基于模塊化理論的住宅工業(yè)化發(fā)展模式研究

郭 明，王建廷(天津城建大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，天津 300384)

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基于模塊化理論的住宅工業(yè)化發(fā)展模式研究

郭 明，王建廷
(天津城建大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，天津 300384)

摘要：住宅工業(yè)化對(duì)于推進(jìn)我國(guó)新型城鎮(zhèn)化發(fā)展具有重要意義，是建筑業(yè)未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)．我國(guó)正處于住宅工業(yè)化發(fā)展的初期，傳統(tǒng)住宅產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)方式與住宅工業(yè)化的內(nèi)在要求存在矛盾，嚴(yán)重影響了住宅工業(yè)化的良性發(fā)展．本文基于模塊化的相關(guān)理論，針對(duì)住宅工業(yè)化的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，探討了基于模塊化的住宅工業(yè)化發(fā)展模式，并針對(duì)制約因素提出相應(yīng)的對(duì)策建議，以期推進(jìn)住宅工業(yè)化的健康發(fā)展．

關(guān) 鍵 詞：住宅工業(yè)化；模塊化；發(fā)展模式

伴隨新型城鎮(zhèn)化的發(fā)展、城鎮(zhèn)人口的增加和居民生活品質(zhì)的提高，對(duì)住宅的功能和質(zhì)量提出了更高要求．傳統(tǒng)的建設(shè)周期長(zhǎng)、能耗大、效率低、成本高的建造模式已難以適應(yīng)如今住宅產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，因此推進(jìn)批量化、規(guī)?；?、高質(zhì)量的住宅工業(yè)化建設(shè)模式成為必然選擇．然而，目前我國(guó)住宅工業(yè)化發(fā)展程度還較低，新型工業(yè)化體系仍處于摸索階段，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化滯后，相配套的構(gòu)件部品系列化、通用化水平低，沒(méi)有達(dá)到工業(yè)化的要求[1]．作為產(chǎn)業(yè)分工細(xì)化的產(chǎn)物，模塊化能夠有效地簡(jiǎn)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)過(guò)程[2]，借鑒這一原理，對(duì)住宅工業(yè)化進(jìn)行模塊化研究，對(duì)推進(jìn)我國(guó)住宅工業(yè)化的協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義．

1 我國(guó)住宅工業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀

改革開放30多年來(lái)，建筑業(yè)日益成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)．目前，我國(guó)每年新增建筑面積16～20億m2，已成為世界上最大的建筑市場(chǎng)，約占全球建筑市場(chǎng)總量的50%,．住宅工業(yè)化發(fā)展取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，直接進(jìn)入“第二代”和“第三代”工業(yè)化[3]，通過(guò)完善工業(yè)化體系、加強(qiáng)專業(yè)化分工來(lái)提高建筑品質(zhì)，以大批量定制，先進(jìn)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)理念及產(chǎn)品開發(fā)的個(gè)性化來(lái)強(qiáng)調(diào)建筑和諧，同時(shí)更加關(guān)注建筑工業(yè)化對(duì)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會(huì)等方面的影響，逐步實(shí)現(xiàn)可持續(xù)[4]．但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)建筑業(yè)仍主要沿用傳統(tǒng)的建造模式，住宅工業(yè)化發(fā)展尚處于起步階段，主要表現(xiàn)在以下幾方面：

1.1 缺乏標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

住宅工業(yè)化的設(shè)計(jì)不同于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于它是標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)，在完成設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)形成詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)圖．對(duì)于國(guó)際上成熟的PC裝配式住宅來(lái)說(shuō)，標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)更是主要的直接手段．目前，國(guó)內(nèi)工業(yè)化住宅項(xiàng)目規(guī)模小，標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)欠缺，無(wú)法充分考慮施工的具體工藝流程及標(biāo)準(zhǔn)化細(xì)節(jié)，與工業(yè)化住宅相配套的構(gòu)件部品還存在接口脫節(jié)、配套尺寸難以協(xié)調(diào)等問(wèn)題，導(dǎo)致將結(jié)構(gòu)、部品、設(shè)備進(jìn)行有機(jī)整合的標(biāo)準(zhǔn)化集成設(shè)計(jì)能力不足．

1.2 技術(shù)體系標(biāo)準(zhǔn)化滯后

工業(yè)化的主要問(wèn)題不在于技術(shù)本身，而是配套的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)．美國(guó)政府對(duì)于工業(yè)化住宅的設(shè)計(jì)、施工、節(jié)能、抗風(fēng)、采暖制冷以及管道系統(tǒng)等都制定了詳細(xì)標(biāo)準(zhǔn)[5]，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的配套實(shí)施促使其專業(yè)化、社會(huì)化程度高，最終工業(yè)化住宅的成本反而減少一半．引進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家或地區(qū)的先進(jìn)技術(shù)是加速我國(guó)住宅工業(yè)化發(fā)展的重要途徑，但其與國(guó)內(nèi)現(xiàn)行的建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范并不兼容．我國(guó)的模數(shù)協(xié)調(diào)多側(cè)重于房屋建筑構(gòu)配件的預(yù)制安裝，對(duì)住宅部品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)缺乏專業(yè)的應(yīng)用指導(dǎo)，使得部品設(shè)計(jì)開發(fā)的品種規(guī)格雜亂，通用性較差，標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模數(shù)化程度低[6]，同時(shí)在研發(fā)設(shè)計(jì)、預(yù)制生產(chǎn)、裝配施工、竣工驗(yàn)收和質(zhì)量評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)也存在滯后性．

1.3 整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的整合度松散

現(xiàn)澆混凝土的作業(yè)方式對(duì)于住宅工業(yè)化的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、裝配式一體化施工造成很大的阻力，僅有少數(shù)企業(yè)在探索預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)等住宅工業(yè)化結(jié)構(gòu)體系，但是能夠主導(dǎo)工業(yè)化技術(shù)創(chuàng)新的企業(yè)因推行意愿不強(qiáng)、缺乏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和共享技術(shù)資源不足等因素，在產(chǎn)業(yè)鏈中不能有效組織和協(xié)調(diào)各節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系，致使各節(jié)點(diǎn)企業(yè)不能專注于自身最擅長(zhǎng)的核心業(yè)務(wù)，競(jìng)爭(zhēng)力較低，上下游產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)之間缺乏有效的接口集成[7]，各環(huán)節(jié)僅作為相互獨(dú)立的模塊單元存在，集成組織優(yōu)勢(shì)很難真正發(fā)揮，使工業(yè)化進(jìn)程嚴(yán)重受阻．

2 模塊化是住宅工業(yè)化發(fā)展的必然選擇

2.1 模塊化理論的產(chǎn)生與衍化

最早對(duì)模塊化進(jìn)行研究的是諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)得主西蒙，他提出了系統(tǒng)具有可分解性，認(rèn)為模塊化在進(jìn)化環(huán)境中促使復(fù)雜系統(tǒng)均衡動(dòng)態(tài)地演進(jìn)，強(qiáng)調(diào)對(duì)于管理復(fù)雜系統(tǒng)的重要性[2]．自20世紀(jì)60年代，以青木昌彥為代表的經(jīng)濟(jì)學(xué)家們提出，將復(fù)雜的系統(tǒng)分拆成不同模塊，并使模塊之間通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化接口進(jìn)行信息溝通的動(dòng)態(tài)整合過(guò)程，就叫作模塊化[2]．哈佛大學(xué)鮑德溫和克拉克教授對(duì)模塊化做出了更為詳細(xì)的闡釋，即通過(guò)每個(gè)可以獨(dú)立設(shè)計(jì)的，并且能夠發(fā)揮整體作用的子系統(tǒng)模塊來(lái)構(gòu)筑復(fù)雜的系統(tǒng)[8]．同時(shí)，系統(tǒng)中具有半自律性的子模塊按照一定的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立設(shè)計(jì)與生產(chǎn)，經(jīng)由標(biāo)準(zhǔn)化組合，并隨著技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)的需求而不斷優(yōu)化升級(jí)和自主創(chuàng)新，簡(jiǎn)化系統(tǒng)的同時(shí)又組合成高效的新系統(tǒng)，進(jìn)而形成標(biāo)準(zhǔn)化意義上的多樣化系統(tǒng)．整個(gè)系統(tǒng)中始終存在著形成、衍發(fā)和完善的動(dòng)態(tài)柔性過(guò)程，最終產(chǎn)生良性競(jìng)爭(zhēng)和產(chǎn)業(yè)聚集的效果．

從最初斯密的勞動(dòng)分工到大規(guī)模生產(chǎn)的福特制，再到將彈性生產(chǎn)方式與福特制相融合的豐田模式，是產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化不斷升級(jí)的過(guò)程，也是模塊化在產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中不斷具體化和應(yīng)用的過(guò)程．學(xué)者們對(duì)模塊化的研究主要是從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過(guò)程、企業(yè)內(nèi)外組織、產(chǎn)業(yè)組織、信息系統(tǒng)及創(chuàng)新等視角展開[9-10]．如今，模塊化依然作為一種工業(yè)設(shè)計(jì)方法，在電器、儀器儀表等制造行業(yè)廣泛應(yīng)用，并擴(kuò)散到通訊設(shè)備、計(jì)算機(jī)硬件和軟件、集成電路等領(lǐng)域．然而對(duì)住宅工業(yè)化而言，模塊化是繼改變傳統(tǒng)住宅建造方式之后，推動(dòng)工業(yè)化發(fā)展的又一契機(jī)．

2.2 模塊化有力促進(jìn)整個(gè)供應(yīng)鏈的銜接

構(gòu)建完善的產(chǎn)業(yè)鏈，對(duì)推動(dòng)我國(guó)住宅產(chǎn)業(yè)向現(xiàn)代的工業(yè)化建設(shè)轉(zhuǎn)型有著重大意義．與日本、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)廣泛使用的整體式、拼裝式等先進(jìn)工業(yè)化體系相比，我國(guó)住宅工業(yè)化的供應(yīng)鏈系統(tǒng)還不成熟，生產(chǎn)效率低下．但模塊化對(duì)完整產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)建具有重要作用．

(1)住宅工業(yè)化供應(yīng)鏈系統(tǒng)的復(fù)雜性和可分解性．在研發(fā)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，各建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方可能不同，所確定的工藝也不一樣，如果缺乏標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，則很難以程序化、工業(yè)化的施工工藝來(lái)應(yīng)對(duì)復(fù)雜的建設(shè)項(xiàng)目．工業(yè)化住宅建設(shè)過(guò)程中多主體參與、多環(huán)節(jié)配合、多要素相關(guān)的特性，使其本身具有復(fù)雜性．對(duì)工業(yè)化住宅系統(tǒng)進(jìn)行模塊化分解，能夠有效地簡(jiǎn)化復(fù)雜系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程[11]．

(2)模塊之間的靈活替代性．構(gòu)成系統(tǒng)的模塊均存在各自的特點(diǎn)，彼此按照一系列接口標(biāo)準(zhǔn)完成契合．傳統(tǒng)的建造模式主要采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，人們普遍認(rèn)為預(yù)制結(jié)構(gòu)的整體性和抗震性都較差，對(duì)構(gòu)件預(yù)制生產(chǎn)的環(huán)節(jié)造成很大阻礙．但現(xiàn)澆是一次性的，一旦成型難以更改，造成太多不確定性．模塊的硬接口組合使得模塊之間連接方式、尺寸搭配、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)等組成系列化、通用化的構(gòu)造體系(見圖1)，促使在標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)上衍生出更多的部品及結(jié)構(gòu)模塊單元，保證模塊之間的靈活替代．在混凝土框架柱與框架梁預(yù)制裝配施工時(shí)，通過(guò)模塊接口的標(biāo)準(zhǔn)化節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，采取梁柱拼接節(jié)點(diǎn)與先張預(yù)應(yīng)力混凝土樓板的疊合層，共同現(xiàn)澆裝配成新的整體結(jié)構(gòu)．

圖1　接口模塊的組合框架

(3)有利于發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)．通過(guò)大規(guī)模的靈活性產(chǎn)品、批量柔性的工具設(shè)備、多結(jié)構(gòu)框架及組合協(xié)作，可以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的建筑工業(yè)化系統(tǒng)(IBS)[4]．模塊化是柔性的大規(guī)模生產(chǎn)方式，涵蓋標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，又是一種組合式設(shè)計(jì)．模塊的軟接口促使各參與方高效協(xié)作，使得各環(huán)節(jié)在有序分工、標(biāo)準(zhǔn)重組的基礎(chǔ)上重新網(wǎng)絡(luò)化整合．模塊的軟接口組合見圖1. 在運(yùn)輸及施工裝配環(huán)節(jié)，預(yù)制化構(gòu)件通常較重、體積較大，不可能像零部件一樣容易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，同時(shí)增加了施工裝配階段的難度；而對(duì)于預(yù)制化構(gòu)件企業(yè)，如果不能形成預(yù)制構(gòu)件的產(chǎn)業(yè)鏈氛圍，則無(wú)法實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，不能有效解決預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸和施工問(wèn)題．

2.3 模塊化是住宅工業(yè)化發(fā)展的客觀需求

通過(guò)模塊化的整合作用，住宅工業(yè)化供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)高效對(duì)接，整個(gè)工業(yè)化復(fù)雜系統(tǒng)的耦合度大大增強(qiáng)．

(1)各環(huán)節(jié)模塊之間的同步操作．通過(guò)事先確定的設(shè)計(jì)規(guī)則，即系統(tǒng)各子模塊共享的系統(tǒng)信息，各模塊在獨(dú)立設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的同時(shí)，產(chǎn)業(yè)鏈中的各方可以獨(dú)立并行發(fā)揮各自作用，以實(shí)現(xiàn)平行作業(yè)．如在主體結(jié)構(gòu)和管線設(shè)備同時(shí)施工時(shí)，不必?fù)?dān)心施工過(guò)程中的水電管線等設(shè)備與主體結(jié)構(gòu)的沖突而導(dǎo)致工期延誤、施工效率降低等問(wèn)題的發(fā)生．

(2)系統(tǒng)需求的多樣化．模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)都是即插即用的模塊，工業(yè)化住宅更新只需要對(duì)系統(tǒng)的局部模塊進(jìn)行更新．模塊化能夠完美地解決標(biāo)準(zhǔn)化與個(gè)性化的矛盾，標(biāo)準(zhǔn)化模塊被組裝后，仍可以根據(jù)業(yè)主的定制要求，在模塊組裝企業(yè)或下游環(huán)節(jié)進(jìn)行再拼裝，迅速地創(chuàng)建不同需求的住宅產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)真正意義上的多樣化．

圖2　基于產(chǎn)品壽命周期的模塊化分解與整合

(3)實(shí)現(xiàn)住宅產(chǎn)業(yè)化可持續(xù)發(fā)展的有效途徑．首先，模塊的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了施工過(guò)程，最大限度地利用土地，降低環(huán)境污染；其次，生產(chǎn)的模塊化可以靈活分解、組合，實(shí)現(xiàn)快速、優(yōu)質(zhì)、低耗、環(huán)保的規(guī)模生產(chǎn)；再次，模塊的接口組合有助于實(shí)現(xiàn)住宅生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)一體化及整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的有機(jī)銜接，減少各環(huán)節(jié)間的不協(xié)調(diào)，防止資源重復(fù)浪費(fèi)；最后，模塊的集群、協(xié)作效應(yīng)促使住宅協(xié)作服務(wù)社會(huì)化，以專業(yè)分工、聯(lián)合生產(chǎn)、規(guī)模集聚保持生產(chǎn)的連續(xù)性和均衡性，減少環(huán)境污染，提高材料及能源的利用率[12]．

3 住宅工業(yè)化模塊化發(fā)展的模式設(shè)計(jì)

3.1 基于住宅工業(yè)化產(chǎn)品對(duì)象的模塊化分工

3.1.1 基于產(chǎn)品壽命周期的模塊化分解

住宅工業(yè)化的分工需要社會(huì)化、行業(yè)化，每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都必須協(xié)作化、專業(yè)化，將住宅工業(yè)化的各種部品構(gòu)件落實(shí)到產(chǎn)業(yè)鏈節(jié)點(diǎn)上，做到術(shù)業(yè)有專攻，才能有集群和規(guī)模效應(yīng)．模塊化可以將一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)分解成若干具有特定的功能的模塊，便于獨(dú)立發(fā)揮效用；還可以經(jīng)由分解的獨(dú)立模塊進(jìn)行組合，形成新的模塊[11]，以更好地實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的功能．工業(yè)化住宅的模塊化分解與整合的架構(gòu)如圖2所示．經(jīng)過(guò)模塊化分工，系統(tǒng)被分解成研發(fā)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造、施工裝配等獨(dú)立的單元模塊，他們按照一定的規(guī)則，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的界面結(jié)構(gòu)與其他功能的半自律子系統(tǒng)相聯(lián)系，從而構(gòu)成更加復(fù)雜的系統(tǒng)．

圖2中的設(shè)計(jì)規(guī)則主要包括模塊化設(shè)計(jì)的參數(shù)結(jié)構(gòu)體系和市場(chǎng)情況等參考準(zhǔn)則．單元模塊再分解，形成具有獨(dú)立的子單元模塊，這些子單元模塊都符合一定的模數(shù)制，可以按照模塊化的硬接口自由靈活地組合．設(shè)計(jì)規(guī)則是標(biāo)準(zhǔn)化的界面，是工業(yè)化分工的標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)；設(shè)計(jì)反饋是子模塊單元演化過(guò)程中反映的糅合度信息，系統(tǒng)會(huì)將這些信息進(jìn)行篩選，不斷更新現(xiàn)有的設(shè)計(jì)規(guī)則．

3.1.2 基于產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的模塊化分工

按照住宅工業(yè)化不同的建造階段，可分為基礎(chǔ)階段、主體階段、裝修階段及配套階段．每一階段都有對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與施工單位．通過(guò)模塊化，住宅工業(yè)化的四個(gè)階段被模塊化，每一個(gè)階段模塊又包括各自的子模塊，模塊與模塊之間緊密配合，模塊關(guān)系見圖3．比如處于基礎(chǔ)階段的設(shè)計(jì)模塊，不僅要處理好本階段(縱向)的生產(chǎn)和施工模塊，還要關(guān)注不同階段(橫向)設(shè)計(jì)模塊的信息交流，甚至對(duì)不同階段(交叉)的生產(chǎn)、施工模塊加以考慮，以實(shí)現(xiàn)全周期供應(yīng)鏈的高效對(duì)接．

圖3　基于產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的模塊化分解

3.2 培育系統(tǒng)集成商與模塊供應(yīng)商

按照模塊化分工，產(chǎn)業(yè)內(nèi)的組織模塊劃分為系統(tǒng)集成商和模塊供應(yīng)商兩類：前者負(fù)責(zé)“看得見的設(shè)計(jì)規(guī)則”的系統(tǒng)信息的制定；后者則在遵守“看得見的設(shè)計(jì)規(guī)則”下，專職于個(gè)體“看不見的設(shè)計(jì)規(guī)則”的設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)模塊化[13]．通過(guò)擁有模塊的隱形信息，即具有模塊設(shè)計(jì)或制造所要求的專長(zhǎng)，從而準(zhǔn)確把握系統(tǒng)集成商的設(shè)計(jì)意圖．系統(tǒng)集成商在承擔(dān)內(nèi)部管理的同時(shí)，還扮演系統(tǒng)設(shè)計(jì)師的角色，負(fù)責(zé)制定主導(dǎo)規(guī)則，協(xié)調(diào)整個(gè)模塊化組織的運(yùn)作；而模塊供應(yīng)商可以不必獨(dú)立完成復(fù)雜產(chǎn)品所有部件的研發(fā)生產(chǎn)，他們往往擁有自己的核心能力，為不同的系統(tǒng)集成商提供服務(wù)，可以承擔(dān)不同產(chǎn)品所需的同一類制造模塊．系統(tǒng)集成商逐步獲得大批量模塊生產(chǎn)的規(guī)模優(yōu)勢(shì)，大大降低生產(chǎn)成本，達(dá)到市場(chǎng)推廣的目的．可以想象，經(jīng)過(guò)引領(lǐng)發(fā)揮萬(wàn)科等系統(tǒng)集成商的積極性，整合產(chǎn)業(yè)鏈上下游包括規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、安裝、部品及監(jiān)理環(huán)節(jié)在內(nèi)的核心模塊供應(yīng)商，加強(qiáng)聯(lián)盟協(xié)作，就能夠啟動(dòng)住宅工業(yè)化發(fā)展的大勢(shì)[14]．

3.3 設(shè)計(jì)規(guī)則與生產(chǎn)模塊完成契合

設(shè)計(jì)層次中位于較低層次的隱形模塊能不斷地進(jìn)化發(fā)展，促進(jìn)各模塊相互創(chuàng)新地替代，而隱形模塊之間的聯(lián)系是通過(guò)明確的設(shè)計(jì)規(guī)則確立的．在明確設(shè)計(jì)規(guī)則的約束下，模塊間遵循共同的接口組合標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)生產(chǎn)模塊進(jìn)行合并、拆分、歸納或功能優(yōu)化等模塊化操作，從而簡(jiǎn)化模塊間的協(xié)調(diào)，也有利于建立一個(gè)彈性、迅捷、高效的組織系統(tǒng)[15]．

各環(huán)節(jié)由于設(shè)計(jì)規(guī)則實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)模塊的耦合而銜接緊密，整個(gè)供應(yīng)鏈逐步形成高度柔性化、專業(yè)化分工的模塊化網(wǎng)絡(luò)生產(chǎn)模式，其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)技術(shù)、條件發(fā)生變化，其他生產(chǎn)模塊無(wú)須做出重大調(diào)整，只須摒棄低效率的生產(chǎn)模塊，添加與之相匹配的高效率生產(chǎn)模塊，就足以保證整個(gè)工業(yè)化住宅的產(chǎn)業(yè)鏈高效運(yùn)行．如在設(shè)計(jì)階段，可能會(huì)忽略電氣和設(shè)備詳細(xì)的設(shè)計(jì)信息，返工、反復(fù)測(cè)評(píng)、反復(fù)設(shè)計(jì)和施工過(guò)程控制不嚴(yán)等不利情況的發(fā)生，使得SI住宅(即骨架結(jié)構(gòu)和分離填充體)中的骨架結(jié)構(gòu)偏離設(shè)計(jì)預(yù)期，此時(shí)僅須更新發(fā)生沖突的電氣或設(shè)備構(gòu)件[16]．

3.4 功能分析與系統(tǒng)模塊形成

生產(chǎn)的模塊化有效解決了產(chǎn)業(yè)細(xì)微化和供應(yīng)鏈深度分解所帶來(lái)的復(fù)雜性問(wèn)題[13]．通過(guò)分析、定位不同模塊的用途和功能，模塊供應(yīng)商可以結(jié)合自己的優(yōu)勢(shì)對(duì)其中一種或多種部品、構(gòu)件實(shí)現(xiàn)“各個(gè)擊破”，使得原來(lái)生產(chǎn)工藝的連貫性被重新整合成新型的生產(chǎn)方式，在新的接口標(biāo)準(zhǔn)下會(huì)形成若干不同規(guī)模的專業(yè)化生產(chǎn)模塊；系統(tǒng)集成商對(duì)生產(chǎn)模塊進(jìn)行再集成，最終形成工業(yè)化住宅的模塊化系統(tǒng)．系統(tǒng)模塊形成的概念框架見圖4．

3.5 建立高效的信息技術(shù)集成平臺(tái)

住宅工業(yè)化的標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化、集約化發(fā)展只有基于信息化技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)．通過(guò)搭建信息技術(shù)集成平臺(tái)，供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)能夠共享平臺(tái)的信息，確保模塊的匹配、系統(tǒng)的整合．在設(shè)計(jì)階段，利用建筑信息模型(building information modeling，簡(jiǎn)稱BIM)技術(shù)可以很好地對(duì)各專業(yè)工程師的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行協(xié)調(diào)，對(duì)方案的可施工度和施工進(jìn)度進(jìn)行模擬，解決施工碰撞等問(wèn)題；在施工階段，利用非接觸自動(dòng)識(shí)別技術(shù)(radio frequency identification，簡(jiǎn)稱RFID)，將BIM與RFID配合使用，實(shí)現(xiàn)對(duì)構(gòu)件質(zhì)量的動(dòng)態(tài)檢測(cè)和追蹤控制[17]．

圖4　系統(tǒng)模塊形成的概念框架

4 推進(jìn)住宅工業(yè)化模塊化發(fā)展的對(duì)策建議

4.1 構(gòu)建與模塊化配套的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)體系

首先，要大力發(fā)展通用住宅部品，逐步形成系列開發(fā)、規(guī)模生產(chǎn)、配套供應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化住宅部品體系；其次，完善基本模數(shù)制度，奠定標(biāo)準(zhǔn)化模數(shù)協(xié)調(diào)基礎(chǔ)；最后，我國(guó)要建立基于住宅設(shè)計(jì)、構(gòu)件部品生產(chǎn)、現(xiàn)場(chǎng)施工裝配等全壽命周期的系統(tǒng)化、多層次、全覆蓋的工業(yè)化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)架．

4.2 積極推進(jìn)工程管理體制改革

加快推行設(shè)計(jì)施工一體化，加強(qiáng)設(shè)計(jì)與施工階段的集成；培育一批產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高，帶動(dòng)能力強(qiáng)，集設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工于一體的龍頭企業(yè)和產(chǎn)業(yè)鏈重點(diǎn)企業(yè)，使之成為國(guó)家住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化基地；同時(shí)引導(dǎo)兼具住宅設(shè)計(jì)、產(chǎn)品部品生產(chǎn)和施工的企業(yè)，優(yōu)先承擔(dān)住宅工業(yè)現(xiàn)代化示范工程．

4.3 制定相關(guān)的激勵(lì)政策

住宅工業(yè)化前期研發(fā)投入高，平均成本較高，初期很難形成規(guī)模效應(yīng)．因此，政府應(yīng)制定相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)扶持政策和稅費(fèi)優(yōu)惠政策等，以此推動(dòng)住宅工業(yè)化的發(fā)展．具體的扶持政策和優(yōu)惠制度包括研發(fā)經(jīng)費(fèi)補(bǔ)貼、稅收減免、貼息貸款等財(cái)政金融政策，也包括建筑面積、容積率或建筑高度限制等方面的非財(cái)政優(yōu)惠政策，還可以通過(guò)縮短工業(yè)化項(xiàng)目的審批周期、對(duì)報(bào)批報(bào)建等程序開辟綠色通道、提高行政審批效率等方式對(duì)企業(yè)進(jìn)行激勵(lì)[18]．

4.4 模塊化發(fā)展的流程再造

我國(guó)住宅工業(yè)化發(fā)展應(yīng)以頂層制度設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，以扶持激勵(lì)政策為龍頭，以技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為支撐，通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工等各環(huán)節(jié)的協(xié)作化，實(shí)現(xiàn)整個(gè)行業(yè)的社會(huì)化大生產(chǎn)．其核心內(nèi)容是標(biāo)準(zhǔn)體系的完善、信息技術(shù)集成平臺(tái)的建立及模塊化技術(shù)的應(yīng)用．住宅工業(yè)化發(fā)展的模塊化框架如圖5所示．其中，政策和標(biāo)準(zhǔn)是基礎(chǔ)，信息集成是平臺(tái)，研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、施工裝配等模塊是技術(shù)支撐．相信模塊化理論應(yīng)用于住宅工業(yè)化發(fā)展，將進(jìn)一步促進(jìn)工業(yè)化住宅供應(yīng)鏈中各環(huán)節(jié)模塊緊密銜接，形成大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)集群，推動(dòng)住宅工業(yè)化的快速發(fā)展．

圖5　住宅工業(yè)化模塊化發(fā)展流程

參考文獻(xiàn)：

［1］ 賀靈童，陳 艷. 建筑工業(yè)化的現(xiàn)在與未來(lái)[J]. 工程質(zhì)量，2013(2)：1-8.

［2］ 芮明杰，李 想. 網(wǎng)絡(luò)狀產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)造與運(yùn)行：基于模塊化分工和知識(shí)創(chuàng)新的研究[M]. 上海：上海人民出版社，2009：63-79.

［3］ 紀(jì)穎波. 我國(guó)住宅新型建筑工業(yè)化生產(chǎn)方式研究[J].住宅產(chǎn)業(yè)，2011(6)：7-12.

［4］ ZABIHI H，HABIB F，MIRSAEEDIE L. Definitions，concepts and new directions in industrialized building systems(IBS)[J]. KSCE Journal of Civil Engineering，2013，17(6)：1,199-1,205.

［5］ 張 珺. 國(guó)際住宅工業(yè)化研究的現(xiàn)狀分析[J]. 現(xiàn)代建設(shè)，2011(6)：30-31.

［6］ 武 振. 住宅工業(yè)化建造發(fā)展存在問(wèn)題及對(duì)策研究[J]. 建筑經(jīng)濟(jì)，2013(8)：5-8.

［7］ 彭中文，黃玉妃，李海海. 技術(shù)主導(dǎo)型產(chǎn)業(yè)鏈縱向關(guān)系治理模式研究[J]. 科技進(jìn)步與對(duì)策，2014，31(13)：5-8.

［8］ BALDWIN C Y，CLARK K B. Managing age of modularity[J]. Harvard Business Review，1997，75(5)：84-93.

［9］ 徐雙慶，陳學(xué)光，李 晶. 國(guó)內(nèi)外模塊化理論研究綜述[J]. 科技管理研究，2008(9)：179-201.

［10］ 袁清瑞，李安勇. 模塊化理論的適用范圍、界限及其超越問(wèn)題探討[J]. 外國(guó)經(jīng)濟(jì)與管理，2009(10)：23-32.

［11］ 青木昌彥，安藤晴彥. 模塊時(shí)代：新產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的本質(zhì)[M]. 周國(guó)榮，譯. 上海：上海遠(yuǎn)東出版社，2003：10-29.

［12］ 王建廷，李迎迎. 我國(guó)住宅產(chǎn)業(yè)化綠色發(fā)展路徑研究[J]. 科技進(jìn)步與對(duì)策，2010，27(19)：12-15.

［13］ 李世杰，李 凱. 產(chǎn)業(yè)集群的結(jié)構(gòu)本質(zhì)：模塊化耦合[J]. 學(xué)習(xí)與實(shí)踐，2010(6)：11-18.

［14］ 喬為國(guó). 新興產(chǎn)業(yè)啟動(dòng)條件與政策設(shè)計(jì)初探：基于工業(yè)化住宅產(chǎn)業(yè)的研究[J]. 科學(xué)學(xué)與科學(xué)技術(shù)管理，2012，33(5)：90-95.

［15］ 苗建軍，曹江濤，孫 劍. 模塊網(wǎng)絡(luò)：產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展的新階段[J]. 科技進(jìn)步與對(duì)策，2008，25(1)：57-59.

［16］ FAN Yue，ANDO M，SAIGO T. A feasible system of infill supply for urban housing in China[J]. Journal of Asian Architecture and Building Engineering，2006，5(2)：261-267.

［17］ 孫凌志，王克青. 我國(guó)建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展模式研究[J]. 施工技術(shù)，2013(22)：16-18.

［18］ 孫 劍，蘇少華. 推動(dòng)保障性住宅建筑工業(yè)化的探討[J]. 改革與戰(zhàn)略，2012(6)：196-218.

經(jīng)濟(jì)與管理

Research on the Development Mode of Housing Industrialization Based on Modular Theory

GUO Ming，WANG Jianting
(School of Economics and Management，TCU，Tianjin 300384，China)

Abstract：Housing industrialization makes an important significance for promoting the development of new urbanization, being an inevitable trend of future development of construction industry. Our country is in an initial stage of the development of housing industrialization, and there is a contradiction between the traditional mode of production and housing industrialization, affecting healthy development of housing industrialization seriously. Based on the relevant theory of modularization, the author aims at the reality problems in residential industrialization, and discusses the modularized development mode of housing industrialization, putting forward the corresponding countermeasures and suggestions to contribute the healthy development of housing industrialization.

Key words：housing industrialization；modularization；development mode

通訊作者：王建廷(1960—)，男，教授，博士，從事綠色建筑技術(shù)集成與評(píng)價(jià)技術(shù)、綠色建筑運(yùn)營(yíng)管理等研究．E-mail：wjt@tcu.edu.cn

作者簡(jiǎn)介：郭 明（1988—），男，河南新鄉(xiāng)人，天津城建大學(xué)碩士生.

基金項(xiàng)目：國(guó)家“十三五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2013BAJ09B00)

收稿日期：2015-05-12；

修訂日期：2015-06-20

中圖分類號(hào)：F293.3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：2095-719X(2016)01-0048-06