曾先才 廖建軍 傅千龍

摘 ?要：精益建造實質(zhì)上是一種生產(chǎn)管理技術(shù)，其核心理念是高效化、精細化、只做有價值的工作。文章的研究出發(fā)點就是基于精益建造理論，從高速公路中小橋梁預制安裝過程中的預制構(gòu)件生產(chǎn)、運輸、拼裝及吊裝、施工管理等四個方面，分析和識別出的各個環(huán)節(jié)的浪費并逐一消除，以節(jié)約成本。

關(guān)鍵詞：精益建造;浪費;預制;中小橋梁

中圖分類號：TU71 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）22-0142-03

Abstract： Lean construction is essentially a kind of production management technology， and its core idea is high efficiency， refinement and valuable work only. Based on the lean construction theory， this paper starts withfour aspects， i.e. production， transportation， assembly and hoisting， and construction management of prefabricated components in the process of prefabrication and installation of small-and medium-sized bridges of the highway， analyzes and identifies the waste of each link， and eliminates one by one， in order to save the cost.

Keywords： lean construction; waste; prefabrication; small and medium-sized bridges

引言

建筑工業(yè)化的迅速發(fā)展推動了預制裝配式結(jié)構(gòu)的廣泛應用。預制裝配式結(jié)構(gòu)帶來了結(jié)構(gòu)形式的革新，然而，其建造技術(shù)及管理方法仍存在問題，如預制構(gòu)件生產(chǎn)不連續(xù)、二次搬運、組織結(jié)構(gòu)不合理、生產(chǎn)管理粗放等，增加了浪費，帶來了建造成本的提高。這些問題嚴重影響了預制裝配式結(jié)構(gòu)的推廣和發(fā)展，并損害施工企業(yè)效益和信譽。有效管理是解決工業(yè)化進程中預制裝配式結(jié)構(gòu)生產(chǎn)建造過程成本較高的方法之一，而精益建造是一種有效的管理方法和措施[1-3]。

精益建造的實質(zhì)是一種生產(chǎn)管理技術(shù)，核心理念是精細化、高效化、只做有價值的工作。精益建造的概念起源于制造業(yè)，是日本豐田汽車在戰(zhàn)后面臨市場低迷、資金短缺、大批量生產(chǎn)的模式下提出的，在精益制造模式的引導下，豐田模式的成功在國際上引起極大震動，80年代，美國學者總結(jié)豐田生產(chǎn)模式，發(fā)表了著作《精益思想》，系統(tǒng)地闡述了其原則和方法，并將其擴大到制造業(yè)以外的領(lǐng)域[4-6]。建筑工業(yè)化和精益建造的許多目標是一致的，如標準化生產(chǎn)、降低浪費、提高效率等，都是傳統(tǒng)建筑業(yè)向先進的制造業(yè)生產(chǎn)方式和管理方法的改進。

國際精益建造協(xié)會對精益建造的定義是“一種基于生產(chǎn)觀的項目交付方式，是設(shè)計和建造的新方法，尤其適用于復雜、不確定和工期短的項目”[7];美國總承包協(xié)會對精益建造的定義是“在建設(shè)過程的計劃、設(shè)計、建造、運行、維護、拆除、廢物利用和回收等各個維度中追求全局性持續(xù)改進、成本最小化、價值最大化的概念的集合”[7];美國的Koskela對精益建造的定義為“一種為建造業(yè)設(shè)計的，以減少生產(chǎn)過程中的浪費（時間浪費和材料浪費）和創(chuàng)造最大價值為目的的生產(chǎn)系統(tǒng)”[8]。

精益建造的理論衍生于生產(chǎn)理論，將建設(shè)項目類比為生產(chǎn)系統(tǒng)，從轉(zhuǎn)換（Transformation）、流（Flow）和價值生產(chǎn)（Value）三個方面解釋建設(shè)過程（即TFV理論），以實現(xiàn)建筑產(chǎn)品交付、效益最大化和浪費最小化三個基本目標[9]。

在精益建造理論中，將非增值活動稱為“浪費（Waste）”7種主要的浪費分別為：（1）返工;（2）過度生產(chǎn);（3）過多操作;（4）庫存;（5）物料二次搬運;（6）多余動作;（7）等待[10]。本文的研究出發(fā)點就是基于精益建造理論，分析和識別出高速公路中小橋梁預制安裝過程中的這些浪費并逐一消除，以節(jié)約成本。

1 構(gòu)件生產(chǎn)階段

高速公路中小橋梁預制安裝過程分為構(gòu)件生產(chǎn)、運輸、拼裝及吊裝等三個主要階段。

1.1 構(gòu)件生產(chǎn)階段浪費原因分析

本文通過實地調(diào)研的方式收集相關(guān)數(shù)據(jù)，從不同角度發(fā)現(xiàn)及分析問題，中小橋梁預制構(gòu)件生產(chǎn)階段的浪費包括：

（1）等待浪費。主要包括人員、機器的待工浪費兩個方面，其原因包括溝通不暢使原材料供應不及時、原材料設(shè)備故障等，導致構(gòu)件不能及時進入生產(chǎn)流程。

（2）多余動作浪費。包括人員和設(shè)備數(shù)量多余和多余操作兩方面。設(shè)備數(shù)量多余體現(xiàn)在預制構(gòu)件廠部分設(shè)備使用頻率小，并占用的較大的生產(chǎn)空間。其原因是購買設(shè)備時未充分考慮技術(shù)和成本方面的因素或設(shè)備的設(shè)計標準與構(gòu)件生產(chǎn)標準不符。設(shè)備的多余操作浪費表現(xiàn)在設(shè)備空轉(zhuǎn)，其原因為生產(chǎn)管理人員未根據(jù)項目實際情況安排合理的生產(chǎn)計劃。大部分生產(chǎn)企業(yè)存在一定的人員精簡空間，即存在人員數(shù)量多余，多余崗位的設(shè)置造成人工成本的增加，但對生產(chǎn)效率沒有影響。人員的多余動作浪費隱蔽性較強，但對生產(chǎn)效率影響極大，構(gòu)件廠流水線生產(chǎn)模式易造成工人重復工作、等待的情況，造成工人疲勞，進而影響工作效率。

（3）不合格品的浪費。構(gòu)件在生產(chǎn)過程中存在破損、掉角等問題，其不合格率很高。不合格品出現(xiàn)原因為操作工人的技術(shù)水平不佳以及設(shè)備問題，大部分不合格品經(jīng)手工修補可避免作廢。

1.2 構(gòu)件生產(chǎn)階段關(guān)鍵技術(shù)

為減少構(gòu)件生產(chǎn)階段的浪費，應從多個維度進行把控，基于精益建造的中小跨徑橋梁預制構(gòu)件生產(chǎn)階段關(guān)鍵技術(shù)如下：

（1）溝通交底。交底目的是使生產(chǎn)單位正確貫徹設(shè)計意圖，使其加深對設(shè)計文件特點、難點、疑點的理解，掌握關(guān)鍵構(gòu)件的質(zhì)量要求，確保構(gòu)件生產(chǎn)質(zhì)量，為后面構(gòu)件生產(chǎn)過程打下基礎(chǔ)。另外，還需與供應商溝通好材料和機械設(shè)備的供應情況，確定材料和設(shè)備的到達時間，確保生產(chǎn)活動高效、有序進行，使浪費最小化。

（2）進度編排。進度計劃直接影響構(gòu)件的生產(chǎn)效率，因此，應由生產(chǎn)管理人員編制好生產(chǎn)計劃，由采購人員編排好供貨計劃，減少人員和設(shè)備的等待浪費以及多余動作浪費。

（3）工藝評定試驗。鋼材下料前，根據(jù)不同的板厚所涵蓋的范圍，同時考慮到各種板厚在鋼箱梁中所占的比例和重要程度，分別選取相應厚度的鋼板進行切割工藝評定試驗。節(jié)段制造開工前，根據(jù)圖紙確定的結(jié)構(gòu)形式結(jié)合公司實際施工條件組織焊接工藝評定，根據(jù)圖紙的焊縫接頭形式確定擬用的焊接設(shè)備及焊接方法、焊接坡口形式及焊接參數(shù)、焊接順序，編寫焊接工藝評定任務(wù)書報監(jiān)理工程師審批。

（4）工裝、胎架制作。臨時支墩嚴格按圖紙要求進行計算設(shè)計，并繪制正式施工圖紙，臨時支墩圖和設(shè)計計算書必須經(jīng)監(jiān)理工程師審批后方可開始制作。嚴格按圖紙的要求進行單元件胎架及匹配預拼總裝胎架設(shè)計，并繪制正式施工圖紙。

（5）放樣、下料。所有零部件嚴格按圖紙和工藝要求采用計算機放樣，預留制作和安裝時的焊接收縮補償量和加工余量。號料前應檢查鋼板的牌號、規(guī)格、質(zhì)量，鋼板如有折皺、翹曲等影響質(zhì)量的現(xiàn)象必須矯平，表面油污、氧化皮等污物應清除干凈再進行號料。號料套料時嚴格按工藝排版圖進行，號料所劃切割線必須正確清晰，鋼板的起吊轉(zhuǎn)運應采用磁力吊具，以保證鋼板及下料后零件的平整度。切割應優(yōu)先采用精密切割如數(shù)控等離子、自動、半自動切割。底板、腹板、翼板、橫隔板采用數(shù)控下料，縱向加強筋采用拉條機進行下料，手工切割僅適用次要零件或切割后仍需加工的零件。

（6）加工、矯正。上下翼緣板、底板、腹板不等厚對接過渡坡口等零部件加工采用刨邊機加工。各零部件下料后應進行矯正，矯正后的允許偏差滿足相應的標準要求。

（7）線型控制。在施工前，除根據(jù)設(shè)計給出數(shù)據(jù)外，還要根據(jù)現(xiàn)場安裝情況進行細致計算。每跨的預拱度值要根據(jù)跨度及組合梁截面特性進行計算。具體部位的預拱度按照二次拋物線方程進行布置，結(jié)合組合梁縱坡度、橫坡度計算出每個參考節(jié)點的三維坐標，以利于整體控制線性。組合梁在加工及焊接過程中，板單元及節(jié)段的三維尺寸要按照實際縱坡、預拱度、橫坡來控制，同時要考慮在加工、組裝、總拼過程中的焊接變形。

2 構(gòu)件運輸階段

2.1 構(gòu)件運輸階段浪費原因分析

構(gòu)件運輸階段的浪費體現(xiàn)在：

（1）運輸效率低，運輸成本增加。其原因是運輸缺乏合理規(guī)劃，存在交通擁擠、交通部門管制、載荷限制等潛在拖延因素。這些因素在構(gòu)件由生產(chǎn)廠家運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場前應提前考慮。

（2）構(gòu)件的二次搬運。施工現(xiàn)場的不確定性以及為了應對庫房對構(gòu)件的臨時存放，導致廠房內(nèi)及廠房到施工現(xiàn)場構(gòu)件的二次運輸。為減少二次搬運浪費，應降低施工和生產(chǎn)的不確定性，形成有效的運輸計劃，減少庫存，降低運輸成本。

2.2 構(gòu)件運輸階段關(guān)鍵技術(shù)

構(gòu)件運輸與生產(chǎn)和拼裝過程關(guān)系密切，通過構(gòu)件運輸將整個預制結(jié)構(gòu)的建造過程聯(lián)結(jié)為一個整體，科學地管控構(gòu)件的運輸過程，是減少浪費的重要環(huán)節(jié)。

基于精益建造思想的構(gòu)件運輸要求運輸路線不出現(xiàn)迂回、反復，運輸過程不出現(xiàn)等待、中斷。預制橋梁構(gòu)件建造前后工序是緊密銜接的，因此，構(gòu)件運輸節(jié)拍和必要庫存量要根據(jù)施工的需求和生產(chǎn)廠家的產(chǎn)能關(guān)系來確定，使運輸節(jié)拍均衡、物料庫存量低、物料流動通暢。

常見的構(gòu)件運輸方法包括推動法和拉動法兩種。推動法是指預制構(gòu)件廠將生產(chǎn)好的預制構(gòu)件運輸至施工現(xiàn)場，由于預制構(gòu)件體積大、重量大，過早地運輸至施工現(xiàn)場容易造成施工現(xiàn)場交通阻塞，帶來二次搬運問題，并增加了拼裝時尋找合適構(gòu)件的難度，帶來成本的增加。精益建造理論提倡采用拉動法。拉動法是指在施工拼裝需要時才安排生產(chǎn)廠家將構(gòu)件運輸至施工現(xiàn)場，從而避免上述問題發(fā)生。具體來講，拉動法是指當施工現(xiàn)場有吊裝需求時，從存儲構(gòu)件中挑選出所需構(gòu)件，根據(jù)吊裝構(gòu)件數(shù)量、尺寸、重量，制定合理的構(gòu)件組合，并根據(jù)構(gòu)件組合選擇合適的運輸車輛和運輸路線，通過構(gòu)件運輸完成從預制構(gòu)件廠到施工現(xiàn)場的位置轉(zhuǎn)換，最后將預制構(gòu)件卸貨、交付至施工現(xiàn)場。

預制構(gòu)件運輸前需實地勘測沿線建筑限界，如收費站、路橋、涵洞、電線電纜等的高度、寬度，是否適合運輸;根據(jù)路況預估可能發(fā)生的各種突發(fā)事件并先期做好準備;運輸前辦妥各類行駛通行證，做到安全、快捷將構(gòu)件送達施工現(xiàn)場。

另外，在裝車、捆綁、掛鉤等過程中，起吊點必須放在設(shè)計起吊位置，并設(shè)計專用起吊工裝;在平板車上預先放置木制墊板（墊板規(guī)格根據(jù)車型確定），使構(gòu)件保證水平，防止構(gòu)件運輸中扭曲變形及滑動;在構(gòu)件邊緣加墊防護鋼管，防止纜繩受損斷裂;運輸過程中注意行車安全，中速行駛，不得急啟動急剎車，特別是經(jīng)過收費站、路況差等情況時必須預先判斷好行駛路線，避免構(gòu)件受損及發(fā)生安全事故;在構(gòu)件前后左右四方應粘貼警示標識，懸掛警示燈，運輸途中以警示其他車輛和人。

3 構(gòu)件拼裝及吊裝階段

3.1 構(gòu)件拼裝及吊裝階段浪費原因分析

預制構(gòu)件的垂直吊裝速度取決于吊裝設(shè)備的吊裝能力以及構(gòu)件的尺寸和重量。構(gòu)件吊裝階段的浪費體現(xiàn)在：

（1）過多操作。不合理的施工道路和構(gòu)件堆放布置易導致吊裝設(shè)備運行路線迂回反復。不合理的吊裝設(shè)備選取以及吊裝組合易導致吊裝設(shè)備起吊不能達到最大吊重，或增加起吊次數(shù)。

（2）等待。構(gòu)件的拼裝和吊裝影響到構(gòu)件的存放和運輸，不合理的吊裝計劃容易導致構(gòu)件吊裝過程妨礙其他工作正常運行。

3.2 構(gòu)件拼裝及吊裝階段關(guān)鍵技術(shù)

構(gòu)件拼裝吊裝過程涉及到吊裝設(shè)備選型、施工場地布置、吊裝工序設(shè)計。吊裝設(shè)備選取要考慮最重的預制構(gòu)件重量和所在位置，確保吊裝設(shè)備能夠達到最重的預制構(gòu)件的起吊要求。完成吊裝設(shè)備選型后，要根據(jù)預制構(gòu)件的拼裝位置合理規(guī)劃施工道路和堆放位置。另外，構(gòu)件施工現(xiàn)場的臨時存放區(qū)和構(gòu)件運輸過程需要提前協(xié)調(diào)，并設(shè)置與其他工種作業(yè)區(qū)的隔離帶，避免影響其他工種正常工作。

從吊裝安全性和吊裝精度方面考慮，確定好吊裝順序。一般吊裝步驟如下：

（1）全橋型線放樣。

（2）處理硬化現(xiàn)場地面吊裝場地。

（3）與交管和路政管理部門協(xié)商封道時間，拉設(shè)警戒線，擺設(shè)警戒標識。

（4）吊裝臨時支撐。

（5）主體吊裝。

（6）吊裝段標高、位置測量。

4 施工管理

項目管理人員，特別是項目經(jīng)理的管理能力是影響預制裝配式項目計劃和控制的關(guān)鍵因素。預制裝配式建造項目的管理人員的角色是協(xié)調(diào)好預制構(gòu)件廠和施工現(xiàn)場。因此，項目管理人員需具備協(xié)調(diào)多方以實現(xiàn)項目目標的能力以及識別、分析、解決問題的能力。影響項目管理的因素分為兩類，第一類為軟因素，包括工人的知識和經(jīng)驗、管理人員的能力和信息共享程度;第二類為硬因素，包括項目管理過程中涉及的質(zhì)量管理方法、信息管理方法、設(shè)計計劃技能等。

項目部組建精益建造各級管理團隊。由項目部主要負責人組成精益建造領(lǐng)導小組。領(lǐng)導小組主要任務(wù)是進行精益思想變革，包括組織項目部管理人員學習精益思想、形成精益愿景，提供必要的培訓、制定精益變革的計劃、監(jiān)控變革的進程等。精益建造管理團隊其他成員主要職責包括對精益建造領(lǐng)導小組負責并匯報工作、分析本部門的工作價值流，區(qū)分哪些環(huán)節(jié)產(chǎn)生浪費和哪些環(huán)節(jié)產(chǎn)生價值，指導和推動本部門的工作，執(zhí)行新的工作流程、持續(xù)的改進工作，提高工作的質(zhì)量。

5 結(jié)束語

精益建造的實質(zhì)是一種生產(chǎn)管理技術(shù)，精益建造理念中包含了兩個核心原則：價值的最大化和浪費的最小化。缺少任何一個，都不能實現(xiàn)精益建造的目標。只關(guān)注創(chuàng)造價值最大化，而沒有降低或消除浪費，則無法體現(xiàn)優(yōu)化改進的成果;只關(guān)注消除浪費、減削成本則無法帶來收益的提高。精益建造是一種科學的、連貫的、動態(tài)的、以實際條件和需求作為導向的過程，在這個過程中，所有的建設(shè)參與者都會在創(chuàng)造最大價值的目標下不斷地降低或消除浪費。本文的研究出發(fā)點就是基于精益建造理論，從高速公路中小橋梁預制安裝過程中的預制構(gòu)件生產(chǎn)、運輸、拼裝及吊裝、施工管理等四個方面，分析和識別出的各個環(huán)節(jié)的浪費并逐一消除，以節(jié)約成本。

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