預(yù)制梁場建設(shè)規(guī)模優(yōu)化與內(nèi)部布局問題研究

孫 鐸

(中交四航局第六工程有限公司，519000)

預(yù)制梁場的建設(shè)具備臨時(shí)性的特征，作為原材料、半成品、成品的加工場地，若對其進(jìn)行相應(yīng)的布局優(yōu)化也需要秉承最優(yōu)原則，實(shí)現(xiàn)對土地最大化的使用。設(shè)計(jì)師需要對工程項(xiàng)目建設(shè)周期，預(yù)制梁的使用量進(jìn)行分析、考量，來對整個(gè)制梁場進(jìn)行定向化設(shè)計(jì)和改造，降低企業(yè)的用地成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1 設(shè)施規(guī)模與布局方案的關(guān)系分析

通過對規(guī)模進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算可以對初步布局方案進(jìn)行有效地設(shè)置，在確定布局方案之前需要完成對設(shè)施規(guī)模的有效計(jì)算，作為設(shè)施布局的核心工作首先需要計(jì)算出各生產(chǎn)單位的實(shí)際面積；整個(gè)設(shè)施布局總平面是否合理，與其后續(xù)面積計(jì)算是否精確成正相關(guān)，實(shí)施面積的總體大小決定的總平面布局可以容納單位的數(shù)量，因此，在進(jìn)行設(shè)施布局期間要完成對設(shè)施面積的有效核算，在核算相關(guān)面積時(shí)需要考量機(jī)械設(shè)備占用面積、材料堆放面積、人員工作、生活場地占用面積，車輛運(yùn)輸周轉(zhuǎn)所占用的面積，可以結(jié)合相應(yīng)的比例來進(jìn)行確認(rèn)，之后再根據(jù)前期計(jì)算得到的結(jié)果來對初步布局方案進(jìn)行選定，選取一個(gè)或多個(gè)前期所設(shè)置的布局策略，對各生產(chǎn)單位以及部門所在區(qū)域的位置進(jìn)行設(shè)計(jì)布局，但是需要制定多個(gè)平面布局方案，再通過相應(yīng)的篩選處理，結(jié)合定向化的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)選取相對較為適宜的方案。

1.1 設(shè)施規(guī)?；纠碚摵头椒?/h3>

雖然在進(jìn)行布局之前要完成規(guī)模計(jì)算以及對布局方案的設(shè)置，但是在當(dāng)前現(xiàn)有的研究工作中，針對設(shè)施規(guī)模的計(jì)算以及相關(guān)問題的解決是一個(gè)動(dòng)態(tài)化過程，其中對于設(shè)施規(guī)模及測試面積往往是已知條件不用對其進(jìn)行單獨(dú)研究，只是少量的設(shè)施規(guī)模，諸如涉及到物流相關(guān)領(lǐng)域還需要進(jìn)行特定的研究、探討。而常見的設(shè)施規(guī)模影響因素也相對較多，其綜合看來可分為靜態(tài)因素和動(dòng)態(tài)因素，而靜態(tài)因素是指在作業(yè)過程中不受作業(yè)時(shí)間的變化而對設(shè)施規(guī)模產(chǎn)生影響其中所包含的因素，此因素諸如設(shè)備種類、規(guī)格以及運(yùn)輸裝備類型，數(shù)量大小等，以及對建設(shè)空間各功能區(qū)建設(shè)成本的考量；而動(dòng)態(tài)因素則主要是出自于制作流程具體活動(dòng)的變更，例如，時(shí)間、工作效率以及各環(huán)節(jié)的工作人員。

1.2 設(shè)施規(guī)模確認(rèn)

不同的設(shè)施面向的研究對象其所沿用的設(shè)施規(guī)模確認(rèn)方法也存在相應(yīng)的差異，總體來說需要遵循以下的準(zhǔn)則。首先，結(jié)合相應(yīng)的時(shí)空消耗法，該方法主要是以人以及相關(guān)事物作為主要的服務(wù)對象，衡量在特定的時(shí)間內(nèi)所占據(jù)的空間資源，以及在特定的空間中所使用的時(shí)間，對其進(jìn)行計(jì)算、分析，如果在特定的環(huán)境下設(shè)施所提供的時(shí)空資源遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于需求，則會(huì)導(dǎo)致設(shè)施的布置不足，其服務(wù)質(zhì)量相對較低，反之則會(huì)造成大量的空間資源浪費(fèi)進(jìn)一步加大投入成本，因此，時(shí)空消耗需要確保需求與損耗兩者恰好處于平衡的狀態(tài)。而在對應(yīng)的生產(chǎn)節(jié)拍法中，主要是以加工為主要的研究對象，設(shè)施節(jié)拍生產(chǎn)法主要確定設(shè)施所具備的規(guī)模，結(jié)合高效率的加工中心，按照相應(yīng)的工作管控流程，使得每一個(gè)工位、每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都具備相同的生產(chǎn)節(jié)拍。生產(chǎn)節(jié)拍也可以稱之為生產(chǎn)效率，可以對現(xiàn)有的生產(chǎn)時(shí)間進(jìn)行確認(rèn)來檢驗(yàn)作業(yè)是否流暢，否則便會(huì)形成相應(yīng)的瓶頸。在考量生產(chǎn)節(jié)拍問題時(shí)，需要對生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間進(jìn)行控制，時(shí)間過長則會(huì)形成瓶頸，而時(shí)間過短則會(huì)造成相應(yīng)的工位資源浪費(fèi)。

1.3 基本理論和方法

進(jìn)行設(shè)施布局的根本原因以及包含的總體目標(biāo)是，在已定的現(xiàn)場區(qū)域內(nèi)通過對各種設(shè)施、裝備進(jìn)行合理擺放，使得土地的利用效率最大化，其中所涉及到的管理目標(biāo)包含定量目標(biāo)以及定性目標(biāo)，此類目標(biāo)并不是完全統(tǒng)一，且相關(guān)目標(biāo)還存在動(dòng)態(tài)化改變的狀況，因此需要根據(jù)相關(guān)問題選擇適當(dāng)?shù)牟季帜繕?biāo)，為了達(dá)到相應(yīng)的管控需求，在進(jìn)行設(shè)施布局規(guī)劃設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)當(dāng)考量以下四種原則。首先，要保持運(yùn)輸距離最短，減少周轉(zhuǎn)時(shí)間，提高針對物資、人員的遷移效率，最大限度地降低物料、物資輸送成本，盡可能以最快的速度、最小的代價(jià)完成生產(chǎn)制造。其次，是整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化管控原則，在進(jìn)行設(shè)施布局設(shè)計(jì)過程中還需要考量布局對生產(chǎn)狀況所產(chǎn)生的影響，借助系統(tǒng)分析法來使得整個(gè)系統(tǒng)得到優(yōu)化和改善，而布局優(yōu)化原則則需要充分考量物流因素以及非物流因素所產(chǎn)生的影響，在其中要對現(xiàn)有的功能區(qū)與非功能區(qū)之間的關(guān)系進(jìn)行有效呈別，盡可能避免物資在輸送過程中出現(xiàn)倒流、迂回運(yùn)輸?shù)臓顩r，實(shí)現(xiàn)空間資源的合理優(yōu)化布局。再者，是資源最大化利用原則，其綜合管控目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)對空間資源的最大化使用以此來降低生產(chǎn)成本，節(jié)約土地；還有便是實(shí)施柔性化的生產(chǎn)管控原則，所謂柔性化生產(chǎn)管控原則指的是在應(yīng)對不同的生產(chǎn)需求以及生產(chǎn)環(huán)境下能夠?qū)崿F(xiàn)多樣化的生產(chǎn)，且不影響生產(chǎn)速度以及生產(chǎn)品質(zhì)，此時(shí)應(yīng)當(dāng)設(shè)置適當(dāng)?shù)目臻g布局位置，使得柔性化生產(chǎn)所需要的設(shè)備、場地均能夠達(dá)到相應(yīng)的要求。

2 預(yù)制梁場建設(shè)規(guī)模優(yōu)化

2.1 功能區(qū)劃分

通常情況下，不同的工藝作業(yè)內(nèi)容需要在特定的區(qū)域才能夠穩(wěn)步高效的實(shí)施，因此在預(yù)制梁場功能區(qū)域的劃分過程中，需要全方位考量預(yù)制梁的施工工藝特征。同時(shí)還需要分析現(xiàn)場工人的具體工作、生活需求，來對相關(guān)區(qū)域進(jìn)行定向化的劃分。通常情況下，將相關(guān)區(qū)域劃分為基本的生產(chǎn)區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)、生活區(qū)、辦公區(qū)、通道。

生產(chǎn)區(qū)：在基本的生產(chǎn)區(qū)又可以進(jìn)一步細(xì)分為存梁區(qū)、制梁區(qū)、提梁區(qū)、加工區(qū)。而在對應(yīng)的鋼筋加工區(qū)則主要是將基礎(chǔ)的原材料加工為成品梁，其加工生產(chǎn)區(qū)域需要全方位考量成品梁加工設(shè)置的尺寸、形狀、大小。此外，相關(guān)區(qū)域還包含鋼筋制作區(qū)域、存放區(qū)域、捆扎區(qū)域。而對應(yīng)的制梁區(qū)則是預(yù)制梁生產(chǎn)的主要部分，也是預(yù)制梁施工管控工作的重點(diǎn)場所，在該區(qū)域內(nèi)設(shè)置了清理存放區(qū)，同時(shí)融合了各類關(guān)鍵性機(jī)械設(shè)備的使用，相應(yīng)的儲(chǔ)梁區(qū)要確保能夠放置一個(gè)周期的預(yù)制梁，同時(shí)在生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)還需要包含通道設(shè)施，實(shí)現(xiàn)車輛的周轉(zhuǎn)運(yùn)輸。

輔助區(qū)：在對應(yīng)的輔助生產(chǎn)區(qū)，其包含庫房、材料、倉庫、鋼結(jié)構(gòu)堆放區(qū)域以及電器變壓站、鍋爐實(shí)驗(yàn)室等。

辦公區(qū)、生活區(qū)：該區(qū)域主要是為員工提供生活、辦公的場地，供員工娛樂、休閑、學(xué)習(xí)、工作。該區(qū)域通常是臨時(shí)建筑所搭建的，以活動(dòng)板房為基本的建筑框架。

通道：場地的通道主要是實(shí)現(xiàn)各功能區(qū)與外部的聯(lián)系溝通，將原材料以及成品梁，半成品梁運(yùn)輸?shù)礁鱾€(gè)功能區(qū)，但是相應(yīng)的通道布置，需要結(jié)合最優(yōu)化的流程。

2.2 影響制梁、存梁區(qū)、梁臺規(guī)模建設(shè)的關(guān)鍵因素

影響制梁、存梁區(qū)以及臺座規(guī)模的因素相對較多，主要是由工作任務(wù)、工作周期、模具周轉(zhuǎn)周期、存梁的周期、架梁的速度、預(yù)制梁的提前期所決定的。通常來講，制梁工作的周期越長，則所需要結(jié)合使用到的梁臺座就相對較少，而制梁周期則代表著制梁臺座的作業(yè)循環(huán)時(shí)間，會(huì)影響到現(xiàn)場的生產(chǎn)規(guī)模。周期越短，則制梁臺座的占用時(shí)間就相對較短，相應(yīng)的制梁速度也就越快。由于不同成品梁的制作工藝、制作手法存在相應(yīng)的差異，時(shí)期具備不同的制梁周期。而架梁的速度則是由設(shè)備以及架梁的方式、距離所決定，相關(guān)速率受到經(jīng)濟(jì)條件的影響。

2.3 預(yù)制梁場建設(shè)規(guī)模優(yōu)化的策略

預(yù)制梁場建設(shè)規(guī)模優(yōu)化工作中，需要實(shí)現(xiàn)對相關(guān)算法進(jìn)行改進(jìn)，相關(guān)算法需要側(cè)重考量制梁需求不均衡的狀況，對現(xiàn)有的梁臺座以及模具的匹配關(guān)系進(jìn)行整改，盡可能優(yōu)化現(xiàn)有的制梁臺設(shè)計(jì)規(guī)模以及相關(guān)算法。首先，工作人員需要考量到制梁周期、存梁周期以及制梁提前期，來對相應(yīng)的臺座規(guī)模進(jìn)行計(jì)算。之后還需要對預(yù)制梁場各區(qū)面積進(jìn)行確認(rèn)，對存梁臺座規(guī)模進(jìn)行計(jì)算?？傊趯?yīng)的計(jì)算工作中需要有效的計(jì)算出各設(shè)備生產(chǎn)假設(shè)的周期性時(shí)間，滿足生產(chǎn)，秉承最優(yōu)化的計(jì)算設(shè)計(jì)原則。將工作的周期放置在相關(guān)梁臺設(shè)備計(jì)算工作的主要位置，以此來計(jì)算出最小的梁臺數(shù)量和設(shè)備數(shù)量。整合存梁周期，架梁速度以及梁提前期，構(gòu)建制梁臺數(shù)量和模具數(shù)量之間的約束關(guān)系。而在對其他功能區(qū)的面積進(jìn)行確認(rèn)的過程中，也需要充分考量制梁生產(chǎn)力以及相關(guān)人力需求，參考通道的負(fù)荷以及相關(guān)人員的使用需求，來對生活區(qū)、工作區(qū)進(jìn)行定向化設(shè)置，滿足預(yù)制梁的生產(chǎn)制作需求。

3 預(yù)制梁場內(nèi)部布局優(yōu)化

3.1 預(yù)制梁場內(nèi)部布局優(yōu)化工作的必要性分析

預(yù)制梁場具備臨時(shí)建筑的特性，該類設(shè)施往往占據(jù)較大的地表面積，同時(shí)建設(shè)成本也相對較高，不具備較高的經(jīng)濟(jì)效益，但是卻是在施工建設(shè)活動(dòng)中不可缺少的部分。在對預(yù)制梁場布局進(jìn)行優(yōu)化改善的過程中，需要考量布局全面性相關(guān)因素。具體來說，由于預(yù)制梁場規(guī)劃建設(shè)的最終質(zhì)量和效率，影響著整個(gè)工程項(xiàng)目的建設(shè)周期和后續(xù)的投資回報(bào)比，當(dāng)完成對預(yù)制梁的初始建設(shè)之后，只能夠進(jìn)行細(xì)微的調(diào)整，而不能夠進(jìn)行大規(guī)模的重建。因此前期的內(nèi)部布局優(yōu)化工作具備較大的現(xiàn)實(shí)意義。

另外，預(yù)制梁場作為臨時(shí)設(shè)施建筑，當(dāng)項(xiàng)目方完成對整個(gè)項(xiàng)目的施工建設(shè)之后，則需要對梁場進(jìn)行復(fù)墾操作，而復(fù)墾操作往往具備較高的成本。因此，項(xiàng)目方需要結(jié)合前期精細(xì)化的設(shè)計(jì)，考量多方面的因素，來實(shí)現(xiàn)對土地資源最大化的利用。此外，由于預(yù)制梁場的使用具備一次性，企業(yè)對其進(jìn)行持續(xù)的設(shè)計(jì)、改善和優(yōu)化不具備較大的意義。因此，對于預(yù)制梁場的前期布局，設(shè)計(jì)方案的制定和完善，具備舉足輕重的意義。

3.2 預(yù)制梁場布局優(yōu)化模型的構(gòu)建

在對預(yù)制梁場進(jìn)行布局優(yōu)化的工作期間，首先需要完善對于相關(guān)模型的構(gòu)建。在相應(yīng)的模型構(gòu)建中，需要包含各大設(shè)置版塊，將其完整布置在現(xiàn)有的平面上，使得各個(gè)條件之間的約束關(guān)系能夠滿足既定的生產(chǎn)目標(biāo)。通常情況下，預(yù)制梁場的優(yōu)化布局中，在外表形狀上通常設(shè)置為矩形，而在預(yù)制梁場的主體功能區(qū)，也可以將其粗略看作為矩形，其呈現(xiàn)出長方體的現(xiàn)狀。這是由于梁箱、梁體的形狀呈現(xiàn)出長方體的特征。因此，使了對應(yīng)的制梁區(qū)、存梁區(qū)也具備箱體的基本幾何特征。在預(yù)制梁場的布局方案中，通常采取平行多行式的布局管控形式。具體來說，相應(yīng)的功能區(qū)在平面上呈現(xiàn)出縱行布置的特征，并且還需要實(shí)現(xiàn)基本的平行。在對關(guān)鍵性區(qū)域進(jìn)行布置的過程中，應(yīng)當(dāng)以其作為布置的核心，其他功能區(qū)域?yàn)檩o，實(shí)現(xiàn)整體功能。

整個(gè)功能區(qū)域的布局需要建立在物流總量最優(yōu)化，土地利用效率最大化的前提下，盡可能減少物流周轉(zhuǎn)、土地使用成本，并且各功能區(qū)還不能夠重疊布置。

3.3 預(yù)制梁場布局的優(yōu)化方案調(diào)整

道路的布置：預(yù)制梁場內(nèi)部的道路需要承擔(dān)運(yùn)輸預(yù)制梁的工作任務(wù)，滿足基本的物流需求以及人流需求。由于預(yù)制梁具備較大的體積，和較大的質(zhì)量，且呈現(xiàn)出長方體的特征。因此相應(yīng)的物流通道應(yīng)當(dāng)沿用直線型的布置策略，確保整個(gè)貨運(yùn)通道暢通無阻且無交叉，保障運(yùn)輸安全。另外，在梁場內(nèi)部道路布置應(yīng)當(dāng)保持與總平面布置相協(xié)調(diào)、相適應(yīng)。相應(yīng)的通道還需要滿足消防、衛(wèi)生、安全等相關(guān)工作管理需求。

可擴(kuò)充性：預(yù)制梁場的規(guī)劃工作需要具備彈性化、柔性化的特征，能夠順應(yīng)工程項(xiàng)目的工期變更以及作業(yè)需求，來對相應(yīng)的制梁工作進(jìn)行調(diào)整。尤其是在對架梁作業(yè)進(jìn)行完善的過程中，由于會(huì)受到人為因素、自然因素的影響，可能會(huì)致使制梁工期延后，因此需要結(jié)合額外的存梁區(qū)域，來滿足對應(yīng)的工作需求。設(shè)計(jì)師在對預(yù)制梁場平面布局設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合相應(yīng)的預(yù)留空地，提高整個(gè)梁場的工作彈性。

場地條件以及周邊狀況：預(yù)制梁場區(qū)域的內(nèi)部環(huán)境、外部環(huán)境、社會(huì)環(huán)境、公共交通環(huán)境會(huì)給總體布局方案產(chǎn)生相應(yīng)的影響。因此在布局的過程中，應(yīng)當(dāng)充分的實(shí)現(xiàn)對地形、地質(zhì)條件的有效利用，還需要考慮到當(dāng)?shù)氐臍夂?、氣象因素，采取因地制宜的布置策略?/p>

其他方面：除了上述所講到的布局影響因素之外，其他因素也會(huì)對預(yù)制梁場的布置起到相應(yīng)的約束作用，例如，相關(guān)征地的實(shí)際面積，人員排配，建設(shè)成本等。同時(shí)，相關(guān)法律法規(guī)也會(huì)對整個(gè)梁場的內(nèi)部布局、優(yōu)化產(chǎn)生相應(yīng)的影響。

4 結(jié) 語

總之，預(yù)制梁場建設(shè)規(guī)模優(yōu)化與內(nèi)部布局優(yōu)化需要充分的考量實(shí)際的工作需求，實(shí)現(xiàn)對各個(gè)功能區(qū)進(jìn)行合理的設(shè)置、打造，滿足建筑企業(yè)的生產(chǎn)需求，提在此期間設(shè)計(jì)師還應(yīng)當(dāng)秉承因地制宜的設(shè)計(jì)管控原則，在平面布局形式、布局策略上進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，盡可能減少相關(guān)設(shè)備和土地的使用量，高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。