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基于精益建造理论的建筑工程施工流程优化与成本控制
摘要:当前我国建筑业仍普遍采用粗放式管理模式,施工过程中存在大量非增值活动。据统计,传统施工组织方式暴露出的问题主要体现在三个方面: 一是,推进式生产计划难以适应现场动态变化;二是,各专业协同不足导致界面冲突;三是,成本控制滞后于施工进程。随着建筑工业化、数字化进程加 速,行业亟需引入更先进的管理理论来打破这一困局。对此,文章就基于精益建造理论的建筑工程施工流程优化与成本控制,展开了相关研究,以供参考。关键词:精益建造理论;建筑工程;施工流程;成本控制
引言:
精益建造理论源自制造业的丰田生产系统,经过国际精益建造协会(IGLC)二十余年的发展,已形成适用于建筑业的完整方法论体系。其核心在于通过价值流分析识别并消除“七大浪费”,运用末位计划系统实现拉动式生产,借助BIM 等数字化工具提升过程透明度。
一、精益建造在施工流程优化中的实践路径
(一)基于拉动式计划的施工组织优化
拉动式计划颠覆了传统施工的“推进式”管理模式, 采用逆向排程方法,以需求为导向,实现施工各工序间的高效、精准衔接。如在某医院扩建项目中,项目部采用末位计划者系统,由基层班组自下而上反馈实际施工节奏,将传统进度计划中“结构封顶 $$ 砌筑开始”的固定间隔压缩 40% ;通过每日短周期会议协调,钢筋绑扎与模板支设的协同作业时间从72 小时优化至45 小时,避免了混凝土班组等待导致的单日2.3 万元窝工损失。实践中发现,当项目不确定性因素超过 30% 时,拉动式计划较传统甘特图可减少 15%-20% 的缓冲时间浪费,展现出更强的适应性和灵活性。
(二)施工价值流分析
价值流图析通过识别非增值活动重构施工逻辑链。如某装配式住宅项目应用VSM 工具发现,预制墙板从工厂出货到现场安装的流程中,通过建立厂内预拼装验收制度,将现场尺寸复核改为飞行检查模式,使单层施工周期从 9 天缩短至 6.5 天;该技术暴露出传统施工中“隐蔽工程验收-整改-复验”循环造成的价值流失,通过引入第三方过程评估,将地下室防水工程的一次合格率从 76% 提升至 93‰
(三)标准化与模块化施工应用
(1)标准化施工应用:标准化施工将精益的“固化最佳实践”理念转化为可复用的工艺库,规范施工流程。如某EPC 总承包项目通过建立《标准节点施工包》,将框架结构梁柱节点施工的27 道工序整合为12 个标准化动作,使单节点作业人数从 9 人减至 6 人,同时避免因工人技能差异导致的混凝土振捣不密实问题。(2)模块化施工应用:模块化进一步放大精益效益,如某数据中心项目将机电管线分解为156 个预制模块,通过BIM 模型进行制造误差预消解,现场安装工时较传统方法节约2200 人工日。
标准化非僵化执行,如某超高层项目通过允许班组在核心筒爬模体系中自主微调支模间距,反而使平均施工速度提升 8% ,体现了标准化与柔性化的辩证统一。
(四)全过程信息可视化管理
基于BIM+IoT 的可视化系统构建了项目神经中枢。某地铁站工程在盾构区间部署的 UWB 定位系统,实时显示 200 余台设备的位置与状态,使机械调度响应时间从45 分钟降至8 分钟;更为关键的是,通过将精益看板数字化,项目部将混凝土需求量预测误差控制在 :±5m3 以内,相比行业平均±15m3 的水平,仅此一项就减少材料浪费 37 万元;信息可视化还改变了传统成本控制的滞后性,某商业综合体项目通过关联进度模型与财务系统,实现“今日进度偏差 $$ 当日成本影响”的即时换算,使管理层能在24 小时内启动纠偏措施,将设计变更导致的成本大幅度压缩至原始预估的 60% 以下。
二、基于精益建造的成本控制策略
(一)成本结构分析与目标成本设定
精益建造的成本控制始于精准的成本结构分解,通过作业成本法(ABC)把传统粗放式的成本统计转化为基于施工活动的精细化核算,实现成本动因的精准追溯。
在某大型商业综合体项目中,项目部采用价值工程(VE)对地下室施工成本进行拆解,发现支护结构占比高达 28% (为成本高占比项)。通过优化支撑间距,并采用可回收钢支撑等技术改进,该项成本降低 19% ,实现重点环节成本优化。
目标成本的设定需结合精益原则,采用“自上而下限额分解”与“自下而上动态反馈”相结合的方式,确保目标成本既具挑战性又可落地。例如,某住宅项目将总成本按WBS 分解至每一道墙体砌筑工序,并设置 ±3% 的浮动区间,强化过程管控刚性。最终实际成本较预算仅偏差 1.2% ,远低于行业平均 8% 的波动水平,体现目标成本设定的科学性与管控有效性。
(二)全过程成本动态管理
精益建造强调成本的实时跟踪与动态调整,而非传统的事后核算模式,实现成本管控从被动响应向主动干预转变。如某超高层项目引入基于 BIM的5D 成本管理系统,将进度、资源与资金流实时关联,当核心筒施工进度滞后 3 天时,系统自动预警可能导致的 120 万元塔吊租赁超支,项目部立即调整爬模节奏,最终挽回 80% 的潜在损失。
挣值管理是动态控制的核心工具。如某市政桥梁工程通过设置 CPI 阈值,在钢结构吊装阶段发现人工效率低于预期后,迅速切换为模块化吊装,使单榀钢梁安装成本从4.8 万元降至3.5 万元。
(三)采购与供应链协同优化
精益采购降低库存成本:精益采购通过精准匹配供需关系,降低库存成本。如某装配式住宅项目,采用“按进度配送”模式,使预制构件的现场堆放时间从14 天缩短至3 天,仓储成本大幅下降 62‰
供应链协同建立长期合作:供应链协同依赖长期伙伴关系,如某机场扩建工程与商品混凝土供应商签订“动态价格协议”,根据月度用量阶梯调整单价,最终节约材料采购成本约450 万元。
信息透明化提升协同效率:精益建造推动供应链信息透明化,如某EPC项目通过共享BIM 施工计划,使幕墙厂商提前2 周调整生产线排程,避免因设计变更导致的20 万元玻璃改裁损失。
供应商管理库存模式应用:供应商管理库存模式在钢材采购中的应用同样成效显著,通过优化库存管理,进一步提升采购与供应链协同的整体效益。
(四)人员与设备使用效率提升
人力资源效率提升:精益建造通过消除无效劳动释放人力资源潜能,如某地铁车站项目,采用“动作时间研究”优化钢筋绑扎流程,使单人日均产量从1.8 吨提升至2.4 吨,劳务成本降低 15‰
设备使用效率提升:设备管理聚焦“零闲置”目标,如某隧道工程通过UWB 定位系统监控掘进机运行轨迹,优化换刀位置选择,使单台TBM 的月进尺提高 18% ,折旧分摊成本下降 22‰ 。基于数据的预防性维护大幅减少突发故障,如某超高层项目通过振动传感器,预测塔吊齿轮箱磨损周期,避免了一次可能造成300 万元停机的重大故障。
三、结语:
精益建造理论在建筑工程中的应用,是对传统粗放式管理模式的革新,更是建筑业迈向高质量发展的必然选择。精益建造所倡导的“消除浪费、持续优化”理念,恰好为施工流程优化与成本控制提供了系统性解决方案。然而,这一进程需要企业层面的积极探索,更需行业政策、标准体系乃至教育体系的协同支持,从而真正实现精益理念在建筑全生命周期的落地生根。
参考文献:
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