增加。2.2.4裝配式構(gòu)件裝配成本分析裝配式建筑現(xiàn)場施工過程中，對工人吊裝技術(shù)的熟練度和專業(yè)性要求較高，需要吊裝經(jīng)驗豐富的工人，否則對預(yù)制構(gòu)件的裝配速度和質(zhì)量都會產(chǎn)生影響，增加裝配費用。預(yù)制構(gòu)件的節(jié)點施工是現(xiàn)場施工安裝的重點，與現(xiàn)澆式施工相比節(jié)點施工是增加的工序。為了保證裝配式建筑節(jié)點足夠可靠，節(jié)點施工采用安全性較高的鋼筋套筒灌漿連接工藝，套筒連接件需求量大，灌漿料價格較高，使得裝配成本大幅增加。

3基于精益思想的裝配式建筑成本管理

3.1精益成本管理思想

精益思想是通過標準化導入實現(xiàn)面向過程的控制，從而達到避免無效勞動和浪費的目的。20世紀30年代，日本豐田公司在近20年的實踐過程中，不斷積累經(jīng)驗，創(chuàng)立了精益生產(chǎn)管理模式。澳大利亞的Jennings建筑公司基本與豐田公司同步將精益思想應(yīng)用于工程建設(shè)管理，其依賴先進的精益建設(shè)管理模式，由一家小型房屋建筑企業(yè)迅速成長為澳大利亞最大的房屋建筑企業(yè)之一。精益成本管理是精益思想在成本管理中的具體應(yīng)用，其精髓是追求生產(chǎn)全過程成本最小。與傳統(tǒng)成本管理思想相比，精益成本管理思想更先進，方法更全面，更重視全過程成本管理。在生產(chǎn)全過程的設(shè)計、生產(chǎn)、物流、服務(wù)等各個環(huán)節(jié)不斷消除不增值作業(yè)，杜絕浪費，對生產(chǎn)全過程進行標準化操作和持續(xù)改進，從而達到降低生產(chǎn)全過程成本、提高生產(chǎn)過程效率的目的。

3.2裝配式建筑精益設(shè)計成本管理

3.2.1設(shè)計階段推行并行工程在傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑的建造過程中，因其設(shè)計方法已經(jīng)成熟，施工階段很少出現(xiàn)因設(shè)計不合理而難以施工的現(xiàn)象，因此現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計與施工階段相對獨立。然而目前裝配式建筑設(shè)計技術(shù)相對不成熟，設(shè)計規(guī)范和技術(shù)標準尚不完備，常會出現(xiàn)因設(shè)計原因?qū)е聵?gòu)件難以生產(chǎn)或裝配的現(xiàn)象。為了減少設(shè)計變更，降低成本，應(yīng)該在裝配式構(gòu)件深化設(shè)計階段并行考慮構(gòu)件生產(chǎn)與裝配等問題。并行設(shè)計作為一種系統(tǒng)化工作模式，可以對產(chǎn)品及其相關(guān)過程進行并行和集成設(shè)計。在裝配式建筑設(shè)計階段推行并行設(shè)計，強調(diào)各參與主體協(xié)同工作，各參與方分別派出技術(shù)人員組成臨時項目組，并行解決設(shè)計階段各專業(yè)因信息不對稱而產(chǎn)生的設(shè)計沖突問題，盡可能在早期設(shè)計階段發(fā)現(xiàn)并解決后續(xù)構(gòu)件生產(chǎn)與裝配過程中可能出現(xiàn)的問題，從而使設(shè)計成果最大程度符合后續(xù)各階段的使用需求，減少設(shè)計變更，降低對后續(xù)生產(chǎn)帶來的不良影響。3.2.2運用BIM技術(shù)進行精細化設(shè)計（1）運用BIM技術(shù)進行各專業(yè)協(xié)同作業(yè)。裝配式建筑需要對預(yù)留孔洞和預(yù)埋構(gòu)件進行精細化設(shè)計，因此設(shè)計內(nèi)部不同專業(yè)之間信息的交流就顯得尤為重要。運用BIM技術(shù)，構(gòu)建BIM信息平臺，方便不同專業(yè)之間的協(xié)同作業(yè)，不同專業(yè)的設(shè)計人員可以依據(jù)BIM平臺信息實現(xiàn)本專業(yè)的技術(shù)標準和參數(shù)要求。（2）運用BIM技術(shù)進行碰撞檢查。裝配式構(gòu)件在工廠生產(chǎn)，然后運至現(xiàn)場裝配，不可避免會出現(xiàn)構(gòu)件之間的設(shè)計誤差。運用BIM技術(shù)對預(yù)制構(gòu)件進行精細化設(shè)計，通過建立的BIM模型進行碰撞檢查及時發(fā)現(xiàn)相鄰構(gòu)件之間的設(shè)計沖突，找出設(shè)計過程中的疏漏，降低施工裝配過程中因設(shè)計變更帶來的費用。（3）運用BIM技術(shù)進行標準化設(shè)計。在裝配式建筑的設(shè)計過程中將不同樣式和尺寸的建筑構(gòu)件上傳至BIM平臺進行整合，建立預(yù)制構(gòu)件的標準化族庫。同時，運用BIM技術(shù)將各個族庫中的標準化構(gòu)件進行組裝，增加裝配式建筑樣式的多樣性，減少裝配式建筑設(shè)計的時間和成本。

3.3裝配式構(gòu)件精益生產(chǎn)成本管理

3.3.1準時制生產(chǎn)準時制生產(chǎn)是實現(xiàn)有序標準化生產(chǎn)的有效手段。通過對預(yù)制構(gòu)件的產(chǎn)量進行適時控制，使構(gòu)件的生產(chǎn)與供給具有合理的彈性，在保證滿足訂單進度要求的同時，盡量使庫存最小，從而降低成品存儲費用。通過保證原材料的準時供應(yīng)，確保預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)線連續(xù)生產(chǎn)，降低生產(chǎn)線間斷生產(chǎn)造成的損失。預(yù)制構(gòu)件因其體積大且形狀不規(guī)則，所以搬運比較困難，準時制生產(chǎn)能夠保證同一批次的構(gòu)件在預(yù)制構(gòu)件廠連續(xù)出倉，工人可以根據(jù)裝配現(xiàn)場吊裝的先后順序直接將預(yù)制構(gòu)件合理擺放，避免二次搬運，降低倉儲和運輸費用。3.3.2精益供應(yīng)鏈管理（1）供應(yīng)商的選擇。原材料的供應(yīng)在裝配式構(gòu)件生產(chǎn)的精益供應(yīng)鏈管理中占有十分重要的地位，構(gòu)配件廠的理想狀態(tài)是與可提供大量原材料的少數(shù)優(yōu)秀可信賴供應(yīng)商合作。在確定供應(yīng)商時綜合考慮原材料的需求量、需求時間、材料的重要性等因素。同時要建立評價指標體系對供應(yīng)商的綜合生產(chǎn)能力進行評分，根據(jù)評分結(jié)果選定供應(yīng)商。（2）確定供應(yīng)商合作模式。供應(yīng)商關(guān)系模式既有西方傳統(tǒng)的以成本驅(qū)動的對抗模式，也有以日本為代表的長期合作型模式。在精益成本管理中長期合作型的伙伴式合作模式更受推崇。如可培育兩家混凝土供應(yīng)商來供應(yīng)混凝土，同時設(shè)立考核機制對一定時期內(nèi)兩家供貨的準時率、供貨質(zhì)量等情況進行考核，將考核結(jié)果進行反饋，并以考核結(jié)果作為下一周期訂貨的參考，以此激勵供應(yīng)商。對于考核不達標的供應(yīng)商，對其提出警告，并縮小訂單數(shù)量，將其列入觀察期。（3）建立BIM信息共享平臺。在預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)過程中，混凝土供應(yīng)是否及時對預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)至關(guān)重要。通過建立混凝土供應(yīng)商、構(gòu)配件廠、施工單位三方信息的BIM平臺，各方都將生產(chǎn)信息匯總于BIM信息平臺中，實現(xiàn)信息的有效及時交換。供應(yīng)商可以根據(jù)裝配現(xiàn)場的進度和構(gòu)配件廠的庫存情況，確定生產(chǎn)進度，以補充供應(yīng)防止缺貨；構(gòu)配件廠根據(jù)施工單位的信息調(diào)整生產(chǎn)進度，防止供應(yīng)不及時的情況發(fā)生。

3.4裝配式構(gòu)件精益物流成本管理

3.4.1降低構(gòu)件運輸距離目前，構(gòu)配件廠數(shù)量少且分布不均勻使得構(gòu)配件廠到裝配現(xiàn)場的距離較遠，增加了運輸費用。裝配式項目在選擇構(gòu)配件廠時要把構(gòu)件運輸距離作為重要考察指標，合理選擇距離項目較近的構(gòu)配件廠，控制預(yù)制構(gòu)件到裝配現(xiàn)場的物流運輸距離在100km以內(nèi)，以降低物流成本。3.4.2加強構(gòu)件運輸保護構(gòu)件運輸前要做好構(gòu)件防護工作，防止構(gòu)件碰撞。在運輸過程中要加強運輸環(huán)節(jié)的管理，挑選有預(yù)制構(gòu)件運輸經(jīng)驗的單位長期合作并及時向運輸司機做技術(shù)交底，確保預(yù)制構(gòu)件在運輸過程中不產(chǎn)生破損。對于出廠裝車時質(zhì)量檢查合格，但是進入裝配現(xiàn)場后質(zhì)量檢查有缺陷的預(yù)制構(gòu)件由運輸單位承擔責任。在運輸環(huán)節(jié)明確細化權(quán)責，做好構(gòu)件運輸過程中的保護工作，確保成品構(gòu)件產(chǎn)品質(zhì)量。

3.5裝配式構(gòu)件精益裝配成本管理

3.5.1最后計劃者體系最后計劃者體系改變傳統(tǒng)的管理層編制計劃推動項目實施的方式，采用“拉動式”生產(chǎn)模式，強調(diào)下級的主觀能動性。在裝配式建筑現(xiàn)場施工過程中，項目的進度、構(gòu)件吊裝、機械設(shè)備使用等主要計劃由管理層制定。項目的周計劃和日計劃由基層作業(yè)班組根據(jù)具體施工進度制定。在現(xiàn)場裝配計劃執(zhí)行過程中，基層作業(yè)班組將預(yù)制構(gòu)件吊裝過程的實際進度反饋至日計劃及周計劃，同時分析計劃實施偏差的原因，如果發(fā)現(xiàn)進度計劃不合理則及時調(diào)整日計劃和周計劃，調(diào)整后的日計劃和周計劃再反饋至主要計劃，“拉動”項目進度、構(gòu)件吊裝、機械設(shè)備使用等主要計劃的調(diào)整。基于最后計劃者體系的現(xiàn)場裝配計劃管理體系是以基層作業(yè)班組制定的詳細計劃為基礎(chǔ)?；鶎幼鳂I(yè)班組對裝配現(xiàn)場施工情況及各種資源條件的約束有充分了解，他們能夠根據(jù)現(xiàn)場裝配實際情況制定出更有執(zhí)行性、偏差較小的預(yù)制構(gòu)件裝配計劃。最后計劃者體系將生產(chǎn)模式由傳統(tǒng)“推式”改變?yōu)椤袄健?，避免產(chǎn)生窩工、進度計劃滯后等問題，可以對裝配式建筑現(xiàn)場裝配成本進行有效控制。3.5.25S現(xiàn)場施工管理在裝配式建筑施工現(xiàn)場對于預(yù)制構(gòu)件吊裝和梁柱節(jié)點現(xiàn)澆的管理是一項復(fù)雜的工作。眾多方面需要經(jīng)過有效管理使其在一定的掌控范圍內(nèi)變化，精益建造中的5S現(xiàn)場施工管理正是對裝配式建筑施工現(xiàn)場各個方面都行之有效的管理方法。3.5.3制定合理預(yù)制吊裝計劃預(yù)制構(gòu)件運輸至施工現(xiàn)場如果不能及時吊裝將會增加倉儲費用。如果將現(xiàn)場施工進度與構(gòu)件預(yù)制進度合理計劃，制定的構(gòu)件預(yù)制方案能夠高效配合現(xiàn)場裝配計劃，在吊裝前一天將本批預(yù)制構(gòu)件運至裝配施工現(xiàn)場，可以減少施工現(xiàn)場的倉儲用地和倉儲時間，降低倉儲費用，也降低預(yù)制構(gòu)件廠的倉儲費用。同時，制定合理的施工吊裝計劃可以提高吊裝效率，從而縮短吊裝設(shè)備在場時間，減少租賃費或設(shè)備使用費的支出，有助于降低裝配式建筑現(xiàn)場施工成本。

4結(jié)語

在國家大力推廣裝配式建筑的背景下，研究其相應(yīng)的成本管理方法，無疑對推動裝配式建筑發(fā)展具有實踐應(yīng)用價值。本文循著精益成本管理思想，從裝配式建筑設(shè)計、預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)、物流運輸、現(xiàn)場裝配等方面分析了裝配式建筑成本較高的成因，提出了裝配式建筑精益成本管理措施，以期有效促進裝配式建筑成本的降低，助推裝配式建筑快速發(fā)展。

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作者：申金山 華元璞 袁鳴 單位：鄭州航空工業(yè)管理學院 河南省裝配式綠色建筑工程技術(shù)研究中心