王志高， 張玉香， 田 礫， 劉 敏, 2

(1. 青島理工大學(xué) 土木工程學(xué)院， 山東 青島 266033； 2. 北卡羅萊納州立大學(xué) 土木、建筑與環(huán)境工程系， 北卡羅利 27616)

當(dāng)前建筑施工管理方法中，存在的普遍問題是工序時(shí)間安排不具體，在施工管理中存在的主流思想是盡量快。在這種思想控制下的施工管理方法會(huì)產(chǎn)生前后道工序的搭接不嚴(yán)謹(jǐn)，從而造成后道工序的施工人員進(jìn)場不及時(shí)或后道工序人員進(jìn)場時(shí)前道工序仍在施工。前者會(huì)造成工程時(shí)間的浪費(fèi)，后者會(huì)造成前后道工序人員搶奪施工區(qū)域、現(xiàn)場人員擁擠帶來的安全等問題，最終給整個(gè)項(xiàng)目帶來安全及工期的潛在危險(xiǎn)。本文探索應(yīng)用時(shí)間模塊化的施工計(jì)劃方法來攻克這迫切需要解決的問題。

精益生產(chǎn)中Takt Time方法，是一種用于工業(yè)生產(chǎn)流水線的管理方法，此方法致力于產(chǎn)生等節(jié)奏的各個(gè)工種運(yùn)作管理模式，使得生產(chǎn)的各單位按照流水線的進(jìn)度明確各方的工作時(shí)間以及下一組工作的到來時(shí)間。將此方法運(yùn)用到施工管理中，可以有效地解決前后工序搭接界限不明確的問題。時(shí)間模塊化使得各施工組能夠及時(shí)明確自身及前后道工序工作的起止時(shí)間點(diǎn)，從而達(dá)到高效地減少不同工種之間混亂的時(shí)間和空間搭接問題。本文以一個(gè)典型的標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)施工項(xiàng)目為例，首先分析并指出當(dāng)前管理方法的具體問題，然后詳細(xì)描述將Takt計(jì)劃方法運(yùn)用到施工管理中的步驟。最后比較用Takt計(jì)劃方法之后的人力資源利用效率、生產(chǎn)率和空間占用的差別。本研究是國內(nèi)首次將Takt計(jì)劃方法運(yùn)用到建設(shè)施工項(xiàng)目中，這個(gè)開創(chuàng)性地嘗試將為廣泛地把Takt計(jì)劃方法運(yùn)用到中國的建設(shè)項(xiàng)目管理中起到引領(lǐng)和推動(dòng)作用，從而有效地幫助建設(shè)項(xiàng)目提高生產(chǎn)率，改善勞動(dòng)力資源利用，減少空間交叉作業(yè)，并提高安全狀況。

1 文獻(xiàn)回顧

1.1 工程項(xiàng)目進(jìn)度管理的研究現(xiàn)狀

在建筑工程施工過程中施工進(jìn)度管理是至關(guān)重要的工作內(nèi)容，直接影響整個(gè)工程的施工質(zhì)量與進(jìn)度[1]。施工進(jìn)度需要科學(xué)合理的安排，通過制定合理的進(jìn)度計(jì)劃，加強(qiáng)施工組織管理，確保施工進(jìn)度能夠按照計(jì)劃順利完成[2]。在20世紀(jì)中期，出現(xiàn)了可以識(shí)別復(fù)雜項(xiàng)目規(guī)劃和控制最長的不可約束事件序列的關(guān)鍵路徑分析法(Critical Path Analysis，CPA)，此法強(qiáng)調(diào)識(shí)別項(xiàng)目中形成的最短持續(xù)時(shí)間關(guān)鍵活動(dòng)的能力[3]。在過去的研究中有很多學(xué)者提出了關(guān)于增強(qiáng)關(guān)鍵路徑分析法功能的建議。比如，Qiao等[4]于2018年提出了通過調(diào)整CPA的計(jì)劃法，最小化人力資源利用波動(dòng)。Ottesen and Martin討論了應(yīng)用資源配置優(yōu)化配置的CPA方法的益處[5]。基于位置的計(jì)劃法(Location-Based Planning，LP)自1929年以來，有效地促進(jìn)了計(jì)劃中工作任務(wù)連續(xù)流動(dòng)，最大限度地持續(xù)使用勞動(dòng)力，提高生產(chǎn)率來平衡生產(chǎn)，并且將區(qū)域(如樓層或房間)作為規(guī)劃元素實(shí)現(xiàn)計(jì)劃可視化[6]。LP方法是面向工作流的方法，可以展示時(shí)間、地點(diǎn)在施工過程中的相互作用信息[7]。在20世紀(jì)90年代，關(guān)鍵鏈項(xiàng)目管理(Critical Chain Planning Method，CCPM)和精益建設(shè)中的末位計(jì)劃者系統(tǒng)(Last Planner System，LPS)被發(fā)展為主要技術(shù)。CCPM關(guān)注不確定性，根據(jù)時(shí)間和資源的限制，確定關(guān)鍵線路，形成建設(shè)工作的“關(guān)鍵鏈”[8]。Castillo等[9]分析了末位計(jì)劃者系統(tǒng)對管理現(xiàn)場社交網(wǎng)路和生產(chǎn)進(jìn)度的影響。Javanmardi 等[10]分析了末位計(jì)劃者系統(tǒng)中各個(gè)分包工種計(jì)劃成本和利益的優(yōu)化關(guān)系。他們的最新研究表明末位計(jì)劃者系統(tǒng)中討論去除施工任務(wù)執(zhí)行約束條件的優(yōu)先次序?qū)θ蝿?wù)完成可靠度有直接的影響[11]。

精益建設(shè)管理方法是將工業(yè)生產(chǎn)的管理方法應(yīng)用到建設(shè)施工中的開創(chuàng)性學(xué)科。 在2013年，精益建設(shè)管理方法將來源于工業(yè)生產(chǎn)的Takt時(shí)間計(jì)劃應(yīng)用到施工管理中。作為一個(gè)來源于工業(yè)生產(chǎn)的計(jì)劃管理方法，Takt計(jì)劃法是精益建設(shè)管理中的一個(gè)重要計(jì)劃方法。在Takt計(jì)劃中，項(xiàng)目被分解為不同區(qū)域，在區(qū)域內(nèi)，施工人員會(huì)花費(fèi)固定的時(shí)間來完成相應(yīng)的工作。Takt計(jì)劃法被證明是處理重復(fù)性工作的有效工具[12]。

1.2 Takt Time計(jì)劃方法介紹

Takt來源于德語“節(jié)拍”的意思，指的是在行進(jìn)過程中步驟的規(guī)律性[13]。施工中的Takt計(jì)劃是一種工作結(jié)構(gòu)化方法，在計(jì)劃中明確規(guī)定每一個(gè)班組在任何工作時(shí)段所處的工作區(qū)域和占用的時(shí)間。Takt通過調(diào)節(jié)人員的分配來實(shí)現(xiàn)規(guī)定每個(gè)班組占用的時(shí)間是等同的模塊。從而創(chuàng)建一個(gè)清晰、整齊、規(guī)范、有節(jié)奏的工作流，實(shí)現(xiàn)高效分配時(shí)間、空間和人力資源的目的[14]。在Takt計(jì)劃執(zhí)行期間只允許一道工序在某個(gè)區(qū)域進(jìn)行工作，這意味著該工序的工作可在該區(qū)域進(jìn)行而不受其他工序干擾，當(dāng)一個(gè)節(jié)拍結(jié)束后，工序需要完成指定區(qū)域的全部工作并清空該區(qū)域，移動(dòng)到下一個(gè)被指定的工作區(qū)域，同時(shí)后續(xù)工序進(jìn)入空出來的節(jié)拍區(qū)域。

研究表明將Takt Time應(yīng)用到施工項(xiàng)目中會(huì)有效地縮短項(xiàng)目工期，例如在美國薩克拉門托的健康婦幼醫(yī)院運(yùn)用Takt Time管理方法后，總工期縮短一半以上[15]。另外用于室內(nèi)施工可使工期縮短70%[16]。此外，該方法還可以改善建筑施工階段與運(yùn)行階段之間的相互聯(lián)系?？绮煌墑e標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)現(xiàn)允許從多項(xiàng)目的角度對過程進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)[17]。

雖然Takt計(jì)劃在工業(yè)生產(chǎn)的計(jì)劃制造系統(tǒng)是一種成熟的方法，但是在建筑系統(tǒng)中使用此方法的成果出現(xiàn)在2010年后[18]。在過去的幾年里，雖然這些方法也在國際精益建筑研究組織中得到了討論，但不論是理論研究[19]還是模型搭建[20～22]以及應(yīng)用[23～26]都在國外主要只在美國部分地區(qū)進(jìn)行研究。目前在國內(nèi)的應(yīng)用還處于空白。所以本研究的目的是用一個(gè)具體的建筑施工項(xiàng)目作為案例，探索Takt Time在中國建設(shè)項(xiàng)目中的應(yīng)用，分析Takt Time方法在時(shí)間、空間、勞動(dòng)力分配上的利弊。

2 研究方法

為了研究Takt time的應(yīng)用是否能夠提高生產(chǎn)中的人力、時(shí)間、空間的資源優(yōu)化，我們通過一項(xiàng)施工案例介紹Takt Time的研究方法，將Takt Time方法應(yīng)用到項(xiàng)目施工計(jì)劃中，對比是否能夠有提高施工進(jìn)展的可能。所選案例非常適合此項(xiàng)研究，因?yàn)樗x案例當(dāng)前施工已進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)層施工狀態(tài)，所進(jìn)行的是大量的重復(fù)性施工任務(wù)，并且項(xiàng)目的實(shí)際進(jìn)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于相關(guān)單位制定的計(jì)劃工期。為使相關(guān)研究簡單易行，本研究只對所選項(xiàng)目關(guān)鍵線路相關(guān)的施工任務(wù)進(jìn)行優(yōu)化。

本文通過分析當(dāng)前施工管理方法存在的問題，將Takt管理方法分兩步對當(dāng)前方法進(jìn)行優(yōu)化。分別是：(1)固定人員數(shù)量及工作時(shí)間；(2)調(diào)整人員數(shù)量確定時(shí)間模塊。通過對比當(dāng)前方法與此兩步的情況分析Takt計(jì)劃的有效性。

3 項(xiàng)目案例

當(dāng)前國內(nèi)高層建筑施工發(fā)展迅速，其中大多數(shù)的高層建筑都采用核心筒剪力墻的結(jié)構(gòu)形式，核心筒剪力墻由于其特殊的結(jié)構(gòu)形式使得其進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)層后的施工具有重復(fù)性，重復(fù)性的施工便于施工計(jì)劃的制定，只需按照一層進(jìn)行計(jì)劃的編制即可，后續(xù)每層基本都可按照此項(xiàng)施工計(jì)劃進(jìn)行施工。同時(shí)本研究注重于重復(fù)性施工計(jì)劃的編制，需對標(biāo)準(zhǔn)層的各項(xiàng)施工工序進(jìn)行施工進(jìn)展的情況分析，多層數(shù)據(jù)收集可以避免某項(xiàng)工序因特殊性造成的施工偏差，造成數(shù)據(jù)分析的不全面。所以本項(xiàng)目選擇已進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)層施工的青島某在建科技園項(xiàng)目的其中一棟樓進(jìn)行施工數(shù)據(jù)的收集分析工作。

3.1 項(xiàng)目介紹

本項(xiàng)目為青島某在建項(xiàng)目，該項(xiàng)目總建筑面積120408 m2，其中地上建筑面積：83636 m2，地下車庫面積：36772.56 m2。主體結(jié)構(gòu)形式為鋼結(jié)構(gòu)-核心筒(混凝土)、框架(混凝土)-核心筒。采用施工總承包的發(fā)包模式。為此，項(xiàng)目數(shù)據(jù)收集人員與項(xiàng)目相關(guān)管理人員進(jìn)行詳細(xì)面談并深入施工現(xiàn)場一線，跟隨施工人員進(jìn)行收集，獲得相關(guān)的任務(wù)細(xì)節(jié)、生產(chǎn)率以及其他所需相關(guān)信息。

3.2 施工工序介紹

圖1為施工建筑平面圖，中心紅色矩形區(qū)域?yàn)楹诵耐矃^(qū)域(圖2)，該區(qū)域面積為16.8 m×10.7 m，結(jié)構(gòu)主要包括剪力墻、部分小型梁、小區(qū)域板和樓梯。藍(lán)色矩形外區(qū)域?yàn)楹诵耐仓苓厖^(qū)域(筒周)，該區(qū)域結(jié)構(gòu)主要包括柱、梁、板。下面對構(gòu)成結(jié)構(gòu)主體的各施工工序進(jìn)行詳細(xì)介紹。

圖1 樓層施工區(qū)域/mm

圖2 核心筒區(qū)域剪力墻分布

各工種班組主要工作：

(1)1號木工班組：主要進(jìn)行前層剪力墻模板拆除，及當(dāng)前施工樓層墻模板安裝和筒內(nèi)腳手架搭建、樓梯模板安裝和筒內(nèi)部分梁、板安裝。

(2)2號木工班組：主要進(jìn)行筒周區(qū)域腳手架及模板搭建與拆除工作，當(dāng)前樓層施工前進(jìn)行所需模板及腳手架拆除。完成當(dāng)前施工樓層的腳手架搭建及梁板模板安裝工作后，將前層筒周柱模板進(jìn)行拆除安裝至當(dāng)前施工樓層相應(yīng)位置。待鋼筋工完成梁的綁扎后進(jìn)行外圈梁外側(cè)模的安裝與對拉螺栓加固工作。

(3)鋼筋工班組：首先進(jìn)行剪力墻鋼筋板扎、柱直筋加長和柱箍筋綁扎，待木工完成模板安裝后首先將下一施工層的柱及剪力墻構(gòu)造柱的箍筋進(jìn)行套入，后進(jìn)行當(dāng)前施工層的梁板筋綁扎工作。

(4)管道工：在鋼筋工綁扎鋼筋墻時(shí)進(jìn)行墻內(nèi)管線安裝及鋼筋工進(jìn)行板筋綁扎時(shí)進(jìn)行板內(nèi)管線的安裝。施工任務(wù)簡單，且所需人員少，施工速度取決于鋼筋工綁扎速度。以下不對此工種進(jìn)行單獨(dú)分析。

(5)混凝土班組：在前面工作全部完成后進(jìn)行混凝土的澆筑，此樓層施工至此結(jié)束。

每層施工都開始于豎向模板拆除，如圖3a，當(dāng)開始第N層施工時(shí)，木工1號木工班組位于N-1層將已澆筑完成并凝結(jié)硬化的剪力墻模板進(jìn)行對拉螺栓的放松并拆除分解模板，將拆除分解的模板通過筒內(nèi)的電梯井傳遞到N層。當(dāng)模板都運(yùn)輸?shù)絅層后(如圖3b所示)，對模板進(jìn)行檢查涂刷隔離劑并重新組裝。此時(shí)，如圖3c所示，鋼筋工綁扎N層剪力墻，先將剪力墻構(gòu)造柱的豎向鋼筋利用套筒或綁扎方式進(jìn)行加長，再將早已套入的箍筋按照箍筋間距進(jìn)行分隔綁扎，最后于構(gòu)造柱間進(jìn)行墻筋的綁扎。在綁扎過程中管道工會(huì)于鋼筋墻內(nèi)進(jìn)行豎向線管的安裝，并綁扎在鋼筋墻上。待鋼筋墻綁扎完成后，木工將已涂刷隔離油并拼裝完成的墻模板倚靠在鋼筋墻上并進(jìn)行簡單固定(如圖3d)，保證不倒且沒有大的錯(cuò)位即可。核心筒內(nèi)后續(xù)工作全部都由1號木工班組完成，主要有墻模板的對拉螺栓加固(如圖3e)、筒內(nèi)小型梁的模板安裝、筒內(nèi)所需腳手架的安裝以及樓梯模板的安裝。

圖3 核心筒區(qū)域模板拆卸及安裝

因施工現(xiàn)場場地受限，剪力墻模板首先運(yùn)送至筒周區(qū)域進(jìn)行刷油、拼裝工作，所以筒周施工需在核心筒模板完成倚靠之后進(jìn)行。鋼筋工完成筒內(nèi)剪力墻的綁扎后進(jìn)行筒周柱的綁扎，同樣包括豎向鋼筋通過套筒連接加長和按照間距將箍筋進(jìn)行綁扎。2號木工班組主要進(jìn)行筒周的木工工作，第N層施工開始時(shí)，首先將第N-1層頂板外圈梁外側(cè)模進(jìn)行放松拆除(如圖4a)，待剪力墻模板完成刷油、拼裝、倚靠后，完成筒周柱筋綁扎(如圖4c)，筒周進(jìn)行滿堂腳手架的搭建，搭建完成后進(jìn)行模板的鋪裝。如圖4d，首先進(jìn)行N層頂梁底模板的定位，確定梁的位置正確，再進(jìn)行梁側(cè)模的安裝，最后進(jìn)行梁間板模的安裝。外圈梁外側(cè)模因需進(jìn)行對拉螺栓的加固先不進(jìn)行安裝，待鋼筋工完成外圈梁綁扎后進(jìn)行外圈梁外側(cè)模的安裝及加固工作。如圖4e，2號木工班組完成N層頂模板安裝后，進(jìn)入N層對梁模板進(jìn)行加固，將N-1層柱模進(jìn)行拆除安裝至N層柱位置并進(jìn)行加固。

圖4 筒周區(qū)域豎向結(jié)構(gòu)腳手架及模板拼裝

圖5 套箍及梁板筋綁扎

N層頂模板完成鋪裝后鋼筋工進(jìn)場，首先如圖5a所示，將N+1層豎向結(jié)構(gòu)箍筋進(jìn)行套入，方便后續(xù)N+1層豎向結(jié)構(gòu)筋的綁扎。綁扎梁時(shí)，先將梁直筋進(jìn)行擺放，豎向以木方子進(jìn)行分隔(如圖5b)，擺放完成后在梁直筋按照箍筋間距用粉筆進(jìn)行間距標(biāo)記。將箍筋開口處掰開套入直筋后復(fù)原，然后將箍筋按照已畫好間距進(jìn)行分布放置，最后進(jìn)行箍筋綁扎。首先將箍筋與架立筋進(jìn)行綁扎，然后需幾人共同將梁筋抬起并進(jìn)行支撐固定后進(jìn)行箍筋與梁受拉鋼筋的綁扎(如圖5c)。完成綁扎后，梁模內(nèi)放入素混凝土塊，將梁解除支撐放入梁模內(nèi)并調(diào)整素混凝土塊至梁底與梁底模間，便于澆筑混凝土?xí)r形成梁的混凝土保護(hù)層。完成外圈梁的綁扎后，2號木工班組進(jìn)行外圈梁外側(cè)模的安裝并進(jìn)行加固。進(jìn)行板筋綁扎時(shí)首先在板模上按照板筋間距進(jìn)行標(biāo)記，底板筋鋪設(shè)并綁扎完成后，同樣將素混凝土塊放入板筋與板模間。此時(shí)管道工進(jìn)行板內(nèi)水平線管的安裝(如圖5d)，鋼筋工放置馬凳子以確保底板筋與蓋板筋的間距，最后進(jìn)行蓋板筋的擺放綁扎(如圖5e)。

進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，將布料機(jī)安裝在所需澆筑的位置，后將泵送管與布料機(jī)進(jìn)行連接，為布料機(jī)提供混凝土，布料機(jī)可在一定范圍內(nèi)進(jìn)行混凝土澆筑，常擺放在施工范圍四角區(qū)域，按照遠(yuǎn)離垂直泵送管到靠近垂直泵送管的順序進(jìn)行澆筑。柱、墻、樓梯澆筑C45混凝土，梁、板澆筑C30混凝土。首先澆筑豎向結(jié)構(gòu)C45混凝土，防止?jié)仓浇Y(jié)構(gòu)時(shí)，混凝土流入豎向結(jié)構(gòu)造成強(qiáng)度不足。待澆筑、振搗、抹平、覆膜養(yǎng)護(hù)后，標(biāo)志第N層施工完成，第二天可進(jìn)行第N+1層施工工作。

3.3 當(dāng)前施工計(jì)劃安排

圖6為該項(xiàng)目當(dāng)前管理方式下標(biāo)準(zhǔn)層施工網(wǎng)絡(luò)圖。圖中所示“()”內(nèi)為此工作所需時(shí)間，每0.5 d為一單位。

圖6 該項(xiàng)目當(dāng)前管理方式下標(biāo)準(zhǔn)層施工網(wǎng)絡(luò)圖

圖7 當(dāng)前施工進(jìn)展橫道圖

當(dāng)前施工管理中，存在人員數(shù)量不穩(wěn)定的現(xiàn)象，其中以鋼筋工最為明顯。以第10層施工為例進(jìn)行研究，圖8顯示第10層施工過程中，各工種人員隨著時(shí)間變化的情況。由圖8可見，各工種在施工過程中存在人員數(shù)量不穩(wěn)定的情況，尤其鋼筋工更是存在夜晚加班工作的現(xiàn)象。主要原因是各工序銜接情況不穩(wěn)定，導(dǎo)致下道工序的工人無法確定是否可以開始本道工序的施工，從而出現(xiàn)當(dāng)前時(shí)間少量人員進(jìn)行工作的狀況，待前道工序真正完成之后本道工序人員才能大量進(jìn)場。同時(shí)因各工序的銜接過程不穩(wěn)定，以及各道工序的完成時(shí)間拖延或天氣降雨無法施工等情況，使得某些工種進(jìn)行突擊施工出現(xiàn)工期追趕現(xiàn)象，例如：鋼筋工的夜間加班現(xiàn)象，以及人員調(diào)動(dòng)頻繁的現(xiàn)象。

圖9為10層施工工序進(jìn)展流線可視化圖，根據(jù)圖9可見雖然按照當(dāng)前施工方式10 d完成一層，但在施工過程中仍然存在施工進(jìn)度拖慢現(xiàn)象，例如除去第十層施工的第10，11天及第6天上午0.5 d因特殊原因未進(jìn)行施工外，完成第十層的施工仍然需要10.5 d。

圖8 各工種人員數(shù)隨時(shí)間變化

圖9 10層施工進(jìn)展流線可視化

4 運(yùn)用Takt Time方法優(yōu)化施工管理

4.1 固定人數(shù)及工作時(shí)間

當(dāng)前施工方法存在頻繁的人員調(diào)動(dòng)和夜間施工現(xiàn)象，人員調(diào)動(dòng)會(huì)使得施工人員疲于在各個(gè)施工現(xiàn)場間來回奔波，夜間施工加大了施工安全管理難度，同時(shí)夜間施工環(huán)境同樣會(huì)使得施工質(zhì)量下降?，F(xiàn)場各班組人員數(shù)量鋼筋工人數(shù)變化最大，其余班組人數(shù)雖有變化，但能控制在1～2人。因此各班組的人數(shù)根據(jù)常見進(jìn)場人數(shù)進(jìn)行固定。

各班組中，鋼筋工班組工人數(shù)量變化頻繁，由調(diào)查可知鋼筋工人數(shù)調(diào)動(dòng)頻繁原因是由于現(xiàn)場進(jìn)度不確定，無法準(zhǔn)確的給出鋼筋工進(jìn)場時(shí)間，以及施工現(xiàn)場間人員調(diào)動(dòng)無法及時(shí)調(diào)回。圖10是根據(jù)此次收集的鋼筋工進(jìn)行四層施工共37次進(jìn)場數(shù)據(jù)繪制的鋼筋工班組進(jìn)場人數(shù)次數(shù)圖。除去2人進(jìn)場進(jìn)行收尾工作外，從6～37人，人數(shù)變化仍然很大，由圖可見鋼筋工以20人進(jìn)場頻率最大，可見鋼筋工班組的人員組成為20人左右，因此將鋼筋工班組的人數(shù)固定為20人。

當(dāng)以Takt Time思想并以當(dāng)前人員數(shù)量進(jìn)行施工進(jìn)度安排時(shí)，以表1 各班組人員數(shù)量且按照上午6～11點(diǎn)、下午1～6點(diǎn)，每天工作10 h且不進(jìn)行加班進(jìn)行安排。在每項(xiàng)工作人工時(shí)固定的情況下再固定人數(shù)計(jì)算所需時(shí)間，不足1 h按1 h計(jì)。

圖10 鋼筋工人數(shù)及進(jìn)場頻率

表1 固定人數(shù)工序安排

圖11 固定人數(shù)及工作時(shí)間后橫道圖及人員數(shù)量

只固定人員數(shù)量不會(huì)改變關(guān)鍵路線，仍為筒內(nèi)拆模(20 h)→筒周腳手架(13 h)→筒周鋪模板(16 h)→綁扎梁筋(20 h)→綁扎板筋(14 h)→澆筑混凝土(24 h)。經(jīng)計(jì)算關(guān)鍵路線所需總時(shí)間為20+13+16+20+14+24=107 h即10.7 d。此方法僅采用Takt time基本思想，固定人員數(shù)量并取消加班，各工序無縫搭接，僅比當(dāng)前施工安排延長兩小時(shí)，表面看采用此方法比當(dāng)前方法增加了工期，但此方法是指采用每日10 h工作制，沒有任何加班情況，實(shí)則是有效的方法。由圖10可知鋼筋工的各工序所需時(shí)間與人員數(shù)量有極大關(guān)系，且成正比，除澆筑混凝土所需時(shí)間與混凝土的供給和泵送效率有關(guān)外，其余各工序均與人員數(shù)量成正比關(guān)系，可通過增加施工人數(shù)減少施工時(shí)間。

圖11a為固定人數(shù)及工作時(shí)間后的橫道圖，由圖可知固定人數(shù)及工作時(shí)間后每層施工總工期為10.7 d，但每天嚴(yán)格按照10 h工作制，并無加班情況。圖11b為固定人數(shù)及工作時(shí)間后的人員數(shù)量圖，由圖可知人員緊湊，并無個(gè)別班組零星人員進(jìn)場情況，各班組人員整齊統(tǒng)一進(jìn)場工作，完成工作后離場。

4.2 按照時(shí)間模塊調(diào)整

以上分析僅以Takt time的一部分進(jìn)行考慮，即只固定人員數(shù)量和固定每日工作時(shí)間進(jìn)行分析就對工期產(chǎn)生有效的成果。然而，某些工序間的搭接是現(xiàn)實(shí)的，例如某日下午3點(diǎn)前道工序完成，后道工序人員進(jìn)場開始工作，此類安排是需要后道工序人員時(shí)刻準(zhǔn)備著，是不現(xiàn)實(shí)的。所以，以下需將人員進(jìn)行調(diào)整將每道工序盡量在0.5 d的時(shí)間模塊內(nèi)完成，后道工序在某日上午5點(diǎn)或下午1點(diǎn)開始是比較現(xiàn)實(shí)的。時(shí)間模塊化以0.5 d為一模塊，不足0.5 d按0.5 d計(jì)，即前道工序完成后，后道工序無需馬上進(jìn)場進(jìn)行工作，只需后一個(gè)0.5 d進(jìn)場即可。

具體班組人數(shù)調(diào)整如下：

(1)一號木工班組：增加3人，調(diào)整至10人；

(2)二號木工班組：增加4人，調(diào)整至18人；

(3)鋼筋工班組：增加8人，調(diào)整至28人；

(4)混凝土工班組：不進(jìn)行人員調(diào)整。

表2 調(diào)整人員安排

關(guān)鍵線路工序?yàn)橥矁?nèi)拆模(14 h)→筒周腳手架(10 h)→筒周鋪模板(13 h)→綁扎梁筋(15 h)→綁扎板筋(10 h)→澆筑混凝土(24 h)。經(jīng)計(jì)算關(guān)鍵路線所需總時(shí)間為14+10+13+15+10+24=86 h，但此方法使用以0.5 d為一模塊的時(shí)間模塊化計(jì)算，即每模塊時(shí)間內(nèi)現(xiàn)場內(nèi)的關(guān)鍵線路工作只有一項(xiàng)在進(jìn)行施工，例如筒周鋪模板需要時(shí)長為13 h，可視為3個(gè)時(shí)間模塊，不足的2 h仍然視為此項(xiàng)工作的時(shí)間，綁扎鋼筋墻需要時(shí)長為7 h，可視為兩個(gè)時(shí)間模塊，不足的3 h仍然視為此項(xiàng)工作的時(shí)間。圖12為使用Takt time時(shí)間模塊化后的工序安排時(shí)間圖及現(xiàn)場人員數(shù)量圖，可見總時(shí)長大幅縮短至9 d，且每道工序都使用0.5 d為一個(gè)時(shí)間模塊的計(jì)時(shí)方式，同一時(shí)間模塊內(nèi)，同一位置只有一道工序在進(jìn)行施工。人員并無巨大波動(dòng)，每個(gè)施工班組的人員都是成對進(jìn)場進(jìn)行施工，并無當(dāng)前施工方式存在的因前道工序無法確定具體完成時(shí)間，后道工序只能派遣少量人員進(jìn)場進(jìn)行力所能及的工作的情況，每個(gè)班組當(dāng)時(shí)間進(jìn)入自己施工時(shí)間模塊內(nèi)時(shí)，可全組統(tǒng)一進(jìn)場，因?yàn)榇藭r(shí)前道工序是完成的，整個(gè)施工現(xiàn)場完全留給當(dāng)前小組進(jìn)行施工。

圖12 Takt time時(shí)間模塊化橫道圖及施工現(xiàn)場人員數(shù)量

圖13為各工種在每個(gè)時(shí)間模塊內(nèi)所需工作的區(qū)域，工人進(jìn)場后可根據(jù)此圖得到當(dāng)前時(shí)間模塊內(nèi)的工作信息，下圖能一目了然的獲得所需信息，各班組當(dāng)前時(shí)間所處的位置、所進(jìn)行的工作，避免班組間搶占施工場地導(dǎo)致的混亂情況。如圖13中紅色為一號木工班組，10為人員數(shù)量，a為工作編號。此圖表示為一號班組10人在核心筒區(qū)域進(jìn)行“a.筒內(nèi)拆模工作”。

圖13 各班組在各時(shí)間模塊內(nèi)的工作區(qū)域

5 對比各施工管理計(jì)劃

下面各表以工人人工費(fèi)為依據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)當(dāng)前各工種的0.5 d人工費(fèi)進(jìn)行計(jì)算。為方便計(jì)算，簡化為工人工作0.5 d為一單位，不足0.5 d按0.5 d計(jì)算，夜間加班同樣按照0.5 d計(jì)算進(jìn)行費(fèi)用結(jié)算。表3為當(dāng)前施工管理方法計(jì)算工人人工費(fèi)。表4為Takt管理法(固定人員數(shù)量及工作時(shí)間)下計(jì)算工人人工費(fèi)。表5為Takt管理法(調(diào)整人數(shù)確定時(shí)間模塊)下工人人工費(fèi)。

通過表3～5的工資對比可知，在運(yùn)用Takt Time下工人人工費(fèi)為96860元，而當(dāng)前管理方法的人工費(fèi)為86255元，(96860-86255)÷86255=12.29%，運(yùn)用Takt Time的方法人工費(fèi)用約有12%的增加，但本層總工期由21×0.5=10.5 d縮減至18×0.5=9 d，縮短大約14%，使得總工期的完成時(shí)間縮短，減少因工期延期而導(dǎo)致的一系列賠付問題。消除了工人夜間加班的情況，以及前后道工序銜接時(shí)間不確定導(dǎo)致的多工種搶占操作面，工人等待前道工序而造成的時(shí)間浪費(fèi)和突然的突擊加班導(dǎo)致的工人身心疲憊，綜合各個(gè)方面會(huì)使得工人工作細(xì)致認(rèn)真從而提高質(zhì)量。以上分析可知，將Takt計(jì)劃運(yùn)用到施工管理中去，會(huì)有利于項(xiàng)目的進(jìn)度控制、質(zhì)量控制，因增加工人導(dǎo)致的人工費(fèi)增加與工期延期的費(fèi)用賠付相比是非常合算的，因此也有利于項(xiàng)目的費(fèi)用控制。

表3 當(dāng)前施工管理下工人人工費(fèi)

表4 Takt管理法(固定人數(shù)及工作時(shí)間)下工人人工費(fèi)

表5 Takt管理法(調(diào)整人數(shù)確定時(shí)間模塊)下工人人工費(fèi)

6 結(jié) 論

本文采用一個(gè)典型住宅樓的重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)層施工計(jì)劃作為案例，首次介紹如何將Takt Time計(jì)劃方法應(yīng)用到中國的施工管理項(xiàng)目中。該項(xiàng)目通過應(yīng)用Takt Time方法后將當(dāng)前層總工期由10.5 d縮減至9 d。在嚴(yán)格按照工作時(shí)間施工，杜絕加班的情況下，工期縮短大約14%。

結(jié)果表明，按當(dāng)前管理方法存在以下問題：(1)每道工序的起止時(shí)間存在大量的不確定性，導(dǎo)致各相關(guān)工序在不同工作面的開始和結(jié)束時(shí)間混亂；(2)對時(shí)間、空間、人員的資源分配界定不清晰，以至于項(xiàng)目存在頻繁的加班或者工期延誤并存在交叉作業(yè)的安全隱患。

Takt Time方法突出的優(yōu)點(diǎn)是：(1)將每道工序的時(shí)間模塊化，清晰的界定了不同工種在不同工作面上的起止時(shí)間；(2)保證工作面在時(shí)間模塊內(nèi)專屬于某一工種，從而大量減少了多個(gè)工種同時(shí)在同一個(gè)工作面施工所導(dǎo)致的安全隱患；(3)減少人員時(shí)間的浪費(fèi)，可使得整個(gè)項(xiàng)目的總工期有效縮短，減少因工期超時(shí)而產(chǎn)生的索賠費(fèi)用。

Takt Time方法存在的局限性是：(1)該方法目前僅適用于重復(fù)性高的項(xiàng)目；(2)在制定計(jì)劃過程中需要管理人員對項(xiàng)目各個(gè)工序工程量及人員數(shù)量和人員生產(chǎn)率有詳細(xì)的了解。

綜上所述，運(yùn)用Takt Time計(jì)劃的管理方式，會(huì)有效地縮短工期，減少人員數(shù)量變更和工序間銜接混亂的情況，同時(shí)確保每個(gè)施工工種在單獨(dú)的工作面施工，避免交叉作業(yè)帶來的安全隱患。從而可以有效地減少項(xiàng)目成本，縮短項(xiàng)目工期和提升安全表現(xiàn)。Takt Time計(jì)劃的管理方式也能確保高效地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，在中國的建筑施工項(xiàng)目中有廣泛的應(yīng)用前景。