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            企業新聞

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            【綠色講堂】建筑工業化產品+服務技術管理實踐

            2021-03-30

            建筑工業化產品+服務技術管理實踐

            ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?賀魯杰

            ? ? ? ?摘要 為完善裝配式建筑工程組織建設,形成科研,設計,制造,施工一體化的核心競爭力,從事建筑工業化的企業不應只是單獨的產品業務,簡單的構件交付,或者單獨的服務業務如深化設計、施工安裝等,而是將產品和服務有機結合,形成適合裝配式建筑獨具特色的產品+服務技術管理體系。對于建筑業而言,產品+服務是個新的概念,其最早出現于汽車行業,通過提供服務讓客戶感到滿意且信任,促進了汽車行業從生產型制造轉向服務型制造,對裝配式建筑行業有借鑒意義,本文總結企業在江蘇省的裝配式建筑技術管理實踐,闡述如何在實際中應用建筑工業化產品+服務的技術管理體系。

            一、建筑工業化產品+服務總體規劃

            ? ? ? ?裝配式項目的完成,需要設計、生產、施工及業主等社會各方共同配合來完成,因此必須建立一體化的經營管理模式。國內從事建筑工業化產品的企業較多,但多數缺乏全產業鏈思維,“只見樹木,不見森林”,設計院大多采用“等同現澆”模式,為滿足預制裝配率要求硬拆成構件圖,構件廠淪為加工廠,巨額投資的自動化生產線生產效率低,現場施工仍然按裝傳統現澆工法施工,構件產品從設計到安裝并沒有形成科學合理的對接,形成了“自掃門前雪”的管理斷層,造成裝配式建筑項目狀況百出,背離推廣裝配式建筑,實現分工協作,科學管理,減少人工,提高人效,減少浪費,提高效益的建筑工業化初衷。?如何將產品和服務技術有機結合,本文結合企業裝配式建筑技術管理實踐,創新提出建筑工業化產品+服務技術管理體系。

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            二、四個專業化概述

            ? ? ? ?在“一個中心,兩個融合,三個服務,四個專業化,五項拓展”中,四個專業化是核心,真正實現發展建筑工業化優勢的初心,本文予以重點闡述。

            (一)專業化的設計團隊??從建筑、結構選型開始,便考慮使用什么樣的技術體系達到工業化建造的要求,不是盲目的拆分,而是構件搭建的“構建法”設計,追求讓設計簡化,制作簡單,施工簡捷的“大道至簡”設計理念,在江蘇地區的裝配式建筑技術實踐中,目前重點推廣以下技術。

            1、重點推廣不出筋、少出筋的疊合板密拼板縫的做法。只有這樣才能發揮出自動化生產線的效率,也才能為現場采用先進的模架體系創造條件,鑒于桁架鋼筋只起到增加樓板剛度的作用時,主要做法為改下部鋼筋穿桁架筋為與縱向鋼筋平行布置,可以使用焊網機,提高鋼筋綁扎效率。

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            在大量的疊合板優化設計中,總結了四條經驗供同行們分享:

            1)疊合板比全預制的整體性好,優先使用。

            2)單向板比雙向板好,常規建筑中需考慮包絡設計,對設計整體影響不大,含鋼量基本一樣,單向出筋便于安裝,密拼板縫可節約模板,減少支撐。

            3)預應力比非預應力好,可實現大跨度,更加節約鋼筋,節約支撐。

            4)現場專用工具開水電洞比工廠預留好,提高標準化程度,且位置更準確。

            2、通過參數化設計,應用BIM技術正向設計,從設計階段就建立自方案開始的施工圖模型,深化設計后制造模型到工廠,建造模型到工地,竣工圖模型到運營模型的全過程進度、質量、安全、成本、運維的信息化應用系統,從2016年起,從筆者組織的應用BIM模型進行預制裝配率計算的南京市科研課題開始,經過社會各屆不斷實踐,南京已經正式發布《關于加快推進我市建筑信息模型(BIM)技術應用的通知》寧科建字(202167號,從設計方案審查,施工圖審查,施工和竣工階段運用BIM系統進行項目智能監管及施工驗收備案管理。

            3、優化傳統現澆主次梁設計,便于梁柱節點安裝

            1)框架結構中,在結構設計考慮吊裝碰撞關系,建議在交叉方向主梁中考慮高差關系(50mm100mm),從一次結構中做到交叉方向主梁出筋互相避讓;

            2)主梁結構設計中充分考慮梁端伸出主筋數量,根據彎矩圖、配筋包絡圖等采用最少數量的梁端出筋,降低生產吊裝的出筋數量,較大幅度提高生產、吊裝中的容差性。

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            3)梁柱節點采用鍵槽節點,U型鋼筋連接,次梁采用鉸接方式計算,與主梁之間采用缺口梁搭接的方式進行安裝,不需次梁端出筋,可大幅降低生產難度、吊裝難度,提高生產效率,吊裝效率。

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            (二)專業化的制造基地 專業化的制造基地的核心是擁有自主產權的建筑工業化產品生產線的軟硬件設備,這樣才能使用BIM技術、將ERP管理體系、MES系統控制自動化生產線、鋼筋線、攪拌站的數據聯通,實現裝配式建筑工廠智能化全過程管理與生產。專業化的制造基地,具備完善的質量管理與追溯體系,精確計重自動布料機、高精度振搗臺等高性能裝備,保障產品質量,針對生產前期、中期、后期各個環節等工序進行全過程質量控制、半成品質量控制,成品質量控制,滿足客戶的質量要求。

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            國內首條擁有自主知識產權的全自動生產線

            (三)專業化的安裝團隊

            ? ? ? ?專業化的安裝團隊包括專業化的管理人員,產業工人,和與產品配套的模架體系,其中專業化的管理人員是打通工地與工廠大物流的關鍵,只有他們才能專心研究,像指揮家一樣讓生產流水線的節拍與施工現場的流水節拍和諧一致,按銷定產,實現安全的零庫存管理。

            專業化的產業工人是實現裝配式建筑產品服務的基礎,所有從建筑中分出的門窗、廚衛、家具、空調等行業都實現了產品+服務的模式,作為具備定制化屬性的裝配式建筑,目前最困難的是工廠如何從堆場到現場的構件供應,再現代化的管理工具都不如實實在在的把他們形成構件+服務的利益共同體,真正的總裝團隊不是傳統勞務分包的工種,而是替總承包公司、構件工廠創造價值的貢獻者,是可用專業分析軟件指導工廠排產、現場裝配元施工,可用專用模架、工具裝配的白領+藍領的砼領,他們不再和傳統勞務比價格,而是讓工程承包商,工廠經營者因其創造的價值而愿意高薪聘請的專業團隊。

            ? ? ? ?如果想讓裝配式建筑和現澆結構造價持平甚至更低,就必須節約現場的施工模架,而裝配式模架體系則是充分利用預制構件的早期強度,實現使用功能和建造功能的最大利用,本章僅介紹常用的盤扣式腳手架,獨立頂撐等,很多工程總承包企業都在根據裝配式構件產品特點研究開發新型模架裝備。

            1、盤扣式支撐架體?該架體方式能與裝配式施工體系融合緊密,具備以下特性:

            1搭設、拆除、轉運盤扣式支撐較傳統鋼管架更簡便,培訓簡單;

            2適用于各種水平預制構件及現澆構件的支撐;

            3便于搭設梁底支撐,有活動扣件,可以安裝在立桿的任意位置;

            4堅固耐用,便于運輸,零散配件不易丟失,損耗低;

            5穩定性高,步距大,節省用量(較傳統鋼管架體顆節省40%~50%用量);

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            2、獨立支撐架體其多為建筑工業化產品的專用配套,一般具備以下特性:

            1在搭設、拆除、轉運方面較盤扣式支撐更加簡便,減少人工;

            2)雖然為單獨產品服務,但是當材料周轉利用次數多時,可大幅降低費用,(較傳統鋼管架體顆節省50%~60%用量);

            3穩定性較差,開間過大及陽臺部位支撐需與傳統鋼管配合使用;

            4與鋁模模板體系配合使用最佳,木模、組合模酌情使用;

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            (四)專業化的信息服務?基于信息化管理,實現構件生產計劃、運輸計劃與項目需求計劃匹配,實現構件產品的高效管理,物流的準確性和及時性,對工地不確定因素應急的快速反應,為管理人員和實施人員提供簡單方便的信息服務。

            ? ? ? 對于營銷部門與業主的項目構件安裝計劃,導入BIM模型的數據,信息化管理平臺可以按項目需求、模臺利用率,確定并下達排產計劃,確保構件生產節拍與項目節奏匹配(如圖所示),構件存儲量滿足現場需求。

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            工廠供應與現場需求示意圖

            如上圖,其中梯形OAA2O3為預制工廠的供應曲線,直線O1C為輔助線,現場安裝在構件生產后開始,需求隨時間穩定增長,直至構件安裝結束,在任意時點O2,必須保證梯形OAA1O2>三角形O1C2O2,為滿足現場進度,通過計算構件開始供應及最大峰值,通過圖形計算可知,工廠最佳庫存OAC1O1=四邊形OAC101三角形C1C2O2。如工期緊采用高配模板方案,即O1C斜率變大,梯形OAA2O3的高度A1O2增加,邊長OO3減少,表明模具投入大,生產時間短,如果構件標準化程度較高,工期充裕,可通過長線法,共模等方式能夠滿足現場進度,此時O1C斜率變小,梯形OAA2O3的高度A1O2減少,邊長OO3增加,表明模具投入小,生產時間長(見下圖)。


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            ? ? ? ?由于建筑業的特點,世界上沒有兩家建筑公司、兩個構件廠采用同樣的信息化管理平臺,然而專業化的裝配式服務平臺確可通用,因為工廠標準化生產與現場流水作業的理念使得它可以在微觀上,尋找到工地的三角形需求計劃與工廠的梯形供應計劃在每一個時間點的對照,進而形成一套可追溯,可分析,可控制的專業軟件,鑲嵌入任何平臺,最后因單品極致而獲得廣泛應用,關于此類軟件的定制開發將是衡量建筑工業化企業信息化管理水平的重要依據之一。

            ??三、建筑工業化產品+服務技術管理綜述 ???

            ? ? ? ?建筑工業化 指采用大工業生產的方式建造工業和民用建筑。它是建筑業從分散、落后的手工業生產方式逐步過渡到以現代技術為基礎的大工業生產方式的全過程,是建筑業生產方式的變革。早在1920年,歐洲在推廣建筑工業化時,就描述了它的的四個特征:設計標準化,構件工廠化,施工機械化,組織科學化,今天我們用產品+服務的四個專業化來詮釋仍有現實意義。 ????

            (一)?設計標準化:這是建筑工業化的前提,依托專業化的設計團隊實施,要求設計標準化與多樣化相結合,構配件設計要在標準化的基礎上做到系列化、通用化,國內面臨的問題是基礎標準的缺失,更多是把等同現澆強調為等于現澆,不利于工業化的推廣,在數字設計中,要一模到底,讓設計的數據可以被工廠機器讀取,現場施工組織使用。

            ?構件生產工廠化通過專業化的制造基地,預先在工廠生產出各種構配件運到工地進行裝配,不是工地的延伸淪為加工廠,通過發展構配件生產專業化、產品化,有計劃有步驟地提高預制裝配程度;在建筑材料方面,積極發展經濟合用的新型材料,重視就地取材,利用工業廢料,節約能源,降低費用。 ???

            ?施工機械化通過專業化的安裝團隊,實行機械化、半機械化和改良工具相結合,有計劃,有步驟地提高施工機械化水平,用機械取代人工,實行工廠預制、現場預制和工具式模板現澆相結合,用機械化的安裝改變現場建造模式。

            ?組織科學化通過專業的信息化服務,研究通過智能建造與新型建筑工業化融合,從設計、制作到施工現場安裝,運維全過程實行科學化組織管理,推進建筑產業互聯網的建設,這是建筑工業化的重要保證。

            ? ? ? 本文論述的建筑工業化產品+服務模式,正是通過四個專業化實現建筑工業化的四個特征,將產品和服務有機結合,形成適合裝配式建筑獨具特色的產品+服務技術體系,“四個專業化”是基礎,也只有具備這樣的能力,才能做好三個服務,服務市場拿訂單,服務工廠提效率,服務現場創品牌,通過智能建造和新型建筑工業化融合的方式,實現從事建筑工業化的企業五項業務的拓展,從而為企業與客戶創造價值,完善裝配式建筑工程組織建設,形成科研、設計、制造、施工一體化的核心競爭力。

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