基于霍爾三維結(jié)構(gòu)的裝配式建筑精益成本管理研究

王曉燕 林 濤

（中國(guó)十七冶集團(tuán)有限公司工程設(shè)計(jì)分公司， 安徽 馬鞍山 243000）

傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土的施工方式存在施工噪音大、環(huán)境污染嚴(yán)重、施工周期長(zhǎng)、設(shè)備利用率地等缺點(diǎn)，已無(wú)法滿足可持續(xù)發(fā)展的要求。2017 年3 月住建部發(fā)布了《“十三五”裝配式建筑行動(dòng)方案》，提出改善當(dāng)前困境的方式是走建筑工業(yè)化道路——大力推廣裝配式建筑。此后，國(guó)務(wù)院、住建部和各地陸續(xù)發(fā)布多條推廣裝配式建筑相關(guān)政策及法律法規(guī)，裝配式建筑在我國(guó)發(fā)展前景可期。

與傳統(tǒng)施工工藝相比，裝配式建筑項(xiàng)目的整體成本仍然偏高，這也成為了制約裝配式建筑在我國(guó)發(fā)展的一個(gè)重要因素。因此，對(duì)裝配式建筑項(xiàng)目的成本進(jìn)行分析，探究降低成本的方法，對(duì)推進(jìn)裝配式建筑在我國(guó)的發(fā)展具有重要意義。目前，已有許多學(xué)者對(duì)裝配式建筑的成本進(jìn)行研究，趙亮等[1]從裝配式建筑成本影響因素角度進(jìn)行分析，針對(duì)設(shè)計(jì)因素、管理因素、技術(shù)因素和政策因素四個(gè)方面的成本管理提出了建議；王穎等[2]以某實(shí)際住宅樓為研究對(duì)象，對(duì)比分析了傳統(tǒng)建造施工方式和裝配式建筑施工方式的成本差異，針對(duì)裝配式建筑成本較高的階段，提出了相應(yīng)的建議；陳艷等[3]則建立了裝配式建筑成本控制的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，利用VENSIM 軟件進(jìn)行仿真分析，探究影響成本因素之間存在的關(guān)系，并給予了相關(guān)建議；常春光等[4]則認(rèn)為裝配式建筑的構(gòu)件生產(chǎn)階段成本是其影響整體成本最重要的階段，因此對(duì)于構(gòu)件生產(chǎn)階段的構(gòu)件加工圖設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、模具生產(chǎn)及使用、構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)等角度歸納成本高的原因，并提出了相關(guān)控制措施。

通過(guò)大量的文獻(xiàn)梳理可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有文獻(xiàn)主要從宏觀上針對(duì)目前階段我國(guó)裝配式建筑成本較高的原因進(jìn)行探究，缺乏理論支撐與微觀層面的具體措施建議。因此本研究基于霍爾三維模型，從時(shí)間角度、知識(shí)角度和邏輯角度探究裝配式建筑成本構(gòu)成及管控方法。

1 裝配式建筑的成本構(gòu)成、霍爾三維結(jié)構(gòu)理論與精益成本管理思想

1.1 裝配式建筑的成本構(gòu)成

裝配式建筑成本指的是在裝配式建筑工程項(xiàng)目生命周期內(nèi)涉及的全部費(fèi)用，按照工程項(xiàng)目的時(shí)間階段可以分為以下四類：規(guī)劃設(shè)計(jì)成本、建造生產(chǎn)成本、倉(cāng)儲(chǔ)物流成本、施工安裝成本。因此，對(duì)這些過(guò)程進(jìn)行精益管理是降低裝配式建筑成本的關(guān)鍵。各階段裝配式建筑成本構(gòu)成見圖1。

1.2 霍爾三維結(jié)構(gòu)理論

圖1 裝配式建筑項(xiàng)目成本構(gòu)成

二十世紀(jì)六十年代，美國(guó)系統(tǒng)工程專家霍爾（A. D.Hall） 提出了一種三維空間結(jié)構(gòu)的理論方法，該方法旨在解決某些大型復(fù)雜項(xiàng)目規(guī)劃、組織、協(xié)調(diào)等管理問題。霍爾三維結(jié)構(gòu)理論將系統(tǒng)工程研究的對(duì)象根據(jù)不同階段、所用知識(shí)和邏輯方法分為知識(shí)維、時(shí)間維和邏輯維。運(yùn)用相關(guān)專業(yè)知識(shí)，為求解大型復(fù)雜項(xiàng)目提供了有效的分析工具。劉暢等[5]分析了PPP 項(xiàng)目存在的風(fēng)險(xiǎn)及其特征,探究了社會(huì)資本在PPP項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理中的研究現(xiàn)狀。利用霍爾三維結(jié)構(gòu)模型知識(shí)，從時(shí)間維度、知識(shí)維度和邏輯維度三個(gè)方面，構(gòu)建了PPP 項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)集成框架；劉娟[6]針對(duì)某煉化建設(shè)項(xiàng)目管理存在的問題，開展了霍爾三維結(jié)構(gòu)的項(xiàng)目進(jìn)度影響因素分析，提出了基于霍爾模型的進(jìn)度控制措施。

1.3 精益成本管理思想

與傳統(tǒng)建筑工程項(xiàng)目成本管理方法相比，精益管理更注重項(xiàng)目全過(guò)程的成本管理，因此使用精益管理的思想進(jìn)行成本管理更為全面。精益成本管理在建設(shè)工程項(xiàng)目的招標(biāo)、設(shè)計(jì)、施工、物流等多個(gè)方面進(jìn)行研究，針對(duì)各階段影響成本的因素進(jìn)行分析，進(jìn)而提出針對(duì)性的成本管理方法，從而達(dá)到提高效率，降低成本的目的。

2 霍爾三維結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建與分析

依據(jù)霍爾三維結(jié)構(gòu)理論，本文構(gòu)建的裝配式建筑精益成本管理霍爾三維結(jié)構(gòu)模型如圖2 所示。

圖2 精益成本管理霍爾三維結(jié)構(gòu)模型圖

2.1 時(shí)間維度

1） 規(guī)劃設(shè)計(jì)階段成本管理，裝配式建筑項(xiàng)目成本構(gòu)成的開始階段是規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，通常情況下在此階段應(yīng)加強(qiáng)前期工作，根據(jù)相關(guān)知識(shí)與法規(guī)做出規(guī)劃與設(shè)計(jì)，以求用最小的投資獲得最大收益。根據(jù)精益成本管理思想在深化設(shè)計(jì)時(shí)提出以下兩點(diǎn)方法：方法一是推行并行設(shè)計(jì)，在裝配式建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，讓各階段相關(guān)主體派出技術(shù)人員共同參與。方法二是基于BIM 的精細(xì)化管理，各專業(yè)協(xié)同作業(yè)；運(yùn)用BIM 技術(shù)查找疏漏，進(jìn)行碰撞檢查，有利于降低由設(shè)計(jì)變更產(chǎn)生的成本[7]；利用BIM 技術(shù)搭建的信息平臺(tái)，建立標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件族庫(kù)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，減少了后期設(shè)計(jì)成本[8]。

2） 建造生產(chǎn)階段成本管理，生產(chǎn)階段的成本是裝配式建筑生命周期成本中占比最大的部分。裝配式預(yù)制構(gòu)件在生產(chǎn)階段運(yùn)用以下精益成本管理方法：方法一是實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，指的是搜集生產(chǎn)信息、確保原材料供應(yīng)、根據(jù)構(gòu)件信息庫(kù)中的信息進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化量產(chǎn)。方法二是進(jìn)行精益供應(yīng)鏈管理，建立BIM 原材料供應(yīng)信息共享平臺(tái)。

3） 倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)輸階段成本管理，倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)輸階段的成本管理主要通過(guò)實(shí)行準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)和加強(qiáng)構(gòu)件運(yùn)輸保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。實(shí)行準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)，主要指是合理規(guī)劃預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)與完成時(shí)間，對(duì)一次性完成的產(chǎn)量進(jìn)行把控，從而有效利用儲(chǔ)存空間，降低庫(kù)存成本。加強(qiáng)構(gòu)件運(yùn)輸保護(hù)指的是預(yù)制構(gòu)件在工廠完成生產(chǎn)后由物流運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)出場(chǎng)裝車階段、運(yùn)輸階段進(jìn)行嚴(yán)苛的質(zhì)量把關(guān)，降低二次修復(fù)成本。

4） 施工裝配階段成本管理，裝配式預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)后就要進(jìn)行組裝，在這個(gè)階段需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行有序管理，組織協(xié)調(diào)各項(xiàng)施工信息，確保正常作業(yè)[9]。基于精益管理方法對(duì)施工裝配階段的成本管理提出以下方法：方法一進(jìn)行5S 現(xiàn)場(chǎng)施工管理，這種方法對(duì)裝配式建筑項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)管理非常高效，通過(guò)將各方面信息進(jìn)行整合進(jìn)行同步把控。方法二制定合理預(yù)制吊裝計(jì)劃，裝配式預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行組裝，否則會(huì)占用現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地，增加現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)存成本。5S 現(xiàn)場(chǎng)管理方法在裝配式建筑項(xiàng)目施工裝配階段的應(yīng)用如表1。

表1 5S 管理在裝配式建筑現(xiàn)場(chǎng)的做法

2.2 邏輯維度

邏輯維指的是在時(shí)間維的每個(gè)階段中索要執(zhí)行的工作內(nèi)容都應(yīng)遵循的思維程序，也就是指精益管理思想進(jìn)行成本管理的每個(gè)階段應(yīng)有的思維過(guò)程。運(yùn)用系統(tǒng)工程思想解決工程項(xiàng)目問題時(shí)，邏輯維度一般可分為以下幾個(gè)步驟，如表2 所示。

表2 邏輯維度的步驟

2.3 知識(shí)維度

裝配式建筑精益管理的知識(shí)維度主要包括項(xiàng)目知識(shí)、財(cái)務(wù)知識(shí)、法律知識(shí)和管理知識(shí)。項(xiàng)目知識(shí)指的是要熟悉配式建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸及裝配階段的流程。財(cái)務(wù)知識(shí)指的是探討裝配式建筑項(xiàng)目各階段的成本構(gòu)成，分析影響成本的主要因素，從微觀角度和宏觀角度分析成本管理的內(nèi)容，協(xié)調(diào)各參與主體的利益關(guān)系。法律知識(shí)指的是裝配式建筑工程項(xiàng)目的生命周期中，從招標(biāo)階段到項(xiàng)目完工階段，要規(guī)避各種法律風(fēng)險(xiǎn)。管理知識(shí)指的要靈活運(yùn)用精益管理理論，包括精益價(jià)值管理理論和精益管理特點(diǎn)。

3 基于霍爾三維結(jié)構(gòu)的裝配式建筑精益成本管理模型

3.1 裝配式建筑項(xiàng)目成本管理霍爾三維結(jié)構(gòu)模型的活動(dòng)矩陣

霍爾三維結(jié)構(gòu)模型通過(guò)將時(shí)間維、邏輯維與知識(shí)維的有效結(jié)合，可能清楚的洞悉空間中某一點(diǎn)狀態(tài)，并有針對(duì)性的研究成本管理模式與方法。三維結(jié)構(gòu)模型還可以選取其中兩個(gè)維度簡(jiǎn)化為二維平面結(jié)構(gòu)，能夠更加直觀的了解兩個(gè)維度不同節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系。根據(jù)矩陣?yán)碚摚x取時(shí)間維和邏輯維兩個(gè)維度，將這兩個(gè)維度交叉形成的平面以m*n 各元素構(gòu)成的矩陣呈現(xiàn)：

運(yùn)用系統(tǒng)工程理論知識(shí)，將裝配式建筑生命周期內(nèi)時(shí)間維的4 個(gè)階段與邏輯維的7 個(gè)步驟組合，構(gòu)成了28 個(gè)元素的各階段下裝配式建筑精益成本管理活動(dòng)矩陣，如表3 所示，其中aij（i=1，2，…，5；j=1，2，3，…，7） 表示精益成本管理在各階段的具體活動(dòng)。

3.2 基于霍爾三維結(jié)構(gòu)的裝配式建筑成本管理模型

基于以上霍爾三維結(jié)構(gòu)從時(shí)間維、邏輯維、知識(shí)維三個(gè)維度對(duì)裝配式建筑工程項(xiàng)目的成本管理思路，將各要素有機(jī)結(jié)合，構(gòu)建相應(yīng)裝配式建筑項(xiàng)目精益成本管理模型，如圖3所示。

表3 裝配式建筑精益成本管理活動(dòng)矩陣

圖3 裝配式建筑項(xiàng)目精益成本管理模型圖

從圖3 可以看出，裝配式建筑項(xiàng)目涉及參與主體多，具有復(fù)雜不確定性的特點(diǎn)，隨著裝配時(shí)間生命周期內(nèi)各階段的推進(jìn)，成本管理工作的主體及對(duì)象也相應(yīng)發(fā)生了改變，因而需要更豐富廣闊的知識(shí)支撐。精益成本管理思想通過(guò)知識(shí)維和時(shí)間維將各分散的階段緊密聯(lián)系到一起，邏輯維貫穿于裝配式建筑工程項(xiàng)目的各個(gè)階段，針對(duì)不同時(shí)間維的成本管理對(duì)象，結(jié)合各個(gè)階段的參與主體，循環(huán)使用7 個(gè)邏輯步驟，不斷分解細(xì)化成本管理目標(biāo)與操作，以達(dá)到對(duì)整體成本管控的目標(biāo)。

4 結(jié)語(yǔ)

與傳統(tǒng)施工工藝相比，裝配式建筑項(xiàng)目的整體成本仍然偏高，這也成為了制約裝配式建筑在我國(guó)發(fā)展的一個(gè)重要因素。本文通過(guò)從時(shí)間維、邏輯維、知識(shí)維三個(gè)維度建立霍爾三維結(jié)構(gòu)裝配式建筑成本管理模型，搭建了精益成本管理模式，從裝配式建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃、建造生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)輸、施工裝配階段提出了成本管理措施，以期能夠有效降低裝配式建筑成本。