裝配式建筑預(yù)制供應(yīng)鏈管理核心工作網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建

張趙鑫

華僑大學(xué)土木工程學(xué)院，福建 廈門(mén) 361021

作為近年來(lái)國(guó)家大力推行綠色建筑和建筑工業(yè)化的重要組成部分，裝配式建筑得到了進(jìn)一步發(fā)展，以促進(jìn)傳統(tǒng)建筑業(yè)早日實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)。裝配式建筑出現(xiàn)已有幾十年，在技術(shù)上已經(jīng)較為成熟，而隨著供應(yīng)鏈理念在各個(gè)行業(yè)的普及，學(xué)術(shù)界和業(yè)界也將研究的焦點(diǎn)轉(zhuǎn)移到裝配式建筑建造過(guò)程的管理層面。其建造管理過(guò)程涉及構(gòu)件生產(chǎn)、物流運(yùn)輸和現(xiàn)場(chǎng)裝配三個(gè)不同調(diào)度階段，每個(gè)階段包含一定數(shù)量且具有邏輯關(guān)系的工作內(nèi)容，在實(shí)踐中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)主次工作不清、任務(wù)相互牽制、資源分配不合理等現(xiàn)象，最終導(dǎo)致裝配式建筑工程普遍出現(xiàn)低收益、超期、超預(yù)算局面［1］。在國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家，裝配式建筑從生產(chǎn)到裝配完成是一條完整的產(chǎn)業(yè)鏈過(guò)程，稱(chēng)為裝配式建筑預(yù)制供應(yīng)鏈（以下簡(jiǎn)稱(chēng)預(yù)制供應(yīng)鏈）。管理人員通過(guò)對(duì)預(yù)制供應(yīng)鏈上的各項(xiàng)工作進(jìn)行合理安排與資源分配，從而提高了整個(gè)裝配式建筑項(xiàng)目的績(jī)效，對(duì)我國(guó)發(fā)展完善裝配式建筑產(chǎn)業(yè)起到良好的借鑒作用。

提高預(yù)制供應(yīng)鏈管理效率的基礎(chǔ)是識(shí)別整條預(yù)制供應(yīng)鏈上所包含的核心工作（工藝）任務(wù)，核心工作（工藝）需要被優(yōu)先執(zhí)行或分配資源，才能避免成本和工期浪費(fèi)。因此有必要基于WBS（Work Breakdown Structure）對(duì)預(yù)制構(gòu)件從訂單下達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)裝配完成這一過(guò)程進(jìn)行分解，在了解每項(xiàng)工作（工藝）特點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行歸納和整合，建立預(yù)制供應(yīng)鏈管理的核心工作網(wǎng)絡(luò)模型，為預(yù)制供應(yīng)鏈管理工作提供依據(jù)。

1 預(yù)制供應(yīng)鏈管理

預(yù)制供應(yīng)鏈將傳統(tǒng)制造業(yè)供應(yīng)鏈理念引入裝配式建筑產(chǎn)業(yè)中。廣義的裝配式建筑供應(yīng)鏈管理所涉及主體和內(nèi)容眾多，包括從開(kāi)發(fā)商委托設(shè)計(jì)方設(shè)計(jì)、生產(chǎn)商接受訂單生產(chǎn)、配送運(yùn)輸、施工方按圖裝配施工、交付業(yè)主運(yùn)營(yíng)直至項(xiàng)目壽命周期結(jié)束等。其中預(yù)制構(gòu)件是裝配式建筑的基本元素，貫穿于整個(gè)裝配式建筑建造全過(guò)程，它的出現(xiàn)將項(xiàng)目施工過(guò)程的某些階段在時(shí)間上提前，在空間上轉(zhuǎn)移到預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠(chǎng)內(nèi)，在工藝上由裝配施工代替?zhèn)鹘y(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)澆筑。同我們區(qū)分廣義和狹義的工程管理定義一樣，狹義的預(yù)制供應(yīng)鏈管理即裝配式建筑項(xiàng)目中預(yù)制構(gòu)件的“施工階段”，這個(gè)“施工階段”不僅指現(xiàn)場(chǎng)的裝配施工，而是包括傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)施工工作內(nèi)容但在裝配式建筑項(xiàng)目中表現(xiàn)為分布在不同時(shí)間和空間維度上的構(gòu)件生產(chǎn)、運(yùn)輸配送、現(xiàn)場(chǎng)裝配環(huán)節(jié)。同時(shí)它又不同于制造業(yè)供應(yīng)鏈管理，具有建筑業(yè)獨(dú)有的特點(diǎn)和要求。

對(duì)預(yù)制供應(yīng)鏈上的各方參與者來(lái)說(shuō)，成本和工期是最主要的兩大管理目標(biāo)，而目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)建立在對(duì)全過(guò)程各項(xiàng)工作（工藝）的全面管理上。我國(guó)裝配式建筑可持續(xù)化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展受阻，與預(yù)制供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)工作（工藝）管理效率低下從而制約各參與方積極性有直接關(guān)系。

2 預(yù)制供應(yīng)鏈管理過(guò)程分解

基于WBS 對(duì)預(yù)制供應(yīng)鏈全過(guò)程工作（工藝）進(jìn)行分解，在分解的基礎(chǔ)上，通過(guò)研究文獻(xiàn)和技術(shù)方案對(duì)分解得到的工作進(jìn)行篩選，定位各階段的有效工作，分析特征并進(jìn)行整合梳理。

2.1 流水線(xiàn)生產(chǎn)階段

預(yù)制供應(yīng)鏈的核心過(guò)程是生產(chǎn)階段，主要涉及兩種生產(chǎn)組織方式：流水線(xiàn)生產(chǎn)和固定式生產(chǎn)。固定式生產(chǎn)方式在勞動(dòng)力、設(shè)備和空間等資源的利用率上非常低效，所以流水化生產(chǎn)成為最理想的實(shí)現(xiàn)方式，這種方式的優(yōu)點(diǎn)在于效率高、工藝適用性可通過(guò)流水線(xiàn)布局進(jìn)行對(duì)應(yīng)調(diào)整，可以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件的大批量生產(chǎn)［2］。由于預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)不同于傳統(tǒng)制造業(yè)，具有工藝特殊性，一方面某些工作必須由人工來(lái)完成，另一方面現(xiàn)階段的自動(dòng)化程度普遍較低，生產(chǎn)商考慮成本因素，在另一些工序上依然采用人工代替本可以進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)的工作。隨著裝配式建筑的普及和生產(chǎn)技術(shù)的改善，流水線(xiàn)組織、高自動(dòng)化仍是未來(lái)預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)的發(fā)展方向。

Chan［3］等比較早研究了預(yù)制構(gòu)件車(chē)間內(nèi)流水化生產(chǎn)組織相關(guān)流程和工藝的特殊性，將預(yù)制構(gòu)件流水線(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程劃分為六道主要工序（支模、安放鋼筋及預(yù)埋件、澆筑混凝土、養(yǎng)護(hù)、脫模、成品修復(fù)）。在后來(lái)的研究中，Wang［4］等將Chan 的六工序預(yù)制構(gòu)件流水線(xiàn)生產(chǎn)模型擴(kuò)展到九工序，加入了前期的模具制造、和后期的存儲(chǔ)與運(yùn)輸過(guò)程，使得整個(gè)生產(chǎn)階段更接近于實(shí)際情況。在總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)上，本文將生產(chǎn)階段劃分為如下核心工序。

2.1.1 模具制作或回收清理

模具在制造業(yè)中扮演著重要角色。在預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)過(guò)程中，模具質(zhì)量的好壞直接決定著產(chǎn)品質(zhì)量的合格與否，因此，組織生產(chǎn)前的模具準(zhǔn)備工作就顯得尤為重要。預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)所用模具主要來(lái)源于兩個(gè)途徑：對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制構(gòu)件，由于其尺寸的固定性和需求的穩(wěn)定性，多采用周轉(zhuǎn)使用頻率較高的鋼模，可對(duì)前一批次生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制構(gòu)件拆卸下來(lái)的鋼膜進(jìn)行清理保養(yǎng)以供下一批次預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)使用；而對(duì)于有特殊要求的定制構(gòu)件或產(chǎn)出量少的異型構(gòu)件，則多以制作木模具為主，滿(mǎn)足生產(chǎn)單次性和成本的要求。

2.1.2 模具安裝

在制作或選擇生產(chǎn)批次所使用的模具并進(jìn)行清理后，下一步便是將模具按生產(chǎn)批次要求進(jìn)行安裝。安裝過(guò)程中應(yīng)根據(jù)預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計(jì)的特征信息對(duì)模具的側(cè)模、預(yù)埋件、孔洞劃線(xiàn)位置定位，測(cè)量安裝預(yù)埋件、孔洞的位置基線(xiàn)［2］，并在模具組裝后嚴(yán)格按照要求涂刷脫模劑或水洗劑，方能進(jìn)入下一道工序。

2.1.3 安放鋼筋及預(yù)埋件

鋼筋的加工和綁扎工序類(lèi)似于傳統(tǒng)工藝，但在過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格注意防止損傷模板，并確保鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度符合要求。水電管線(xiàn)預(yù)埋件、門(mén)窗預(yù)埋件等應(yīng)防污損，必要情況下為保證定位準(zhǔn)確可采用臨時(shí)支架固定。

2.1.4 澆筑混凝土

與其他生產(chǎn)工藝不同，混凝土一旦開(kāi)始澆筑，無(wú)特殊情況便不能停止，屬不可中斷工序。在澆筑過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格按照方案進(jìn)行振搗，防止過(guò)振和漏振，并按要求制作標(biāo)準(zhǔn)試塊與構(gòu)件同條件進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

2.1.5 養(yǎng)護(hù)

同混凝土澆筑一樣，養(yǎng)護(hù)工藝也屬不可中斷工序，但多種預(yù)制構(gòu)件可同時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，因此又屬于不可中斷的并行工序。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采用合適的養(yǎng)護(hù)方式，主要有自然養(yǎng)護(hù)、低溫蒸汽養(yǎng)護(hù)、電加熱養(yǎng)護(hù)、紅外線(xiàn)加熱養(yǎng)護(hù)等。

2.1.6 構(gòu)件脫模

脫模應(yīng)在養(yǎng)護(hù)完成并達(dá)到對(duì)應(yīng)模板可拆除的強(qiáng)度之后，并防止預(yù)制構(gòu)件受到損壞，應(yīng)禁止采用錘擊、敲打等方式進(jìn)行模板拆除。拆除的模板經(jīng)檢查和清理后可投入下一批次同標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)過(guò)程。

2.1.7 成品修復(fù)

構(gòu)件脫模后及時(shí)檢查外觀(guān)，表面觀(guān)感質(zhì)量要符合設(shè)計(jì)和合同要求，對(duì)缺陷部位進(jìn)行修補(bǔ)。構(gòu)件達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)對(duì)預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行最后的質(zhì)量檢查，檢查要對(duì)照?qǐng)D紙逐項(xiàng)檢查，包括構(gòu)件外觀(guān)與設(shè)計(jì)是否相符、表面瑕疵、預(yù)埋件情況、混凝土試塊強(qiáng)度等。經(jīng)質(zhì)檢合格的構(gòu)件方可視為成品，可以入庫(kù)儲(chǔ)存或運(yùn)輸發(fā)貨，必要時(shí)應(yīng)采取成品保護(hù)措施，如包裝、護(hù)角、貼膜等措施。

2.1.8 儲(chǔ)存

在上述工序完成后，預(yù)制構(gòu)件起吊至堆放場(chǎng)地進(jìn)行存放。起吊應(yīng)滿(mǎn)足起吊強(qiáng)度和方式要求，按照規(guī)格型號(hào)、交付批次等進(jìn)行分類(lèi)堆放，以避免二次搬運(yùn)增加成本和損傷預(yù)制構(gòu)件的可能。由于存儲(chǔ)過(guò)程占用較大場(chǎng)地和增加了損傷風(fēng)險(xiǎn)，某些研究也在盡量減少預(yù)制構(gòu)件的成品庫(kù)存，通過(guò)合理調(diào)度，做到隨生產(chǎn)、隨運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)投入施工。

2.2 運(yùn)輸配送階段

裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件是以工廠(chǎng)化形式制作而來(lái)的成品，具有重量和體積大、種類(lèi)多、按訂單生產(chǎn)、配送頻率高等特點(diǎn)，屬于典型大宗貨物［5］。通常一輛車(chē)一次只能運(yùn)輸一到兩塊成品構(gòu)件，且運(yùn)輸中極易發(fā)生損壞并很難修補(bǔ)，既耽誤工期又造成經(jīng)濟(jì)損失，因此應(yīng)根據(jù)構(gòu)件特點(diǎn)和運(yùn)輸車(chē)輛制定對(duì)應(yīng)的運(yùn)輸方案，工序流程主要包括裝車(chē)、運(yùn)輸、卸車(chē)和及時(shí)返回。

2.2.1 構(gòu)件裝車(chē)

與國(guó)外先進(jìn)的甩掛運(yùn)輸相比，由于國(guó)內(nèi)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)還處于起步階段，運(yùn)輸工具還較為落后。雖然在安全、高效性上不及預(yù)制構(gòu)件專(zhuān)用運(yùn)輸車(chē)，但根據(jù)我國(guó)裝配式建筑供應(yīng)鏈目前的發(fā)展情況，普通平板車(chē)在運(yùn)輸成本上滿(mǎn)足了企業(yè)現(xiàn)階段發(fā)展的過(guò)渡性需求。通過(guò)嚴(yán)格制定和執(zhí)行運(yùn)輸方案，在安全和成本上同樣可以得到保障。

2.2.2 構(gòu)件運(yùn)輸

構(gòu)件運(yùn)輸前應(yīng)進(jìn)行詳盡的路況調(diào)查，包括道路車(chē)流量、高度限制、重量限制等。運(yùn)輸方案的程序內(nèi)容應(yīng)包括運(yùn)輸時(shí)間、順序及間隔、線(xiàn)路等要求，運(yùn)輸過(guò)程中要有保證安全的技術(shù)措施。

2.2.3 構(gòu)件卸車(chē)

預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸?shù)竭_(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后，大多數(shù)情況下是經(jīng)過(guò)檢查合格在指定地點(diǎn)卸車(chē)并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)存放等待吊裝，但國(guó)外某些企業(yè)將制造業(yè)的JIT（Just in time，準(zhǔn)時(shí)交付）理念融入預(yù)制供應(yīng)鏈管理中，通過(guò)合理安排運(yùn)輸順序、車(chē)載數(shù)量、吊裝進(jìn)度計(jì)劃、到貨周期等，在對(duì)應(yīng)批次的裝配期間內(nèi)送至現(xiàn)場(chǎng)，直接從運(yùn)輸車(chē)輛上起吊進(jìn)行裝配施工，這樣節(jié)約了施工現(xiàn)場(chǎng)空間、二次搬運(yùn)的成本以及降低了現(xiàn)場(chǎng)存放期間損壞的可能性。

2.2.4 車(chē)輛返回

車(chē)輛在完成構(gòu)件的運(yùn)送后，應(yīng)及時(shí)返回預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠(chǎng)，進(jìn)行下一次配送過(guò)程。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)裝配階段

構(gòu)件到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配完成后，預(yù)制供應(yīng)鏈管理工作才宣告完成，因此，要做好現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作，如“三通一平”、臨建、吊裝計(jì)劃、人工等。構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)并一切準(zhǔn)備工作就緒后，進(jìn)行吊裝并保證施工過(guò)程中安全。

2.3.1 吊裝前技術(shù)準(zhǔn)備

吊裝前的準(zhǔn)備工作包括按照?qǐng)D紙定位放線(xiàn)、標(biāo)高復(fù)核、安放鋼筋及預(yù)埋件等。

2.3.2 吊裝就位

在距離安裝位置50cm 高時(shí)停止構(gòu)件下降，檢查正反面和圖紙正反面一致、所標(biāo)示的墊塊厚度與位置是否與實(shí)際相符，根據(jù)樓面所放出的側(cè)邊線(xiàn)、端線(xiàn)位置使構(gòu)件就位。

圖1 裝配式建筑預(yù)制供應(yīng)鏈管理核心工作網(wǎng)絡(luò)模型

2.3.3 安放斜支撐、7 字碼

吊裝就位后由專(zhuān)人負(fù)責(zé)安裝斜支撐和7 字碼，利用斜支撐和7 字碼固定并調(diào)整預(yù)制構(gòu)件，確保構(gòu)件安裝垂直度。

2.3.4 復(fù)核校正

校正構(gòu)件定位和垂直度，若有偏差則進(jìn)行調(diào)整。

2.3.5 解除吊具操作工人站在人字梯上并系好安全帶摘鉤，安全帶與防墜器相連，防墜器要有可靠的固定措施。

2.3.6 套筒灌漿

應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行注漿質(zhì)量控制措施，保證每個(gè)注漿孔注滿(mǎn)為止。

2.3.7 養(yǎng)護(hù)

在吊裝預(yù)制構(gòu)件的同時(shí)，穿插現(xiàn)澆部位的鋼筋綁扎、模板安裝工作，并澆筑混凝土使預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆部位結(jié)合一體，養(yǎng)護(hù)至符合上層結(jié)構(gòu)施工要求。

3 核心工作網(wǎng)絡(luò)模型

對(duì)預(yù)制構(gòu)件從生產(chǎn)到現(xiàn)場(chǎng)裝配完成過(guò)程進(jìn)行分解，在了解每項(xiàng)工作（工藝）特點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行歸納和整合，梳理出核心工作，并據(jù)此建立如下預(yù)制構(gòu)件供應(yīng)鏈管理的核心工作網(wǎng)絡(luò)模型。

4 結(jié)語(yǔ)

為進(jìn)一步推廣裝配式建筑，各方參與者不得不重視提高預(yù)制供應(yīng)鏈管理效率。本文通過(guò)研究文獻(xiàn)和技術(shù)方案，識(shí)別出預(yù)制供應(yīng)鏈管理所包含的核心工作（工藝）任務(wù)，核心工作（工藝）需要被優(yōu)先執(zhí)行或分配資源，才能避免成本和工期浪費(fèi)，并據(jù)此建立裝配式建筑預(yù)制供應(yīng)鏈管理核心工作網(wǎng)絡(luò)模型，為優(yōu)化預(yù)制供應(yīng)鏈上各項(xiàng)管理工作提供依據(jù)和參考。