基于SLP的建筑施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置

左夢(mèng)來(lái) 朱玉杰 朱曉琳

(東北林業(yè)大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150040)

?

基于SLP的建筑施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置

左夢(mèng)來(lái) 朱玉杰*朱曉琳

(東北林業(yè)大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150040)

為了解決建筑施工現(xiàn)場(chǎng)不合理布局造成的成本和工期問(wèn)題，采用系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)的方法，對(duì)鄭州國(guó)龍商務(wù)中心在建項(xiàng)目的施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置進(jìn)行分析，達(dá)到了降低材料二次搬運(yùn)費(fèi)等建筑成本的效果。

建筑施工現(xiàn)場(chǎng)，SLP，設(shè)施規(guī)劃，物流分析

建筑行業(yè)是中國(guó)不可或缺的支柱產(chǎn)業(yè)，但是在建筑中沒(méi)有做到工業(yè)當(dāng)中精益生產(chǎn)、現(xiàn)場(chǎng)6S管理等高效管理，從而出現(xiàn)了很多資源的浪費(fèi)現(xiàn)象。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，企業(yè)開(kāi)始轉(zhuǎn)向非生產(chǎn)領(lǐng)域的“第三利潤(rùn)源”，即物資流通活動(dòng)和與其有關(guān)的信息活動(dòng)，但是建筑企業(yè)忽視了“第三利潤(rùn)”,在編制工程造價(jià)時(shí)會(huì)考慮到二次搬運(yùn)費(fèi)等問(wèn)題，但是卻沒(méi)有從布局設(shè)計(jì)角度去優(yōu)化甚至避免這種不必要的浪費(fèi)[1]。

在臨建布置中，建設(shè)單位負(fù)責(zé)生產(chǎn)區(qū)與辦公區(qū)，而生產(chǎn)區(qū)的布局設(shè)計(jì)則交給施工方，這種安排會(huì)導(dǎo)致在平面布置時(shí)缺乏系統(tǒng)性。同時(shí)，施工方在進(jìn)行生產(chǎn)區(qū)臨建規(guī)劃時(shí)，很少系統(tǒng)考慮人流、物流、環(huán)境影響等，而是依據(jù)長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)采取的規(guī)劃方法，不能合理地利用施工現(xiàn)場(chǎng)空間。因此，避免傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)布局、分工布局，結(jié)合建筑施工特點(diǎn)，尋找合適的規(guī)劃方法，進(jìn)行系統(tǒng)布局規(guī)劃，將會(huì)節(jié)省材料二次搬運(yùn)費(fèi)，節(jié)省人工費(fèi)，同時(shí)也能為“建筑SOP”的制定打下基礎(chǔ)。

理查德·繆瑟提出的系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)方法，即傳統(tǒng)SLP方法，是一種合理性極強(qiáng)的方法，它是將物流分析與作業(yè)單位關(guān)系密切程度分析相結(jié)合，尋找合理布置的技術(shù)[2]，它不僅適用于不同規(guī)模和種類(lèi)工廠的新建、擴(kuò)建、改建中設(shè)施、設(shè)備的布置或者調(diào)整，對(duì)于制造業(yè)中物流園區(qū)、實(shí)驗(yàn)室、生產(chǎn)車(chē)間、倉(cāng)庫(kù)等的布置也適用，隨著SLP的不斷改進(jìn)和完善，它在大型超市、糧產(chǎn)品基地、產(chǎn)業(yè)園區(qū)等進(jìn)行布置設(shè)計(jì)時(shí)得到應(yīng)用和推廣。用SLP進(jìn)行建筑施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置，將會(huì)解決建筑施工現(xiàn)場(chǎng)不合理平面布置出現(xiàn)的系列問(wèn)題。

SLP方法將物流分析與非物流分析相結(jié)合，對(duì)制造業(yè)中工廠和車(chē)間系統(tǒng)規(guī)劃，確定合理的布局位置，以期獲得最大利潤(rùn)，降低成本投入。使用SLP方法進(jìn)行工廠車(chē)間等布置設(shè)計(jì)，在方法中,將平面布置問(wèn)題歸納為五個(gè)基本要素：P產(chǎn)品；Q產(chǎn)量；R生產(chǎn)路線(xiàn)；S輔助部門(mén)；T時(shí)間安排。以產(chǎn)品和產(chǎn)量為基本要素，作為一切其他特征或者條件的基礎(chǔ)[3]，在全面細(xì)致調(diào)查的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，繪制作業(yè)單位相關(guān)圖、作業(yè)單位面積相關(guān)圖等圖表，并進(jìn)行計(jì)算，得到若干可行的布局方案，通過(guò)分析評(píng)價(jià)，得到平面布置的最佳方案，技術(shù)路線(xiàn)如圖1所示。

1 基于SLP的建筑工地現(xiàn)場(chǎng)規(guī)劃

1.1 SLP應(yīng)用重要原則

SLP方法主要應(yīng)用于商用、民用建筑。基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)由于施工場(chǎng)地發(fā)生不斷變化，施工現(xiàn)場(chǎng)定期移動(dòng)，因而很難確定，工業(yè)建筑大部分為單層廠房，采用的建筑構(gòu)件都是在場(chǎng)外預(yù)制好，在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝拼接，施工現(xiàn)場(chǎng)的臨時(shí)設(shè)施簡(jiǎn)單，且數(shù)量有限，都不適宜采用SLP方法進(jìn)行規(guī)劃。商業(yè)建筑和民用建筑，施工場(chǎng)地固定，施工工藝相似，臨時(shí)設(shè)施種類(lèi)多且使用時(shí)間較長(zhǎng)，SLP較為適用。

SLP必須保證流水施工，便于組織施工作業(yè)。建筑施工必須確?！叭ㄒ黄健保虼嗽谠O(shè)施規(guī)劃時(shí)必須保證交通流暢，有利于材料和設(shè)備的進(jìn)出場(chǎng)。場(chǎng)地資源是建筑中非常重要的資源，因此必須要合理利用場(chǎng)地，生產(chǎn)區(qū)、生活區(qū)、辦公區(qū)應(yīng)當(dāng)分開(kāi)，生活區(qū)應(yīng)當(dāng)離生產(chǎn)區(qū)遠(yuǎn)一些。

塔吊是施工現(xiàn)場(chǎng)必不可少的設(shè)施，它會(huì)產(chǎn)生垂直運(yùn)輸，而且會(huì)產(chǎn)生大量的運(yùn)輸成本，因此，在對(duì)它以及相關(guān)臨時(shí)設(shè)施設(shè)計(jì)時(shí)要考慮塔吊的作業(yè)半徑，從而保證垂直運(yùn)輸?shù)母咝н\(yùn)轉(zhuǎn)。

1.2 SLP應(yīng)用主要內(nèi)容

1)基本資料分析。建筑施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置有產(chǎn)品、產(chǎn)量、工藝過(guò)程、輔助服務(wù)部門(mén)、時(shí)間五個(gè)基本要素，產(chǎn)品與工藝過(guò)程是主要分析對(duì)象，是進(jìn)行物流分析和非物流分析的重要參考依據(jù)，而其他要素則是次要因素，利用這些要素進(jìn)行科學(xué)分析，確定不同區(qū)域之間的相互關(guān)系。

2)物流分析。建筑中砂、石、鋼筋、木材等的物流單位不相同，不能進(jìn)行直接分析，SLP中采用物流強(qiáng)度這一概念分析物流關(guān)系，將其劃分為超高物流強(qiáng)度、高級(jí)物流強(qiáng)度、中級(jí)物流強(qiáng)度、一般物流強(qiáng)度、可忽略搬運(yùn)物流強(qiáng)度五個(gè)等級(jí)， 使用A，E，I，O，U與其分別對(duì)應(yīng)。建立相互作業(yè)單位之間物流相關(guān)表，對(duì)于物流強(qiáng)度高的作業(yè)單位要盡可能地縮短距離[4]，對(duì)于物流強(qiáng)度較少甚至是可忽略搬運(yùn)的物流強(qiáng)度，應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離設(shè)置。

3)非物流分析。非物流主要受到作業(yè)性質(zhì)、工藝流程、監(jiān)督和管理、工作聯(lián)系頻繁程度、自然環(huán)境等因素的影響，SLP結(jié)合這些因素將作業(yè)單位之間密切程度等級(jí)劃分為A，E，I，O，U，X，依次表示絕對(duì)重要、特別重要、重要、一般密切程度、不重要、不期望結(jié)果，非物流分析最終得到非物流相關(guān)表。

4)作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表。首先要確定物流和非物流相互關(guān)系的相對(duì)重要性，對(duì)平面布置影響較大的賦較大權(quán)重，影響較小的賦較小權(quán)重。其次要量化處理物流強(qiáng)度等級(jí)和非物流密切程度等級(jí)，對(duì)于A，E，I，O，U，對(duì)應(yīng)取4，3，2，1，0。兩個(gè)作業(yè)單位分別為Ai和Aj(i≠j)，作業(yè)單位物流和非物流相互關(guān)系量化為M和N,a和b為權(quán)重系數(shù)，可以得到Ai和Aj之間的綜合相互關(guān)系密切程度量化值為aM+bN。對(duì)于綜合相互關(guān)系密切程度也劃分為A，E，I，O，U五個(gè)等級(jí)，計(jì)算整理后得到作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表。

5)繪制位置和相關(guān)圖。改善布置則只需繪制位置相關(guān)圖，若新設(shè)計(jì)方案還需繪制面積相關(guān)圖，作業(yè)單位的所需面積和可使用面積是不可忽略因素，作業(yè)單位的基本占地面積由設(shè)施占用面積、物流方式和運(yùn)輸通道、現(xiàn)場(chǎng)人員施工所需面積等組成。

6)修正、評(píng)價(jià)與擇優(yōu)。修正過(guò)程是根據(jù)場(chǎng)地條件與環(huán)境、道路、建筑特征、物料搬運(yùn)方式等因素，對(duì)面積相關(guān)圖提出可修改意見(jiàn)，同時(shí)結(jié)合實(shí)際限制條件進(jìn)行調(diào)整，形成若干備選方案。采用加權(quán)因素法進(jìn)行評(píng)價(jià)，選出最優(yōu)方案。

2 鄭州國(guó)龍商務(wù)中心施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置分析

鄭州國(guó)龍商務(wù)中心是由河南國(guó)龍置業(yè)有限公司開(kāi)發(fā)建設(shè)，建筑主體為15層鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)的寫(xiě)字樓。對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地考察、資料收集和圖形繪制，得到初始平面布置簡(jiǎn)圖，如圖2所示。

初始布局中含有17個(gè)作業(yè)單位，辦公區(qū)、生活區(qū)與傳達(dá)室、生活垃圾處在邊緣位置，與生產(chǎn)區(qū)分離，布置較為合理，因此主要對(duì)余下的13個(gè)作業(yè)單位進(jìn)行物流分析和非物流分析。作業(yè)單位物流相關(guān)圖如圖3所示。

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)不同作業(yè)單位的施工工藝流程，找出不同作業(yè)單位之間產(chǎn)生關(guān)聯(lián)的原因(見(jiàn)表1)，建立作業(yè)單位非物流相關(guān)圖(見(jiàn)圖4)。

表1 作業(yè)單位密切原因

對(duì)物流分析和非物流分析得到的結(jié)果量化處理，A，E，I，O，U，對(duì)應(yīng)的量化為4，3，2，1，0，針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的施工特點(diǎn)，物流關(guān)系占權(quán)重較大，物流關(guān)系與非物流關(guān)系權(quán)重比可為a∶b=3∶1，根據(jù)量化結(jié)果和加權(quán)系數(shù)求綜合關(guān)系TRij,TRij=aMRij+bNRij，其中，MRij為物流關(guān)系值；NRij為非物流關(guān)系取值；a=0.75；b=0.25。將求得結(jié)果分為A,E,I,O,U五個(gè)等級(jí)，最終得到施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)單位綜合相互關(guān)系圖(見(jiàn)圖5)。

在作業(yè)單位綜合相互關(guān)系圖的基礎(chǔ)上，計(jì)算出作業(yè)單位之間的綜合關(guān)系量化結(jié)果總和，記為綜合接近程度[5]，并將結(jié)果按照遞減方式排序，得到作業(yè)單位排序表(見(jiàn)表2)。

表2 綜合接近程度排序表

綜合接近程度第一的為塔吊，將其置于原位置。結(jié)合圖5，繪制位置關(guān)系圖，得到如圖6所示結(jié)果。

表3 評(píng)價(jià)因素及評(píng)分表

綜合考慮辦公室、工人生活區(qū)以及其他輔助設(shè)施的影響，基于位置相關(guān)圖本身方案，加上機(jī)電加工棚與配電棚位置互換共兩個(gè)可選方案。使用加權(quán)因素法綜合評(píng)價(jià)兩種新方案以及初始方案，單因素評(píng)價(jià)結(jié)果分為五個(gè)等級(jí)：A=4(很好)；E=3(良好)；I=2(較好)；O=1(一般)；U=0(不好)。結(jié)合施工工藝、監(jiān)督與管理、環(huán)境影響等因素設(shè)置評(píng)估因素及其對(duì)應(yīng)權(quán)重[6]，計(jì)算出兩個(gè)新方案和初始方案最終得分，結(jié)果如表3所示。

易知，新方案一得分最高，因此確定新方案一為最優(yōu)方案。按照新方案一繪制得施工現(xiàn)場(chǎng)最終布置圖如圖7所示。

3 結(jié)語(yǔ)

采用SLP方法對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行設(shè)施規(guī)劃，能夠綜合考慮人流、物流、資金流等因素，降低了建筑成本，減少二次搬運(yùn)帶來(lái)的浪費(fèi)，同時(shí)大大提高作業(yè)效率，為建筑施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置提供重要依據(jù)。

[1] 劉文涵.基于施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置的安全管理優(yōu)化模型和算法研究[D].大連:東北財(cái)經(jīng)大學(xué),2012:63-71.

[2] 理查德·繆瑟.系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)[M].北京：北京機(jī)械工業(yè)出版社,1998:3-15.

[3] 陳達(dá)強(qiáng),胡 軍.物流系統(tǒng)建模與仿真[M].杭州:浙江大學(xué)出版社,2008:290-298.

[4] 黃澤圳,彭維文,劉玲媛,等.基于SLP的超市區(qū)域布置調(diào)研及優(yōu)化[J].物流工程與管理,2013(35):122-125.

[5] 程國(guó)全.SLP在化工廠總平面布置中的應(yīng)用[J].物流技術(shù)與應(yīng)用,1997(2):34-37.

[6] 鄭松濤,湯文成,陳 昀.SLP方法在風(fēng)電塔筒廠區(qū)總平面布置中的應(yīng)用[J].工業(yè)工程與管理,2010(15):116-120.

Facilities planning on construction site layout based on SLP

Zuo Menglai Zhu Yujie* Zhu Xiaolin

(NortheastForestryUniversity,Harbin150040,China)

In order to solve the cost and project time which caused by unreasonable distribution on the construction site, the article proposed systematic layout planning, analyzed the layout of the under-construction project for Guolong Business Center in Zhengzhou, reduced the construction cost such as second removal cost of materials.

construction site, SLP, facilities planning, logistics analysis

1009-6825(2016)24-0100-03

2016-06-19

左夢(mèng)來(lái)(1992- )，男，在讀碩士； 朱曉琳(1993- )，女，在讀碩士

朱玉杰(1965- )，女，教授

TU721.2

A