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，是實現建筑產業(yè)現代化的重要路徑，但當前裝配式建筑的成本高于同類現澆結構建筑，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計、生產、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。

關鍵詞：裝配式建筑；精益成本管理；精益建造；建筑產業(yè)現代化

1引言

現階段傳統(tǒng)現澆施工方式生產效率低、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，是實現建筑產業(yè)高質量發(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。裝配式建筑較現澆式建筑每平方米建造成本要高出200～400元，建設單位出于成本考量，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澆式建筑，而我國普遍偏高，國內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計、生產、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)同作用對裝配式構件進行深化設計以及施工模擬。有研究者設計了裝配式構件的精益生產流程，通過物料和供應商的管理降低生產成本，提高生產效率，從而實現項目的成本控制。有研究者從裝配式構件運輸的角度，構建了裝配式構件物流成本優(yōu)化模型，加強裝配式構件的精益物流成本管理。以往研究多側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)，對設計、生產、物流、裝配四個階段的成本進行分析，結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：設計費用、生產費用、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鍵。

2.2裝配式建筑成本分析

2.2.1裝配式建筑設計成本分析目前，裝配式建筑設計普遍采用等同現澆設計的方式，然后按照預制構件的生產和裝配要求進行構件分拆，這種方式設計效率低，協(xié)同性差。在構件分拆深化設計階段，每個預制構件都要有與建筑、結構、安裝等專業(yè)相對應的生產圖紙。預制構件的配筋、節(jié)點、埋件、留洞等設計內容都需要體現在深化設計圖紙中。由于設計內容增多、設計深度增加，因此裝配式建筑設計費用同傳統(tǒng)現澆結構相比每平方米要高出20～40元。2.2.2裝配式構件生產成本分析裝配式建筑預制構件在構配件廠批量生產，養(yǎng)護完成后運至施工現場裝配安裝?，F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，預制構件生產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域的人才相對匱乏，人才培養(yǎng)機制尚不健全，從事構件生產的產業(yè)工人數量較少且經驗不足。構件生產企業(yè)需要在員工入職前花費時間和費用對其進行技術培訓。同時，因工人流動性較大，常有培訓合格的產業(yè)工人流失現象發(fā)生。因此，在現階段我國裝配式建筑規(guī)模較小的情況下預制構件生產的人工費實際支出偏高。（2）原材料?，F行的裝配式建筑結構設計是在現澆構件鋼筋配置的基礎上，增加了構件節(jié)點處的連接鋼筋數量，因此在鋼筋用量方面，預制構件的鋼筋用量明顯增加。據測算，預制構件節(jié)點連接處的鋼筋用量與現澆構件相比增加30%以上。（3）設備折舊費。我國目前采用裝配式結構的項目仍較少，對預制構件的需求量較低，使得構配件廠的產能供給超過裝配式建筑市場對預制構件的需求。構配件廠因設計產能處于供大于求的局面，不能滿負荷生產，同時又要考慮生產機械的折舊費、工廠生產經營的費用，勢必會使得預制構件生產成本居高不下。2.2.3裝配式構件物流成本分析在現澆建筑施工過程中，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，大量預制構件需要從構配件廠運至裝配現場。如果運輸距離按照60km考慮，預制構件的運輸費用約為100～150元/m³，因此不可忽視預制構件的物流成本。裝配式構件物流成本主要包括倉儲費用和運輸費用。（1）裝配式構件倉儲費用。傳統(tǒng)現澆式建筑在施工現場澆筑混凝土，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。但裝配式構件在構配件廠生產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。構件養(yǎng)護完成運至施工現場后，仍需尋找存放場地，使得預制構件的倉儲費用增加。（2）裝配式構件運輸費用。與現澆結構商品混凝土的運輸費用相比，成品構件因體積大、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，因此裝配式構件的運輸費用更高。目前構配件廠配置不足，分布不均勻，預制構件運輸距離增加，同樣導致運輸費用增加。2.2.4裝配式構件裝配成本分析裝配式建筑現場施工過程中，對工人吊裝技術的熟練度和專業(yè)性要求較高，需要吊裝經驗豐富的工人，否則對預制構件的裝配速度和質量都會產生影響，增加裝配費用。預制構件的節(jié)點施工是現場施工安裝的重點，與現澆式施工相比節(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，不斷積累經驗，創(chuàng)立了精益生產管理模式。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用于工程建設管理，其依賴先進的精益建設管理模式，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用，其精髓是追求生產全過程成本最小。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。在生產全過程的設計、生產、物流、服務等各個環(huán)節(jié)不斷消除不增值作業(yè)，杜絕浪費，對生產全過程進行標準化操作和持續(xù)改進，從而達到降低生產全過程成本、提高生產過程效率的目的。

3.2裝配式建筑精益設計成本管理

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

3.3裝配式構件精益生產成本管理

3.3.1準時制生產準時制生產是實現有序標準化生產的有效手段。通過對預制構件的產量進行適時控制，使構件的生產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，確保預制構件生產線連續(xù)生產，降低生產線間斷生產造成的損失。預制構件因其體積大且形狀不規(guī)則，所以搬運比較困難，準時制生產能夠保證同一批次的構件在預制構件廠連續(xù)出倉，工人可以根據裝配現場吊裝的先后順序直接將預制構件合理擺放，避免二次搬運，降低倉儲和運輸費用。3.3.2精益供應鏈管理（1）供應商的選擇。原材料的供應在裝配式構件生產的精益供應鏈管理中占有十分重要的地位，構配件廠的理想狀態(tài)是與可提供大量原材料的少數優(yōu)秀可信賴供應商合作。在確定供應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商的綜合生產能力進行評分，根據評分結果選定供應商。（2）確定供應商合作模式。供應商關系模式既有西方傳統(tǒng)的以成本驅動的對抗模式，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商來供應混凝土，同時設立考核機制對一定時期內兩家供貨的準時率、供貨質量等情況進行考核，將考核結果進行反饋，并以考核結果作為下一周期訂貨的參考，以此激勵供應商。對于考核不達標的供應商，對其提出警告，并縮小訂單數量，將其列入觀察期。（3）建立BIM信息共享平臺。在預制構件的生產過程中，混凝土供應是否及時對預制構件的生產至關重要。通過建立混凝土供應商、構配件廠、施工單位三方信息的BIM平臺，各方都將生產信息匯總于BIM信息平臺中，實現信息的有效及時交換。供應商可以根據裝配現場的進度和構配件廠的庫存情況，確定生產進度，以補充供應防止缺貨；構配件廠根據施工單位的信息調整生產進度，防止供應不及時的情況發(fā)生。

3.4裝配式構件精益物流成本管理

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

3.5裝配式構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”生產模式，強調下級的主觀能動性。在裝配式建筑現場施工過程中，項目的進度、構件吊裝、機械設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)班組根據具體施工進度制定。在現場裝配計劃執(zhí)行過程中，基層作業(yè)班組將預制構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)現進度計劃不合理則及時調整日計劃和周計劃，調整后的日計劃和周計劃再反饋至主要計劃，“拉動”項目進度、構件吊裝、機械設備使用等主要計劃的調整。基于最后計劃者體系的現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?；鶎幼鳂I(yè)班組對裝配現場施工情況及各種資源條件的約束有充分了解，他們能夠根據現場裝配實際情況制定出更有執(zhí)行性、偏差較小的預制構件裝配計劃。最后計劃者體系將生產模式由傳統(tǒng)“推式”改變?yōu)椤袄健保苊猱a生窩工、進度計劃滯后等問題，可以對裝配式建筑現場裝配成本進行有效控制。3.5.25S現場施工管理在裝配式建筑施工現場對于預制構件吊裝和梁柱節(jié)點現澆的管理是一項復雜的工作。眾多方面需要經過有效管理使其在一定的掌控范圍內變化，精益建造中的5S現場施工管理正是對裝配式建筑施工現場各個方面都行之有效的管理方法。3.5.3制定合理預制吊裝計劃預制構件運輸至施工現場如果不能及時吊裝將會增加倉儲費用。如果將現場施工進度與構件預制進度合理計劃，制定的構件預制方案能夠高效配合現場裝配計劃，在吊裝前一天將本批預制構件運至裝配施工現場，可以減少施工現場的倉儲用地和倉儲時間，降低倉儲費用，也降低預制構件廠的倉儲費用。同時，制定合理的施工吊裝計劃可以提高吊裝效率，從而縮短吊裝設備在場時間，減少租賃費或設備使用費的支出，有助于降低裝配式建筑現場施工成本。

4結語

在國家大力推廣裝配式建筑的背景下，研究其相應的成本管理方法，無疑對推動裝配式建筑發(fā)展具有實踐應用價值。本文循著精益成本管理思想，從裝配式建筑設計、預制構件生產、物流運輸、現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。

參考文獻

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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研究中心