建筑工业化产品+服务技术管理实践

                       贺鲁杰

       摘要 为完善装配式建筑工程组织建设，形成科研，设计，制造，施工一体化的核心竞争力，从事建筑工业化的企业不应只是单独的产品业务，简单的构件交付，或者单独的服务业务如深化设计、施工安装等，而是将产品和服务有机结合，形成适合装配式建筑独具特色的产品+服务技术管理体系。对于建筑业而言，产品+服务是个新的概念，其最早出现于汽车行业，通过提供服务让客户感到满意且信任，促进了汽车行业从生产型制造转向服务型制造，对装配式建筑行业有借鉴意义，本文总结企业在江苏省的装配式建筑技术管理实践，阐述如何在实际中应用建筑工业化产品+服务的技术管理体系。

一、建筑工业化产品+服务总体规划

       装配式项目的完成，需要设计、生产、施工及业主等社会各方共同配合来完成，因此必须建立一体化的经营管理模式。国内从事建筑工业化产品的企业较多，但多数缺乏全产业链思维，“只见树木，不见森林”，设计院大多采用“等同现浇”模式，为满足预制装配率要求硬拆成构件图，构件厂沦为加工厂，巨额投资的自动化生产线生产效率低，现场施工仍然按装传统现浇工法施工，构件产品从设计到安装并没有形成科学合理的对接，形成了“自扫门前雪”的管理断层，造成装配式建筑项目状况百出，背离推广装配式建筑，实现分工协作，科学管理，减少人工，提高人效，减少浪费，提高效益的建筑工业化初衷。 如何将产品和服务技术有机结合，本文结合企业装配式建筑技术管理实践，创新提出建筑工业化产品+服务技术管理体系。

二、四个专业化概述

       在“一个中心，两个融合，三个服务，四个专业化，五项拓展”中，四个专业化是核心，真正实现发展建筑工业化优势的初心，本文予以重点阐述。

（一）专业化的设计团队  从建筑、结构选型开始，便考虑使用什么样的技术体系达到工业化建造的要求，不是盲目的拆分，而是构件搭建的“构建法”设计，追求让设计简化，制作简单，施工简捷的“大道至简”设计理念，在江苏地区的装配式建筑技术实践中，目前重点推广以下技术。

1、重点推广不出筋、少出筋的叠合板密拼板缝的做法。只有这样才能发挥出自动化生产线的效率，也才能为现场采用先进的模架体系创造条件，鉴于桁架钢筋只起到增加楼板刚度的作用时，主要做法为改下部钢筋穿桁架筋为与纵向钢筋平行布置，可以使用焊网机，提高钢筋绑扎效率。

在大量的叠合板优化设计中，总结了四条经验供同行们分享：

1）叠合板比全预制的整体性好，优先使用。

2）单向板比双向板好，常规建筑中需考虑包络设计，对设计整体影响不大，含钢量基本一样，单向出筋便于安装，密拼板缝可节约模板，减少支撑。

3）预应力比非预应力好，可实现大跨度，更加节约钢筋，节约支撑。

4）现场专用工具开水电洞比工厂预留好，提高标准化程度，且位置更准确。

2、通过参数化设计，应用BIM技术正向设计，从设计阶段就建立自方案开始的施工图模型，深化设计后制造模型到工厂，建造模型到工地，竣工图模型到运营模型的全过程进度、质量、安全、成本、运维的信息化应用系统，从2016年起，从笔者组织的应用BIM模型进行预制装配率计算的南京市科研课题开始，经过社会各届不断实践，南京已经正式发布《关于加快推进我市建筑信息模型（BIM）技术应用的通知》宁科建字（2021）67号，从设计方案审查，施工图审查，施工和竣工阶段运用BIM系统进行项目智能监管及施工验收备案管理。

3、优化传统现浇主次梁设计，便于梁柱节点安装

1）框架结构中，在结构设计考虑吊装碰撞关系，建议在交叉方向主梁中考虑高差关系（50mm或100mm），从一次结构中做到交叉方向主梁出筋互相避让；

2）主梁结构设计中充分考虑梁端伸出主筋数量，根据弯矩图、配筋包络图等采用最少数量的梁端出筋，降低生产吊装的出筋数量，较大幅度提高生产、吊装中的容差性。

3）梁柱节点采用键槽节点，U型钢筋连接，次梁采用铰接方式计算，与主梁之间采用缺口梁搭接的方式进行安装，不需次梁端出筋，可大幅降低生产难度、吊装难度，提高生产效率，吊装效率。

（二）专业化的制造基地 专业化的制造基地的核心是拥有自主产权的建筑工业化产品生产线的软硬件设备，这样才能使用BIM技术、将ERP管理体系、MES系统控制自动化生产线、钢筋线、搅拌站的数据联通，实现装配式建筑工厂智能化全过程管理与生产。专业化的制造基地，具备完善的质量管理与追溯体系，精确计重自动布料机、高精度振捣台等高性能装备，保障产品质量，针对生产前期、中期、后期各个环节等工序进行全过程质量控制、半成品质量控制，成品质量控制，满足客户的质量要求。

国内首条拥有自主知识产权的全自动生产线

（三）专业化的安装团队

       专业化的安装团队包括专业化的管理人员，产业工人，和与产品配套的模架体系，其中专业化的管理人员是打通工地与工厂大物流的关键，只有他们才能专心研究，像指挥家一样让生产流水线的节拍与施工现场的流水节拍和谐一致，按销定产，实现安全的零库存管理。

专业化的产业工人是实现装配式建筑产品服务的基础，所有从建筑中分出的门窗、厨卫、家具、空调等行业都实现了产品+服务的模式，作为具备定制化属性的装配式建筑，目前最困难的是工厂如何从堆场到现场的构件供应，再现代化的管理工具都不如实实在在的把他们形成构件+服务的利益共同体，真正的总装团队不是传统劳务分包的工种，而是替总承包公司、构件工厂创造价值的贡献者，是“文”可用专业分析软件指导工厂排产、现场装配元施工，“武”可用专用模架、工具装配的白领+蓝领的“砼领”，他们不再和传统劳务比价格，而是让工程承包商，工厂经营者因其创造的价值而愿意高薪聘请的专业团队。

       如果想让装配式建筑和现浇结构造价持平甚至更低，就必须节约现场的施工模架，而装配式模架体系则是充分利用预制构件的早期强度，实现使用功能和建造功能的最大利用，本章仅介绍常用的盘扣式脚手架，独立顶撑等，很多工程总承包企业都在根据装配式构件产品特点研究开发新型模架装备。

1、盘扣式支撑架体 该架体方式能与装配式施工体系融合紧密，具备以下特性：

1）搭设、拆除、转运盘扣式支撑较传统钢管架更简便，培训简单；

2）适用于各种水平预制构件及现浇构件的支撑；

3）便于搭设梁底支撑，有活动扣件，可以安装在立杆的任意位置；

4）坚固耐用，便于运输，零散配件不易丢失，损耗低；

5）稳定性高，步距大，节省用量（较传统钢管架体颗节省40%~50%用量）；

2、独立支撑架体其多为建筑工业化产品的专用配套，一般具备以下特性：

1）在搭设、拆除、转运方面较盘扣式支撑更加简便，减少人工；

2）虽然为单独产品服务，但是当材料周转利用次数多时，可大幅降低费用，（较传统钢管架体颗节省50%~60%用量）；

3）稳定性较差，开间过大及阳台部位支撑需与传统钢管配合使用；

4）与铝模模板体系配合使用最佳，木模、组合模酌情使用；

（四）专业化的信息服务 基于信息化管理，实现构件生产计划、运输计划与项目需求计划匹配，实现构件产品的高效管理，物流的准确性和及时性，对工地不确定因素应急的快速反应，为管理人员和实施人员提供简单方便的信息服务。

      对于营销部门与业主的项目构件安装计划，导入BIM模型的数据，信息化管理平台可以按项目需求、模台利用率，确定并下达排产计划，确保构件生产节拍与项目节奏匹配(如图所示)，构件存储量满足现场需求。

工厂供应与现场需求示意图

如上图，其中梯形OAA2O3为预制工厂的供应曲线，直线O1C为辅助线，现场安装在构件生产后开始，需求随时间稳定增长，直至构件安装结束，在任意时点O2，必须保证梯形OAA1O2>三角形O1C2O2，为满足现场进度，通过计算构件开始供应及最大峰值，通过图形计算可知，工厂最佳库存OAC1O1=四边形OAC101—三角形C1C2O2。如工期紧采用高配模板方案，即O1C斜率变大，梯形OAA2O3的高度A1O2增加，边长OO3减少，表明模具投入大，生产时间短，如果构件标准化程度较高，工期充裕，可通过长线法，共模等方式能够满足现场进度，此时O1C斜率变小，梯形OAA2O3的高度A1O2减少，边长OO3增加，表明模具投入小，生产时间长（见下图）。

       由于建筑业的特点，世界上没有两家建筑公司、两个构件厂采用同样的信息化管理平台，然而专业化的装配式服务平台确可通用，因为工厂标准化生产与现场流水作业的理念使得它可以在微观上，寻找到工地的“三角形”需求计划与工厂的“梯形”供应计划在每一个时间点的对照，进而形成一套可追溯，可分析，可控制的专业软件，镶嵌入任何平台，最后因单品极致而获得广泛应用，关于此类软件的定制开发将是衡量建筑工业化企业信息化管理水平的重要依据之一。

  三、建筑工业化产品+服务技术管理综述    

       建筑工业化 指采用大工业生产的方式建造工业和民用建筑。它是建筑业从分散、落后的手工业生产方式逐步过渡到以现代技术为基础的大工业生产方式的全过程，是建筑业生产方式的变革。早在1920年，欧洲在推广建筑工业化时，就描述了它的的四个特征：设计标准化，构件工厂化，施工机械化，组织科学化，今天我们用产品+服务的四个专业化来诠释仍有现实意义。     

（一） 设计标准化：这是建筑工业化的前提，依托专业化的设计团队实施，要求设计标准化与多样化相结合，构配件设计要在标准化的基础上做到系列化、通用化，国内面临的问题是基础标准的缺失，更多是把“等同现浇”强调为“等于现浇”，不利于工业化的推广，在数字设计中，要“一模到底”，让设计的数据可以被工厂机器读取，供现场施工组织使用。

 （二）构件生产工厂化：通过专业化的制造基地，预先在工厂生产出各种构配件运到工地进行装配，不是工地的延伸沦为“加工厂”，通过发展构配件生产专业化、产品化，有计划有步骤地提高预制装配程度；在建筑材料方面，积极发展经济合用的新型材料，重视就地取材，利用工业废料，节约能源，降低费用。    

（三） 施工机械化：通过专业化的安装团队，实行机械化、半机械化和改良工具相结合，有计划，有步骤地提高施工机械化水平，用机械取代人工，实行工厂预制、现场预制和工具式模板现浇相结合，用机械化的安装改变现场建造模式。

（四） 组织科学化：通过专业的信息化服务，研究通过智能建造与新型建筑工业化融合，从设计、制作到施工现场安装，运维全过程实行科学化组织管理，推进建筑产业互联网的建设，这是建筑工业化的重要保证。

      本文论述的建筑工业化产品+服务模式，正是通过四个专业化实现建筑工业化的四个特征，将产品和服务有机结合，形成适合装配式建筑独具特色的产品+服务技术体系，“四个专业化”是基础，也只有具备这样的能力，才能做好三个服务，服务市场拿订单，服务工厂提效率，服务现场创品牌，通过智能建造和新型建筑工业化融合的方式，实现从事建筑工业化的企业五项业务的拓展，从而为企业与客户创造价值，完善装配式建筑工程组织建设，形成科研、设计、制造、施工一体化的核心竞争力。