基于SLP的J商辦樓項(xiàng)目平面布置改善研究

袁貴鵬 陸志強(qiáng)

（同濟(jì)大學(xué) 機(jī)械與能源工程學(xué)院 上海201804）

A公司是全國建筑施工企業(yè)的領(lǐng)先單位，是世界500強(qiáng)企業(yè)，創(chuàng)始于1952年，是國家住建部頒發(fā)的建筑工程施工總承包特級資質(zhì)企業(yè)，國內(nèi)經(jīng)營區(qū)域包括長三角、珠三角、中部、京津環(huán)渤海灣、西南、西北等區(qū)域，海外區(qū)域包括東南亞、非洲、中東、中亞等地。

隨著近些年城市化的快速發(fā)展，目前建設(shè)企業(yè)進(jìn)入了瓶頸期，新建與改建的項(xiàng)目減少，加大了行業(yè)內(nèi)部的競爭力，使得行業(yè)制造利潤下降，企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益不斷降低，如何運(yùn)用現(xiàn)代化的管理手段來進(jìn)行傳統(tǒng)建造行業(yè)的改善，利用高效的管理手段提高生產(chǎn)效率，提升企業(yè)的核心競爭力是目前施工企業(yè)最為關(guān)注的問題。針對上述問題，本文通過選取A公司承辦的J商業(yè)辦公樓作業(yè)研究對象，運(yùn)用系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)（system layout planning，SLP）的方法對現(xiàn)場平面進(jìn)行改善研究，通過縮短作業(yè)單位的運(yùn)輸距離，降低運(yùn)輸成本，減少現(xiàn)場二次搬運(yùn)等方式減少工期損耗與成本增加。

SLP是由美國設(shè)計(jì)代表人物Richard Muther于1961年提出的[1]，最初，是運(yùn)用于工廠內(nèi)的布局生產(chǎn)。本文基于此方法，按照生產(chǎn)功能進(jìn)行施工場地內(nèi)的主要堆場及倉庫等作業(yè)單位的劃分，并對各單位進(jìn)行物流與非物流關(guān)系分析，得到單位密切關(guān)系表，然后確定作業(yè)單位的位置與距離，最后對各個方案進(jìn)行評估比選，從而完成施工區(qū)域的布局設(shè)計(jì)。

1 SLP應(yīng)用案例分析

1.1 項(xiàng)目概況

J商業(yè)辦公樓是A公司承建的地下3層、地上9層的5棟單體鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目，占地面積約為22000 m2，周邊路網(wǎng)密集，交通組織復(fù)雜。

本工程項(xiàng)目體量大，場地四周緊鄰住宅區(qū)與市政道路，周邊場地狹小，同時本項(xiàng)目是大型鋼結(jié)構(gòu)工程，涉及到的專業(yè)分包隊(duì)伍眾多，如何在保證工程質(zhì)量和低成本建造的前提下，有序地組織現(xiàn)場施工，按期完成竣工驗(yàn)收及交付，正是整個項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)所需解決的問題。項(xiàng)目效果如圖1、圖2所示。

項(xiàng)目建造過程中，各專業(yè)團(tuán)隊(duì)穿插施工，現(xiàn)場組織協(xié)調(diào)難度大，建造風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)大幅提升，同時項(xiàng)目現(xiàn)場施工場地狹小，導(dǎo)致材料堆放場地難以布置，材料多次搬運(yùn)造成成本增加。

1.2 存在問題分析

施工現(xiàn)場平面布置往往是管理人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行平面設(shè)計(jì)，缺乏系統(tǒng)化平面管理的支持[2]，因此現(xiàn)場平面規(guī)劃出現(xiàn)雜亂的現(xiàn)象，現(xiàn)場平面布置圖如圖3所示。

為了更加直觀地體現(xiàn)現(xiàn)場各功能區(qū)的位置關(guān)系，對現(xiàn)場一些不重要的堆場、加工場進(jìn)行忽略，主要體現(xiàn)場地內(nèi)重要位置區(qū)域的關(guān)系，如圖4所示。

對重要單位的位置關(guān)系進(jìn)行分析，現(xiàn)場主要存在以下的幾點(diǎn)問題：

(1)各材料堆場與加工場之間的位置布置較遠(yuǎn)，現(xiàn)場布置人員僅考慮原材料堆場的位置關(guān)系,忽略了加工場與原材料堆場的密切關(guān)系；

(2)材料倉庫布置于場地角落，雖在一定程度上緩解現(xiàn)場的交通組織問題，但加大了材料倉庫的運(yùn)輸距離，增加搬運(yùn)成本；

(3)材料堆場布置在角落位置，加大了材料運(yùn)輸成本，依靠人工與機(jī)械短駁，容易造成工期延誤；

(4)各材料堆場混合擺放，導(dǎo)致場地內(nèi)交通組織混亂，模板、鋼筋、砌體等材料造成的建筑垃圾，無分包單位清理，污染環(huán)境。

本文運(yùn)用SLP（系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)）的技術(shù)對現(xiàn)場材料堆場進(jìn)行調(diào)整規(guī)劃，減少資源浪費(fèi)以及因二次搬運(yùn)造成的成本增加。運(yùn)用項(xiàng)目管理改善技術(shù)，提高現(xiàn)場施工生產(chǎn)進(jìn)度，降低施工作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，減少施工搬運(yùn)成本，提高整個項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。

2 基于SLP方法的平面布置

2.1 功能區(qū)劃分

首先，我們選擇現(xiàn)場較為重要的10個劃分部分，分別為：鋼筋原材、鋼筋加工、模板原材、模板加工、砌體堆場、鋼構(gòu)堆場、危險(xiǎn)品倉庫、材料倉庫、標(biāo)養(yǎng)室、施工場地，各自功能如表1所示[3]。

表1 施工區(qū)域劃分表

2.2 物流關(guān)系分析

SLP方法對各單位作業(yè)之間的物流強(qiáng)度是按照等級進(jìn)行劃分的,各作業(yè)單位之間流動越頻繁，物流強(qiáng)度等級也就越高，根據(jù)各作業(yè)單位物流強(qiáng)度的大小，用物流強(qiáng)度符號A、E、I、O、U[4]由高至低來表示。對于物流強(qiáng)度高的作業(yè)單位，要盡量減少其搬運(yùn)的距離，降低由此產(chǎn)生的二次搬運(yùn)費(fèi)用。根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況，結(jié)合平面布置圖，對各個作業(yè)單位的流動進(jìn)行記錄，得到各個作業(yè)單位的物流強(qiáng)度關(guān)系如圖5所示。

2.3 非物流關(guān)系分析

現(xiàn)場各作業(yè)單位除了考慮物流因素，還要對各個作業(yè)單位的密切關(guān)系進(jìn)行調(diào)查，對于物流影響較大的單位，考慮物流因素。對于那些基本不受物流影響或者影響較小的單位，要按照各作業(yè)單位之間的密切關(guān)系進(jìn)行劃分[5]，也用關(guān)系密切符號A、E、I、O、U來進(jìn)行表示。對于關(guān)系密切的作業(yè)單位，應(yīng)該靠近布置，減少搬運(yùn)距離。

2.4 綜合關(guān)系分析

根據(jù)系統(tǒng)平面布置的特點(diǎn)，現(xiàn)場在進(jìn)行平面規(guī)劃的過程中，既需要考慮各作業(yè)單位之間的物流關(guān)系，同時也要考慮各單位之間的密切程度。因此根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，確定該商業(yè)辦公樓項(xiàng)目的物流關(guān)系與非物流關(guān)系的相互權(quán)重比值為3:1，同時規(guī)定關(guān)系符號A、E、I、O、U進(jìn)行量化規(guī)定，A為4分、E為3分、I為2分、O為1分、U為0分[6]。按照上述規(guī)定的內(nèi)容，將現(xiàn)場主要作業(yè)單位的關(guān)系進(jìn)行分析，得到各作業(yè)單位綜合分析表，如表2所示。

表2 綜合關(guān)系評分表

接上表

由于各作業(yè)單位之間的物流強(qiáng)度與密切關(guān)系不同，根據(jù)綜合關(guān)系評分表的分?jǐn)?shù)，對作業(yè)單位之間的等級進(jìn)行重新劃分，用關(guān)系符號A、E、I、O、U進(jìn)行規(guī)定，得到作業(yè)單位之間的關(guān)系等級，如表3所示。

表3 綜合關(guān)系等級劃分表

考慮到現(xiàn)場堆場的大小并不固定，本文對各功能區(qū)的占地面積不作規(guī)定，并且SLP方法在最初的設(shè)計(jì)流程中對每個作業(yè)單位的面積也是不作考慮的，只是考慮各個作業(yè)單位之間的關(guān)系，也就是僅考慮相互之間的物流與非物流之間的關(guān)系，作業(yè)單位得分越高的，證明其在場地的占比越重要，越要占據(jù)核心位置，對于評分較低的作業(yè)單位，可以考慮將其布置在較遠(yuǎn)的區(qū)域。根據(jù)所得的位置關(guān)系，建立作業(yè)位置關(guān)系矩陣表，如表4所示。

表4 作業(yè)單位相互關(guān)系矩陣表

從作業(yè)單位矩陣表可以看出，施工區(qū)域是項(xiàng)目的核心區(qū)域，所有的作業(yè)單位都與其有著極大的相關(guān)性與流動性。其次材料倉庫評分也較高，考慮到零星材料在施工過程的重復(fù)使用，因此材料倉庫應(yīng)布置在與各作業(yè)單位較近的位置。鋼筋原材、木方原材等材料堆場評分僅次之，因此各材料堆場也應(yīng)布置在里核心區(qū)域較近的位置處，其余的材料加工場、養(yǎng)護(hù)室可以布置在相對偏僻的區(qū)域。

3 SLP的項(xiàng)目平面布置改善方案

針對現(xiàn)場平面設(shè)計(jì)存在的一些問題，對現(xiàn)場材料以及加工場地進(jìn)行了改善研究[7]，改善后的各單位位置平面布置圖如圖7所示。

(1)首先調(diào)整相互關(guān)系密切的原材料堆場與加工場地的位置，將原材場地與加工場地就近布置，減少兩者的搬運(yùn)距離；

(2)其次各種材料堆場，包括鋼筋原材、模板原材、砌體堆場、鋼構(gòu)堆場重新調(diào)整布局位置，堆場放置在離施工核心區(qū)更近處，減少材料與施工區(qū)的運(yùn)輸距離；

(3)然后調(diào)整各個角落的倉庫、養(yǎng)護(hù)室的位置，將其布置到場內(nèi)道路中部區(qū)域，在一定程度上減少運(yùn)輸距離；

(4)最后，考慮到材料倉庫在整個場地內(nèi)部的特殊性，材料倉庫中的零星材料在各個階段，與各個材料堆場以及施工區(qū)域都有著密切的關(guān)系，因此將材料倉庫布置在東側(cè)中部區(qū)域，縮短材料倉庫與其他作業(yè)單位之間的距離，減少二次搬運(yùn)的成本。

4 改善效果評價(jià)

為了檢測優(yōu)化后的場地平面設(shè)計(jì)的效果，我們將優(yōu)化前與優(yōu)化后場地內(nèi)存在運(yùn)輸?shù)淖鳂I(yè)單位之間的位置距離進(jìn)行測量，檢測其在改善后綜合距離是否發(fā)生了改善。各作業(yè)單位之間的距離采用中心距，即測量兩個作業(yè)單位中心位置之間的距離，如果同種作業(yè)單位存在多個，則進(jìn)行累加處理。首先，對原來施工平面布置的作業(yè)單位之間的距離進(jìn)行測量，主要按照物的移動距離作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測定，得出距離矩陣，如表5所示。其次，按照SLP平面布置設(shè)計(jì)理論得到新的平面布局，然后進(jìn)項(xiàng)同樣的距離測定，得到新布局的距離矩陣，如表6所示。對比現(xiàn)有的布局與新的布局，進(jìn)而評估新布局是否有所改善[8]。

表5 優(yōu)化前施工場地布局矩陣表

表6 優(yōu)化后施工場地布局矩陣表

接上表

從上面優(yōu)化前與優(yōu)化后的距離矩陣表中，可以清晰地對比出，優(yōu)化前整個距離矩陣的累計(jì)值是7840，優(yōu)化后距離矩陣的累計(jì)值為5780，相較于原布局矩陣，優(yōu)化后距離降低了2060。因此，運(yùn)用SLP理論對施工平面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)是具有可行性的，并且確實(shí)起到了優(yōu)化的效果。

5 結(jié)語

本文通過運(yùn)用工業(yè)工程中的平面布置設(shè)計(jì)理論進(jìn)行施工區(qū)域的平面布置改善，我們可以看出，SLP（系統(tǒng)平面布置）是通過確定各功能區(qū)之間的綜合關(guān)系，通過系統(tǒng)化的布置，進(jìn)行各功能區(qū)的位置改善。運(yùn)用SLP方法進(jìn)行J商業(yè)辦公樓的項(xiàng)目平面設(shè)計(jì)，有效地縮短了場地內(nèi)的搬運(yùn)距離，避免現(xiàn)場交叉施工作業(yè)產(chǎn)生的混亂，減少二次搬運(yùn)，降低了運(yùn)輸成本，提高了生產(chǎn)效率。隨著現(xiàn)代化制造的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)建造施工行業(yè)也應(yīng)與日俱新，引進(jìn)先進(jìn)的施工管理方法，將IE理論運(yùn)用到傳統(tǒng)建造業(yè)當(dāng)中，提升精細(xì)化管理水平，必將是現(xiàn)代化企業(yè)發(fā)展的核心要義[9]。