川藏鐵路建設(shè)預(yù)制化生產(chǎn)物流運(yùn)作管理模式研究

汪恭書(shū)，殷振豪，蔡超勛，常 凱，趙 任

（1. 智能工業(yè)數(shù)據(jù)解析與優(yōu)化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（東北大學(xué)），遼寧 沈陽(yáng) 110919，E-mail wanggongshu@ise.neu.edu.cn；2. 遼寧省智能工業(yè)數(shù)據(jù)解析與優(yōu)化工程實(shí)驗(yàn)室，遼寧 沈陽(yáng) 110919；3. 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司 鐵道建筑研究所，北京 100081；4. 東北大學(xué) 工業(yè)與系統(tǒng)工程研究所，遼寧 沈陽(yáng) 110919）

川藏鐵路建設(shè)是一項(xiàng)質(zhì)量要求高、工期嚴(yán)格、 投資成本巨大的超級(jí)工程。為在規(guī)定工期內(nèi)高質(zhì)量完成工程建設(shè)，降低投資成本，需要在施工中廣泛應(yīng)用各種先進(jìn)的施工技術(shù)和科學(xué)的工程管理方法。構(gòu)配件預(yù)制化生產(chǎn)是指在工程施工建設(shè)前由各專業(yè)工廠預(yù)先制造好構(gòu)配件，然后將其運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配。構(gòu)配件在專業(yè)預(yù)制工廠批量化生產(chǎn)，可以有效減少現(xiàn)場(chǎng)狹窄的施工環(huán)境和復(fù)雜氣候等因素對(duì)構(gòu)配件質(zhì)量的影響，提高生產(chǎn)效率，加快施工進(jìn)度。

構(gòu)配件預(yù)制化生產(chǎn)已在我國(guó)鐵路工程建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。盧春房[1]在鐵路工程建設(shè)開(kāi)工標(biāo)準(zhǔn)中提出了“工廠化、機(jī)械化、專業(yè)化、信息化”的管理理念，倡導(dǎo)對(duì)預(yù)制梁、鋼構(gòu)件等構(gòu)配件進(jìn)行工廠化生產(chǎn)。大西客運(yùn)專線建設(shè)中，對(duì)預(yù)制構(gòu)配件全面實(shí)行工廠化生產(chǎn)，設(shè)計(jì)了完整的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)線，提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量安全[2]。唐元寧等[3]分析了預(yù)制化生產(chǎn)技術(shù)在高速鐵路建設(shè)中的特征及優(yōu)勢(shì)。京滬高鐵的建設(shè)中，大量使用的 CRTSⅡ型無(wú)砟軌道系統(tǒng)在預(yù)制化工廠內(nèi)生產(chǎn)，保障了軌道系統(tǒng)的質(zhì)量安全和精度要求[4]。川藏鐵路預(yù)制化生產(chǎn)物流涉及多個(gè)參與主體，為更有效地實(shí)現(xiàn)信息共享，需要借助BIM（Building Information Modeling）信息平臺(tái)進(jìn)行精細(xì)化管理。盧春房[5]指出信息化是支撐鐵路工程建設(shè)的重要手段，BIM技術(shù)需廣泛應(yīng)用。鄭州東廣場(chǎng)項(xiàng)目建設(shè)中，使用BIM技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)搭建了協(xié)同管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了施工進(jìn)度、施工技術(shù)、施工物資的信息互通，提高了施工管理水平和施工作業(yè)效率[6]。在裝配式隧道建設(shè)中，王志偉等[7]開(kāi)發(fā)了基于BIM、RFID與ERP融合的智能建造系統(tǒng)，對(duì)預(yù)制裝配式鐵路隧道建設(shè)起到支撐作用，推動(dòng)了隧道工程的智能化建設(shè)。重慶沙坪壩鐵路樞紐綜合改造工程中，施工建設(shè)采用“BIM+”機(jī)電預(yù)制化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)不同工程參與主體間的信息共享，大幅縮短了建設(shè)周期[8]。楊川等[9]介紹了BIM技術(shù)在鐵路預(yù)制梁施工建設(shè)中的鋼筋放樣、碰撞檢測(cè)、施工場(chǎng)地布置、施工工序模擬等應(yīng)用，提高了預(yù)制梁施工建設(shè)的施工質(zhì)量，加快了施工進(jìn)度等。馬杰[10]針對(duì)鐵路無(wú)砟軌道預(yù)算問(wèn)題，提出了一種BIM 編碼系統(tǒng)下自動(dòng)編制無(wú)砟軌道預(yù)算的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，為項(xiàng)目前期投資、工程進(jìn)度等動(dòng)態(tài)監(jiān)控提供實(shí)踐基礎(chǔ)。連茜椰等[11]從施工進(jìn)度動(dòng)態(tài)管控、綜合管線碰撞檢查、物資材料管理以及工程資料收集管理等方面研究 BIM 技術(shù)在鐵路車站綜合體施工管理中的具體應(yīng)用。張飛漣等[12]構(gòu)建了基于 BIM 技術(shù)的建設(shè)工程項(xiàng)目全壽命期集成管理研究框架，提出BIM 技術(shù)應(yīng)用于建設(shè)工程項(xiàng)目全壽命期集成管理的建議。徐勇戈等[13]基于業(yè)主方管理視角，利用BIM信息集成管理平臺(tái)，通過(guò)使參與方提早介入以及向后延伸的方法構(gòu)建全壽命周期組織集成的基本框架模型。以往研究表明，BIM信息平臺(tái)與技術(shù)在鐵路建設(shè)工程管理中已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用，為其應(yīng)用于鐵路建設(shè)預(yù)制化生產(chǎn)與物流的運(yùn)作管理提供了很好的借鑒。

川藏鐵路穿越橫斷山區(qū)，地勢(shì)差高，為消除顯著的地形高差，采用了大量的高橋、隧道，全線橋隧比高[14]。這些橋梁、隧道的施工建設(shè)需要大量高質(zhì)量的構(gòu)配件。對(duì)于川藏鐵路而言，由于其建設(shè)環(huán)境異常復(fù)雜，受地理位置和氣候等因素的影響，難以在施工現(xiàn)場(chǎng)制作構(gòu)配件。此外，川藏鐵路所在地區(qū)地質(zhì)條件惡劣，易發(fā)生滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，季節(jié)性凍土等因素導(dǎo)致川藏鐵路建設(shè)不能全年一直施工。為了保障川藏鐵路建設(shè)的質(zhì)量和工期，對(duì)川藏鐵路建設(shè)中的一些梁、板、混凝土軌枕、鋼軌等工程構(gòu)配件進(jìn)行預(yù)制化生產(chǎn)具有重要意義。

預(yù)制化工廠生產(chǎn)的構(gòu)配件經(jīng)專業(yè)物流運(yùn)輸配送交付給施工現(xiàn)場(chǎng)，經(jīng)專業(yè)技術(shù)人員裝配和施工完成工程的建設(shè)。預(yù)制構(gòu)配件從生產(chǎn)、運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)裝配的整個(gè)過(guò)程中，眾多構(gòu)配件的空間定位、精準(zhǔn)裝配，施工現(xiàn)場(chǎng)材料轉(zhuǎn)運(yùn)、吊裝設(shè)備調(diào)度、場(chǎng)地動(dòng)態(tài)布置等都面臨極大挑戰(zhàn)。此外，預(yù)制構(gòu)配件生產(chǎn)、運(yùn)輸和裝配過(guò)程中存在設(shè)備故障、構(gòu)配件質(zhì)量安全等大量不確定性因素，這也給川藏鐵路建設(shè)的預(yù)制化生產(chǎn)物流管理帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

1 預(yù)制化生產(chǎn)物流運(yùn)作過(guò)程及管理要素分析

1.1 預(yù)制化生產(chǎn)物流過(guò)程

預(yù)制化生產(chǎn)將大量原材料加工任務(wù)搬離施工現(xiàn)場(chǎng)，減少對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的占用及依賴。預(yù)制化生產(chǎn)物流中主要有3個(gè)參與主體，預(yù)制工廠、專業(yè)物流公司和施工方。預(yù)制工廠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度設(shè)計(jì)生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)配件，并將預(yù)制構(gòu)配件的成品交付到施工現(xiàn)場(chǎng)；預(yù)制構(gòu)配件的運(yùn)輸配送通常由專業(yè)物流公司來(lái)提供服務(wù)；最終施工方采用吊車塔架等設(shè)備組裝預(yù)制構(gòu)配件。預(yù)制化生產(chǎn)優(yōu)化了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物流，能夠增加工程建設(shè)的靈活性和適應(yīng)性，縮短建設(shè)周期，保證工程質(zhì)量。預(yù)制化生產(chǎn)物流的運(yùn)作過(guò)程包括構(gòu)配件生產(chǎn)、構(gòu)配件運(yùn)輸配送和構(gòu)配件裝配施工3個(gè)過(guò)程，如圖1所示。

1.2 預(yù)制化生產(chǎn)物流運(yùn)作管理要素

圖1 預(yù)制化生產(chǎn)物流運(yùn)作過(guò)程

預(yù)制構(gòu)配件的生產(chǎn)與物流運(yùn)作管理受到諸多方面的影響，其中的關(guān)鍵要素包括工程建設(shè)的總體目標(biāo)、物流對(duì)象、管理特征、評(píng)價(jià)指標(biāo)、參與主體等，如圖2所示。預(yù)制構(gòu)配件的質(zhì)量對(duì)鐵路工程的質(zhì)量具有重要影響，為了保證預(yù)制構(gòu)配件的質(zhì)量，需要從源頭上對(duì)預(yù)制構(gòu)配件的生產(chǎn)與物流進(jìn)行一體化管理，建立質(zhì)量體系，明確質(zhì)量要求，提升預(yù)制構(gòu)件產(chǎn)品品質(zhì)。預(yù)制構(gòu)配件的準(zhǔn)時(shí)交付保證了施工進(jìn)度，避免了因缺料造成的工期拖延。預(yù)制化生產(chǎn)物流的評(píng)價(jià)指標(biāo)是保證構(gòu)配件的質(zhì)量，并且準(zhǔn)時(shí)交付構(gòu)配件。

圖2 預(yù)制化生產(chǎn)物流運(yùn)作管理的要素分析

影響預(yù)制化生產(chǎn)物流運(yùn)作過(guò)程的對(duì)象主要有施工便道、吊車、塔吊等吊裝設(shè)備、專業(yè)車輛、施工現(xiàn)場(chǎng)的空間等。由于預(yù)制構(gòu)配件的體積大、質(zhì)量重，需要借助吊車、塔吊等專業(yè)的吊裝設(shè)備，受場(chǎng)地狹窄和施工建設(shè)成本等的影響，吊車、塔吊等設(shè)備數(shù)量有限。川藏鐵路沿線路況條件差，臨時(shí)修建了大量的施工便道，常規(guī)的運(yùn)輸車輛無(wú)法滿足預(yù)制構(gòu)配件的運(yùn)輸要求，因此需要使用專業(yè)的運(yùn)輸車輛。使用專業(yè)物流服務(wù)可以在保障構(gòu)配件質(zhì)量安全的前提下，提升構(gòu)配件運(yùn)輸?shù)男省?/p>

由于施工現(xiàn)場(chǎng)空間狹小，施工現(xiàn)場(chǎng)附近的倉(cāng)庫(kù)容量有限，不能一次性地將所有預(yù)制構(gòu)配件運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)。預(yù)制構(gòu)配件運(yùn)輸需要考慮施工現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制構(gòu)配件的庫(kù)存、工人作業(yè)進(jìn)度消耗構(gòu)配件的速度和構(gòu)配件運(yùn)輸時(shí)間，及時(shí)將一定量的預(yù)制構(gòu)配件送達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)。

2 基于BIM信息平臺(tái)的預(yù)制化生產(chǎn)物流一體化運(yùn)作管理模式

2.1 BIM信息平臺(tái)架構(gòu)

BIM 是工程建設(shè)項(xiàng)目在物理和功能特性方面的數(shù)字表達(dá)，通過(guò)集成工程建設(shè)中的所有信息實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目信息共享。在川藏鐵路建設(shè)中，通過(guò)BIM信息平臺(tái)可以對(duì)預(yù)制化生產(chǎn)物流運(yùn)作管理有關(guān)的全部信息進(jìn)行有機(jī)整合，為預(yù)制化生產(chǎn)物流提供強(qiáng)有力的信息共享和運(yùn)作管理支撐。根據(jù)預(yù)制化生產(chǎn)物流涉及的對(duì)象以及信息交互機(jī)制，在川藏鐵路建設(shè)中提出基于 BIM 信息平臺(tái)的預(yù)制化生產(chǎn)物流運(yùn)作管理模式，如圖3所示。

圖3 基于BIM信息平臺(tái)的預(yù)制化生產(chǎn)物流運(yùn)作管理模式

2.2 一體化運(yùn)作管理

（1）預(yù)制化生產(chǎn)中，鐵路設(shè)計(jì)院等工程設(shè)計(jì)商將橋梁、隧道等工程主體的設(shè)計(jì)參數(shù)，質(zhì)量要求等信息上傳到BIM信息平臺(tái)，構(gòu)配件設(shè)計(jì)人員利用工程主體的參數(shù)和質(zhì)量要求等信息，進(jìn)行構(gòu)配件設(shè)計(jì)。構(gòu)配件設(shè)計(jì)完成后，設(shè)計(jì)人員將設(shè)計(jì)方案通過(guò)BIM信息平臺(tái)發(fā)送給工程設(shè)計(jì)商，工程設(shè)計(jì)商對(duì)其進(jìn)行檢查篩選，選擇合適的預(yù)制構(gòu)配件設(shè)計(jì)方案。傳統(tǒng)的構(gòu)配件設(shè)計(jì)流程是一個(gè)線性的過(guò)程，在設(shè)計(jì)前期各方缺乏及時(shí)有效的溝通，在預(yù)制構(gòu)配件設(shè)計(jì)完成后，工程設(shè)計(jì)商進(jìn)行核對(duì)。這種模式是在設(shè)計(jì)基本完成后進(jìn)行的，一旦產(chǎn)生問(wèn)題，需要重新二次設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)效率低，耗費(fèi)時(shí)間。預(yù)制構(gòu)配件的設(shè)計(jì)中，利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)不同部門(mén)之間信息共享，及時(shí)反饋，高效設(shè)計(jì)出預(yù)制構(gòu)配件。這種設(shè)計(jì)模式有利于各部門(mén)在設(shè)計(jì)之初及時(shí)交流，減少因信息不暢，溝通不及時(shí)產(chǎn)生的設(shè)計(jì)問(wèn)題，提高效率。

（2）預(yù)制構(gòu)配件設(shè)計(jì)完成后，設(shè)計(jì)部門(mén)將相關(guān)圖紙等資料信息上傳到BIM信息平臺(tái)，預(yù)制構(gòu)配件工廠根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)等信息進(jìn)行預(yù)制品生產(chǎn)。由于鐵路工程預(yù)制構(gòu)配件具有體積大，重量重等特征和預(yù)制構(gòu)配件批量化生產(chǎn)的要求，預(yù)制構(gòu)配件的生產(chǎn)存在一定的挑戰(zhàn)，應(yīng)用BIM信息平臺(tái)能夠使預(yù)制構(gòu)配件的生產(chǎn)更加精細(xì)化，有序化，提高生產(chǎn)效率。

生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)配件首先要有高質(zhì)量和高精度的模具。通過(guò)BIM信息平臺(tái)，對(duì)預(yù)制構(gòu)配件進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出模具的三維立體模型，經(jīng)過(guò)碰撞檢查等實(shí)驗(yàn)后最終確定模具模型。由于模具的復(fù)雜性和現(xiàn)場(chǎng)安裝人員對(duì)模具不熟悉，現(xiàn)場(chǎng)安裝模具時(shí)容易出現(xiàn)問(wèn)題，影響構(gòu)配件的生產(chǎn)精度。使用BIM信息平臺(tái)對(duì)模具安裝進(jìn)行分解，生動(dòng)形象地展示模具安裝的詳細(xì)步驟，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)工人進(jìn)行安裝。預(yù)制化構(gòu)配件的生產(chǎn)過(guò)程中，BIM信息平臺(tái)將預(yù)制構(gòu)配件的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)資料等信息發(fā)送給預(yù)制構(gòu)配件生產(chǎn)工廠，預(yù)制工廠根據(jù)生產(chǎn)工藝制定相關(guān)的生產(chǎn)流程。通過(guò)BIM信息平臺(tái)對(duì)預(yù)制構(gòu)配件生產(chǎn)的具體步驟進(jìn)行拆解，制定構(gòu)配件的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化構(gòu)配件的生產(chǎn)流程。通過(guò)BIM信息平臺(tái)和工廠的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，指導(dǎo)安排生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃。預(yù)制構(gòu)配件生產(chǎn)后，存放在預(yù)制工廠庫(kù)房中，預(yù)制構(gòu)配件體積大，需要專業(yè)的吊裝設(shè)備，庫(kù)房空間有限，需要優(yōu)化預(yù)制構(gòu)配件的存放。使用BIM信息平臺(tái)建立庫(kù)房的虛擬模型，對(duì)庫(kù)房區(qū)域進(jìn)行劃分，合理地放置吊機(jī)塔吊等設(shè)備，有序擺放預(yù)制構(gòu)配件。

（3）鐵路工程建設(shè)預(yù)制構(gòu)配件體積大，質(zhì)量重，需要使用專業(yè)的吊車等設(shè)備進(jìn)行裝卸，運(yùn)輸過(guò)程中需要使用專門(mén)的運(yùn)輸車輛。吊車等裝卸設(shè)備、運(yùn)輸車輛數(shù)量有限和沿線路況條件差等因素，給預(yù)制構(gòu)配件的運(yùn)輸帶來(lái)了挑戰(zhàn)。預(yù)制構(gòu)配件的運(yùn)輸配送通常由專業(yè)物流公司來(lái)提供服務(wù)，專業(yè)的物流公司具有專業(yè)的裝卸設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備和大量重大件運(yùn)輸經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)物流運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃，可以減少預(yù)制構(gòu)配件在裝卸和運(yùn)輸環(huán)節(jié)因質(zhì)量問(wèn)題出現(xiàn)的損耗，在保障預(yù)制構(gòu)配件質(zhì)量和提升預(yù)制構(gòu)配件運(yùn)輸效率的前提下，有效降低物流成本。通過(guò)BIM信息平臺(tái)對(duì)預(yù)制構(gòu)配件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，對(duì)易受損的部位進(jìn)行加固，減少因路況條件差造成的構(gòu)配件受損等質(zhì)量問(wèn)題。此外，川藏鐵路施工現(xiàn)場(chǎng)空間狹窄，可以存放的預(yù)制構(gòu)配件數(shù)量有限，為了避免施工現(xiàn)場(chǎng)因缺乏預(yù)制構(gòu)配件停工，需要合理決策預(yù)制構(gòu)配件的配送時(shí)間和數(shù)量。BIM信息平臺(tái)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)倉(cāng)庫(kù)的實(shí)際庫(kù)存、施工進(jìn)度和預(yù)制構(gòu)配件的運(yùn)輸時(shí)間來(lái)安排構(gòu)配件運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間和數(shù)量。

（4）預(yù)制構(gòu)配件的裝配施工中，通過(guò)BIM信息平臺(tái)優(yōu)化裝配施工過(guò)程，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工人員裝配施工。使用BIM信息平臺(tái)對(duì)預(yù)制構(gòu)配件的裝配施工進(jìn)行虛擬模擬，制定裝配施工標(biāo)準(zhǔn)。BIM信息平臺(tái)對(duì)裝配施工進(jìn)行可視化模擬，對(duì)裝配施工步驟進(jìn)行拆解，將裝配施工過(guò)程形象地展示在工人面前，指導(dǎo)工人現(xiàn)場(chǎng)裝配施工，合理安排工人裝配施工，使整個(gè)裝配施工過(guò)程可控，降低因施工人員裝配施工不熟悉等客觀因素造成的工期延誤。裝配施工中需要使用塔吊、吊機(jī)等設(shè)備，通過(guò)BIM信息平臺(tái)進(jìn)行施工場(chǎng)地模擬，在空間狹窄的施工現(xiàn)場(chǎng)合理放置這些設(shè)備，能夠提高裝配施工效率。

預(yù)制構(gòu)配件的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸和裝配施工涉及的參與方眾多，需要多方協(xié)助，構(gòu)建科學(xué)的協(xié)調(diào)管理機(jī)制使各方加強(qiáng)協(xié)助溝通。在預(yù)制化生產(chǎn)前，組建合理的預(yù)制化生產(chǎn)物流管理層，全方位協(xié)調(diào)管理預(yù)制化生產(chǎn)物流，組織協(xié)調(diào)不同參與方、不同環(huán)節(jié)之間的利益糾紛。預(yù)制化生產(chǎn)管理層結(jié)合川藏鐵路施工進(jìn)度和預(yù)制化生產(chǎn)物流各參與方的實(shí)際情況，制定出詳細(xì)的預(yù)制化生產(chǎn)計(jì)劃，及時(shí)與各參與方進(jìn)行溝通，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決不同參與主體之間的沖突。充分利用BIM信息平臺(tái)共享信息，實(shí)時(shí)更新和處理預(yù)制構(gòu)配件的信息，確保預(yù)制構(gòu)配件信息的準(zhǔn)確性，協(xié)調(diào)預(yù)制構(gòu)配件生產(chǎn)物流運(yùn)作的各參與主體，實(shí)現(xiàn)各參與主體間的信息互通，有效解決工程建設(shè)中的多主體協(xié)調(diào)問(wèn)題。

3 預(yù)制化生產(chǎn)物流中的不確定性因素及應(yīng)對(duì)策略

3.1 不確定性因素分析

預(yù)制構(gòu)配件通常都希望以準(zhǔn)時(shí)制方式交付，即將施工現(xiàn)場(chǎng)需求的預(yù)制構(gòu)配件準(zhǔn)時(shí)準(zhǔn)量地配送到施工現(xiàn)場(chǎng)。但是在川藏鐵路建設(shè)的預(yù)制化生產(chǎn)物流中，存在著大量的不確定性阻礙了預(yù)制構(gòu)配件的準(zhǔn)時(shí)交付，由此導(dǎo)致施工過(guò)程的中斷和等待?？傮w而言，預(yù)制化生產(chǎn)物流的不確定性來(lái)源于物料流、資金流和信息流。與物料相關(guān)的不確定性主要來(lái)源于砂石料、鋼材等原材料需求不確定、供給不確定、價(jià)格不確定等。另外川藏鐵路沿線地質(zhì)環(huán)境惡劣，易發(fā)生滑坡、泥石流等自然災(zāi)害，導(dǎo)致物流通道受損引起的配送不確定性。在預(yù)制化生產(chǎn)物流運(yùn)作管理過(guò)程中，找出潛在的不確定性并提出相應(yīng)的有效應(yīng)對(duì)方法對(duì)預(yù)制構(gòu)配件的準(zhǔn)時(shí)交付具有重要意義。按照預(yù)制生產(chǎn)物流涉及的對(duì)象，不確定性可以分為以下幾類：

（1）預(yù)制工廠生產(chǎn)的不確定性。預(yù)制構(gòu)配件生產(chǎn)過(guò)程中的不確定性來(lái)源于砂石料、鋼材等原材料短缺、鋼材質(zhì)量不合格等材料不確定性，生產(chǎn)機(jī)器故障、生產(chǎn)設(shè)備預(yù)防性維修、惡劣天氣、節(jié)日季節(jié)、生產(chǎn)中斷等導(dǎo)致的生產(chǎn)過(guò)程不確定性；操作生產(chǎn)人員不足、操作熟練程度低等人員不確定性。

（2）構(gòu)配件運(yùn)輸?shù)牟淮_定性。川藏鐵路建設(shè)使用的預(yù)制構(gòu)配件體積大，質(zhì)量重，需要使用專業(yè)的運(yùn)輸車輛，而川藏鐵路沿線路網(wǎng)密度低，道路基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，這些因素給預(yù)制構(gòu)配件的運(yùn)輸過(guò)程帶來(lái)了不確定性；缺乏專用運(yùn)輸車輛、運(yùn)輸車輛故障等運(yùn)輸工具的不確定性；交通堵塞、惡劣天氣、運(yùn)輸通道事故、改道、因地質(zhì)災(zāi)害引起的道路中斷等運(yùn)輸過(guò)程的不確定性；缺乏專業(yè)駕駛員、駕駛技術(shù)不熟練等人員的不確定性；運(yùn)輸過(guò)程中因路況條件差，顛簸等導(dǎo)致的預(yù)制構(gòu)配件受損等質(zhì)量的不確定性。

（3）施工現(xiàn)場(chǎng)裝配的不確定性。預(yù)制構(gòu)配件交貨延遲、預(yù)制構(gòu)配件運(yùn)輸過(guò)程損壞、缺少其他施工材料等材料不確定性；吊車等專門(mén)吊裝設(shè)備事故、現(xiàn)場(chǎng)施工人員操作錯(cuò)誤、塔架等設(shè)備故障等裝配施工過(guò)程的不確定性；缺乏熟練技術(shù)工人等人員不確定性。

3.2 不確定性應(yīng)對(duì)策略

在預(yù)制構(gòu)配件施工過(guò)程中，預(yù)制構(gòu)配件體積大、質(zhì)量重，需要使用昂貴的專業(yè)吊車、塔吊等設(shè)備吊裝裝配，任何較小的擾動(dòng)都會(huì)對(duì)預(yù)制化生產(chǎn)物流績(jī)效產(chǎn)生較大的影響。由于川藏鐵路建設(shè)工程對(duì)于工期的嚴(yán)格控制，工期導(dǎo)致增加建設(shè)投資成本。因此，在預(yù)制化生產(chǎn)物流運(yùn)作管理中，針對(duì)不確定性的優(yōu)化管理非常必要。

預(yù)制化生產(chǎn)物流的主要特點(diǎn)之一是時(shí)間節(jié)點(diǎn)的剛性銜接要求。預(yù)制構(gòu)配件不同于常規(guī)的產(chǎn)品，在制品的庫(kù)存或最終產(chǎn)品的安全庫(kù)存不適合預(yù)制化構(gòu)配件。與傳統(tǒng)的施工材料相比，鐵路建設(shè)工程預(yù)制構(gòu)配件價(jià)格昂貴，此外，預(yù)制構(gòu)配件由專業(yè)吊裝設(shè)備負(fù)責(zé)裝配。如果延遲交貨，現(xiàn)場(chǎng)裝配過(guò)程將停止，會(huì)造成昂貴的工時(shí)損失。相反，如果預(yù)制構(gòu)配件交付過(guò)早，由于施工場(chǎng)地空間狹窄，預(yù)制構(gòu)配件的存儲(chǔ)成本會(huì)大幅增加。

針對(duì)預(yù)制構(gòu)配件生產(chǎn)物流的不確定性，常采用時(shí)間對(duì)沖和空間對(duì)沖降低不確定性帶來(lái)的工程延誤等影響[15]。在預(yù)制構(gòu)配件的生產(chǎn)、運(yùn)輸和裝配施工中，每個(gè)過(guò)程都有一個(gè)預(yù)期的完成時(shí)期。為了應(yīng)對(duì)預(yù)制化生產(chǎn)物流中的不確定性，可以選擇時(shí)間對(duì)沖方式，在預(yù)計(jì)開(kāi)工時(shí)間前適當(dāng)提前開(kāi)工或者通過(guò)增加班組，增加產(chǎn)能，降低因機(jī)器故障、人員誤操作等帶來(lái)的不確定性。采用時(shí)間對(duì)沖時(shí)，提前期太長(zhǎng)，造成預(yù)制構(gòu)配件交付提前太早時(shí)，受裝卸機(jī)械設(shè)備數(shù)量的限制和配送能力的限制，構(gòu)配件無(wú)法及時(shí)運(yùn)走，影響后續(xù)生產(chǎn)。預(yù)制化生產(chǎn)物流時(shí)間節(jié)點(diǎn)剛性要求高，預(yù)制構(gòu)配件的交付既不能太早也不能太遲，為了解決預(yù)制構(gòu)配件交付時(shí)間的不確定性，采用空間對(duì)沖方式，使用倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)預(yù)制構(gòu)配件。預(yù)制構(gòu)配件體積大，施工現(xiàn)場(chǎng)空間狹窄，構(gòu)配件全部放置在施工現(xiàn)場(chǎng)或預(yù)制生產(chǎn)工廠時(shí)，影響作業(yè)效率。當(dāng)預(yù)制構(gòu)配件交付提前時(shí)，將構(gòu)配件存放在倉(cāng)庫(kù)中。預(yù)制構(gòu)配件交付延遲時(shí)，使用倉(cāng)庫(kù)中的構(gòu)配件可以避免施工現(xiàn)場(chǎng)因缺少預(yù)制構(gòu)配件造成的工期延誤。但是，由于川藏鐵路施工現(xiàn)場(chǎng)空間狹窄，倉(cāng)庫(kù)中不能存放大量構(gòu)配件。此外，存放過(guò)多的預(yù)制構(gòu)配件會(huì)造成存取構(gòu)配件困難，存儲(chǔ)費(fèi)用過(guò)高等問(wèn)題，因此，采用空間對(duì)沖時(shí)需要合理確定倉(cāng)庫(kù)的存儲(chǔ)量。

預(yù)制構(gòu)配件的生產(chǎn)過(guò)程中通常采用時(shí)間對(duì)沖方式解決生產(chǎn)過(guò)程的不確定性。在預(yù)制工廠適當(dāng)提前開(kāi)工生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)配件或者安排生產(chǎn)工人加班，增加構(gòu)配件的產(chǎn)量。當(dāng)接到預(yù)制構(gòu)配件的訂單時(shí)，預(yù)制工廠為訂單設(shè)置生產(chǎn)完工時(shí)間，生產(chǎn)完工時(shí)間比客戶要求的交貨期提前幾天。當(dāng)生產(chǎn)機(jī)器故障、生產(chǎn)人員操作錯(cuò)誤等不確定因素出現(xiàn)時(shí)，工廠有足夠的緩沖時(shí)間來(lái)調(diào)整生產(chǎn)，降低構(gòu)配件生產(chǎn)的不確定性，提高生產(chǎn)的可靠性。此外，預(yù)制工廠也可以采用安排工人加班，通過(guò)增加產(chǎn)能應(yīng)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的機(jī)器故障、操作錯(cuò)誤等不確定性。

預(yù)制構(gòu)配件的運(yùn)輸過(guò)程中通常采用空間對(duì)沖處理預(yù)制構(gòu)配件運(yùn)輸中的不確定性。預(yù)制構(gòu)配件的運(yùn)輸通過(guò)使用專業(yè)的第三方配送服務(wù)，更好地控制交貨期，降低配送過(guò)程的不確定性。第三方物流公司制定配送計(jì)劃，確保預(yù)制構(gòu)配件能夠以JIT方式交付到裝配施工現(xiàn)場(chǎng)。在倉(cāng)庫(kù)中存放適量相同的預(yù)制構(gòu)配件，如果發(fā)生事故導(dǎo)致構(gòu)配件運(yùn)輸損壞，可以使用倉(cāng)庫(kù)中的構(gòu)配件進(jìn)行替換。利用空間對(duì)沖策略，可以保證裝配現(xiàn)場(chǎng)的預(yù)制構(gòu)配件供應(yīng)充足，保證了鐵路工程項(xiàng)目的進(jìn)度。

裝配施工過(guò)程中通常采用時(shí)間對(duì)沖和空間對(duì)沖相結(jié)合的方式處理裝配施工的不確定性。川藏鐵路的裝配需要使用專門(mén)的塔吊等機(jī)械設(shè)備，為了降低這些設(shè)備故障帶來(lái)的不確定性，可以采用提前裝配施工等時(shí)間對(duì)沖方式，控制裝配施工進(jìn)度。一旦出現(xiàn)設(shè)備故障等不確定性時(shí)，有一定的緩沖時(shí)間解決不確定性，保證施工進(jìn)度。由于裝配施工現(xiàn)場(chǎng)空間狹窄，無(wú)法將所有的構(gòu)配件全部放置在施工現(xiàn)場(chǎng)，采用空間對(duì)沖的方式設(shè)置施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)倉(cāng)庫(kù)，避免裝配施工中因預(yù)制構(gòu)配件運(yùn)輸損壞等不確定性造成的工期延誤。

4 結(jié)語(yǔ)

川藏鐵路建設(shè)預(yù)制化生產(chǎn)物流涉及多個(gè)參與主體，由于鐵路工程預(yù)制構(gòu)配件運(yùn)輸時(shí)間剛性銜接和構(gòu)配件體積大、質(zhì)量重，川藏鐵路建設(shè)運(yùn)輸?shù)缆仿窙r差，施工現(xiàn)場(chǎng)空間狹窄等特征，預(yù)制化生產(chǎn)物流運(yùn)作管理存在挑戰(zhàn)。本文分析了川藏鐵路建設(shè)預(yù)制化生產(chǎn)物流的運(yùn)作流程和管理要素，提出了BIM信息平臺(tái)在預(yù)制化生產(chǎn)物流一體化運(yùn)作管理中信息共享機(jī)制，對(duì)川藏鐵路預(yù)制化生產(chǎn)物流運(yùn)作中的不確定性因素產(chǎn)生根源進(jìn)行了探討，針對(duì)預(yù)制化生產(chǎn)、運(yùn)輸和裝配施工過(guò)程中不確定性因素，提出了時(shí)間對(duì)沖、空間對(duì)沖和時(shí)間對(duì)沖與空間對(duì)沖相結(jié)合的應(yīng)對(duì)策略。