鋁合金模板標準化研究及效益分析

王 超

(北京中鐵建建筑科技有限公司 北京 100040)

1 前言

鋁合金模板作為新型金屬模板，周轉次數多，可被多次運用在工程建設期間，具有極強的經濟適用性，操作方便，施工效率快，可重復周轉，為施工人員提供了一個安全、文明的工作環境，利用鋁合金模板施工也響應了國家綠色環保及可持續發展的策略，必將得到廣泛應用[1－3]。但同時，鋁模也面臨業務線條長、資產投入大、資產周轉處置繁瑣等問題，尤其國內工程結構設計的多樣性、復雜性特點，導致后期模板返廠周轉率低、庫存積壓、原材料資金緊張等問題。

如何通過對模板全壽命周期節點分析研究，實現資產的高效周轉以及降本增效，模板標準化分析提上日程。

2 鋁模標準化研究及效益分析

鋁合金模板標準化涵蓋模板設計標準化、生產標準化、庫存標準化，涉及設計、加工、物資采購和存儲、返廠改制等全過程。

2.1 設計標準化

設計模塊分為深化設計和配模設計，其中與生產相接的模塊為配模設計，產出內容為模板清單、生產圖和安裝圖，行業平均周期為7～10 d，大約35～40個工時。配模設計效率低，錯誤率高。為提高設計效率，形成規范化設計，優化設計程序，需區分模板標準件與非標件。

2.1.1 非標件分類

以下對非標件進行簡單的分類，非標件分類占比見表1。

表1 非標件分類占比

(1)普通非標，屬于常備物資型材類，返廠容易改制:

①長度不滿足50的模數，一律為非標；

②長寬均滿足50的模數，但總體流轉效率低下，不列入標準件表，設計配模不優先考慮。

(2)非標尺寸非標，多數為剖切件，因結構設計原因[4]，多出現在節點造型(非標線條、難拆空間…)、非標尺寸梁墻板、斜梁、變截面、吊模等，返廠不容易改制，甚至報廢:

①非標尺寸指普板寬度非50模數；

②C槽非常備物資型材。

(3)異形件非標，受體系影響和行業傳統方案制約[5]，多出現在樓梯、節點造型(弧形、難拆空間、凹凸線條…)、非標尺寸梁等；或者特殊的項目要求如爬架、外保溫、免抹灰等[6－7]，造成大量異形剖切模板、錯孔板、背孔板，返廠改制非常困難，一般情況報廢處理。

2.1.2 標準件表

收集2018年3月～2019年4月間共178個項目(不包含相同項目、樣板間、公建項目、預制內隔墻等特殊項目)的鋁合金模板鋁件數據，進行數據初步處理，輸出項目原標準件數量占比、面積占比、重量占比，合計27 714類模板編碼，總數量1 645 594件，總面積314 967 m2，總重量7 804 927 kg。詳見表2。

表2 178個項目原標準件匯總數據分析

通過數據整理，分析模板在項目使用當中的頻次及數量，結合項目的特殊要求，如反坎施工、構造柱一次帶出、外墻全砼、疊合板鋁模支撐等對標準件的影響[8]，對比優化前后的數據，標準模板調整至264種時，標準件面積占比趨于80%，滿足設計及生產的需要。

2.1.3 設計標準化應用

市面上普遍通用的標準模板大概20～30余種，不同企業之間規格尺寸不一，導致不同企業的鋁合金模板難以互換使用[9]，部分企業標準件種類定義多達近500余種，由此可見設計的標準不一。規范設計部對模板的配模應用，為各工廠對模板的循環使用提供基礎，是建立標準件表的初衷。標準件表的應用及影響如下:

(1)通過標準件表的應用，形成統一的設計規范，減少人員思維多樣性造成的模板件數、種類多樣化，為設計軟件編程提供基礎，從而減少設計錯誤，提高設計效率。

(2)通過標準件表的應用，形成標準的生產大樣圖、通用圖，提高繪圖效率的同時，減少生產圖紙錯誤，通過對工人的統一培訓，間接提高生產效率。

(3)通過標準件表的應用，安裝圖排布呈現一定規則，通過對設計員工的培訓，可以提高員工相互審查的效果；工程服務技術指導可根據規則判斷圖紙的正確性，有利于遠程溝通的有效性。

設計標準化應用，同樣可以運用到設計管理當中，配模設計、生產圖繪制、安裝圖繪制呈現的規則化，可將設計步驟分組化，做到下游審查上游的同時，大大縮短設計周期，形成強大的市場競爭力。標準化的應用與設計管理模式的結合，可將設計周期壓縮至5 d以內，設計工時提升57.1%，設計質量錯誤控制在3‰以下，大大提高了設計效率及設計質量，設計成本單價顯著降低。

2.2 生產標準化

生產線涉及多個生產步驟，如鋸切、沖壓、焊接、整形、噴涂、質檢等，上下游還包括計劃排產、生產倒運、清點出入庫等。冗長的生產線以及大量的員工業務交叉，使得企業對生產的模式進行更深層次的探討[10]。

2.2.1 按部位生產

早期的生產清單，以設計部位排產加工，按預裝需要，依次生產墻、梁、板、節點、樓梯和吊模。問題如下:

(1)重復領料生產，倒運困難，人力物力耗損。

(2)尾料浪費，不能批量生產，基材算量困難，容易形成尾料，造成型材呆滯和浪費，見圖1，圖示為型材鋸切后剩余的尾料，不能及時運用到項目中去，造成的尾料積壓。

圖1 基材尾料示意

(3)人效低，不能批量生產，員工需反復查看圖紙，調校機器，不能流水線作業。

(4)質檢困難，物料碼放不能成包規，圖紙類型多，物料查驗繁瑣。

(5)場地占用大，容易漏單，倒運困難等。

2.2.2 批量化生產

依照標準件表，項目計劃排產可劃分為標準件、非標件、異形件等。通過不同生產線的劃分，分別測試不同類型的加工生產人效，見表3。

表3 生產加工人效

依照項目面積大小以及標準件、非標件、異形件的比例，通過人效計算，可合理安排人工生產，或提前執行標準件補庫，實現批量化生產:

(1)大大縮短生產周期，提高整體生產效率，形成強大的市場競爭力。

(2)員工查閱的圖紙單一，降低錯誤率及返工現象。

(3)減少生產重復領料造成的人力物力耗損。(4)批量生產，可合理計算基材長度，實現基材定尺，減少尾料浪費。(5)生產成品成包規，清點、質檢、倒運方便。(6)可區分工作難易程度，合理劃分員工工資，避免挑料現象而造成尾單周期長等問題。

模板標準件生產成本在100元/m2左右，模板非標準件生產成本在140元/m2左右，模板標準件與模板非標準件的生產成本相差40元/m2。

2.3 庫存標準化

模板庫存分為基材庫存、成品庫存和返廠庫存。

2.3.1 基材庫存標準化

基材庫存，即原材料庫存，涉及原材料資金占用及場地占用問題。

未建立標準件庫，設計呈現多樣化，型材使用規格種類、數量沒有參考性，基材采購常常需要一次采購幾百至上千噸，且對基材的庫存結構無法精準把控[11]，造成大量基材呆滯，遲遲難以消耗，原材料資金浪費嚴重，見圖2，圖示為前期未建立標準件庫時，大量購買型材不能及時消耗，造成的呆滯型材落滿灰塵。

圖2 呆滯型材落灰

(1)建立標準件庫，且項目標準件比率達到80%，可分析通用型材使用的頻次，對于頻次高的模板型號，可通過基材定尺的方式，減少鋸切生產的損耗，降低材料成本，見表4。

表4 基材定尺

(2)通過對項目基材平均用量的分析，結合標準件庫存種類和數量，可計算項目非標件、異形件等所需基材用量，根據采購周期，進行階段性采購，避免基材庫存積壓，造成資源浪費等現象。項目標準件比率達到80%，可將單個項目型材新增量控制在8%～10%，按照目前材料市場價格18 000元/t計算，型材新增材料可降低至64 000～80 000元。

2.3.2 成品庫存

根據標準件表，找出歷史工程中使用頻率較高的鋁合金模板的種類、型號和尺寸，根據工廠的產能，提前生產標準通用模板，或提前進行返廠標準板補庫，以便縮短模板的生產周期。成品模板定點擺放[12]，成品庫存現場標準化定制規劃，見圖3，實現快速補庫和平庫，節約人工成本和場地占用。

圖3 成品庫存示意

結合成品庫存，工廠可根據非標件庫存進行專項分析，成立非標改制小組，進行定向消耗，減少庫存的呆滯。

2.3.3 返廠庫存

依照標準件表，模板返廠后，會按照標準件、非標件、異形件區分上架，見圖4，圖示為返廠模板清灰后，分區上架。

圖4 返廠庫存示意

標準件成包規后，會直接進入生產區拋丸改制、平庫，減少場地的占用。同時，新加工模板數量減少，可縮短生產周期，實現模板快速周轉。

而非標準模板由于通用性差，會導致模板在工廠長期閑置，造成鋁合金模板返廠周轉率低、庫存積壓等問題。非標件通常通過項目改制，進行庫存消耗，因此，標準件比率越高，原材料購買越少，非標件改制成本和損耗越低。一個1 800 m2的項目樓棟，模板標準化程度低，每增加5%非標件比率，大約增加8 000元改制費。

3 結束語

通過鋁合金模板標準化，進行一系列設計、生產、庫存優化改進，形成標準件表，建立標準件庫，優化庫存結構，制定基材定尺降低損耗，進行非標定向改制設計等，提高了設計、加工效率，減少了生產周期，加快了物資周轉，標準化生產設計可降低45～50元/m2，全過程項目周期可控制在30 d以內，形成強大的市場競爭力。