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裝配PC工廠要降低成本,,設(shè)計(jì)是重中之重,!

 中清科技 2020-01-24



01
前言


PC成本過(guò)高是造成成本增量大的主要因素,因此,,如何降低PC成本是發(fā)展裝配式建筑必須考慮的問(wèn)題,。

本文以某個(gè)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)樓型產(chǎn)品為對(duì)象,從PC制造工廠成本管理的角度出發(fā)闡述在設(shè)計(jì)前端如何降低PC成本,。


02
PC成本構(gòu)成


本文的研究對(duì)象為高層住宅標(biāo)準(zhǔn)戶型產(chǎn)品,,剪力墻結(jié)構(gòu)體系,其中預(yù)制樓層29層,,運(yùn)輸距離30km,。單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層的PC個(gè)數(shù)172個(gè):墻板56個(gè),桁架疊合板48個(gè),,疊合梁19個(gè),,異形構(gòu)件28個(gè),裝飾件21個(gè),,共計(jì)126m3,。

PC部分總計(jì)采用ABC成本分析法,綜合考慮PC制造的生產(chǎn)排產(chǎn)方案,、配模方案,、物流裝車方案后計(jì)算出PC成本占比如下圖所示,。

▲圖1 PC成本占比圖


03
PC成本優(yōu)化


在圖1的成本構(gòu)成中,直接材料費(fèi)直接由設(shè)計(jì)決定,;人工費(fèi)、物流費(fèi)和模具費(fèi)由設(shè)計(jì)為PC工廠降成本創(chuàng)造條件,;設(shè)備廠房折舊費(fèi)和其他經(jīng)營(yíng)管理費(fèi)與設(shè)計(jì)無(wú)關(guān),。

物料含量與物料費(fèi)

由圖1可知,鋼筋和混凝土在物料費(fèi)中占比較大,,其次為預(yù)埋件,。降低物料成本首先要考慮的是降低鋼筋含量,鋼筋每降低5kg/m3,,單方成本可降低約20元/m3,。以墻板的鋼筋為例,平均含鋼量約為74kg/m3,,其中由裝配式必須增加的構(gòu)造鋼筋約為6kg/m3,。墻板預(yù)埋件中水電預(yù)埋件和結(jié)構(gòu)預(yù)埋件的的成本占比分別為15%和85%,內(nèi)墻的水電預(yù)埋件比外墻高22元/m3,,但采用“單板”(注:“單板”外墻指不含外葉板和保溫板的外墻)外墻時(shí),,內(nèi)外墻的結(jié)構(gòu)預(yù)埋基本持平且遠(yuǎn)高于水電預(yù)埋件。

▲ 圖2水電預(yù)埋件和結(jié)構(gòu)預(yù)埋件成本(單位:元/m3)

在圖1的成本構(gòu)成中,,直接材料費(fèi)直接由設(shè)計(jì)決定,;人工費(fèi)、物流費(fèi)和模具費(fèi)由設(shè)計(jì)為PC工廠降成本創(chuàng)造條件,;設(shè)備廠房折舊費(fèi)和其他經(jīng)營(yíng)管理費(fèi)與設(shè)計(jì)無(wú)關(guān),。

▲ 圖3結(jié)構(gòu)鋼筋和構(gòu)造鋼筋成本(單位:元/m3)

構(gòu)件外形與模具費(fèi)

PC構(gòu)件生產(chǎn)用的模具主要采用鋼模,現(xiàn)市場(chǎng)價(jià)約11000-13000元/噸,,大部分PC工廠會(huì)針對(duì)單個(gè)項(xiàng)目采購(gòu)定制模具,,項(xiàng)目結(jié)束后大量定制模具不能重新利用,造成模具費(fèi)高達(dá)15%,,是導(dǎo)致PC成本過(guò)高的主要原因之一,。如何將定制模具轉(zhuǎn)化為通用模具,一直是困擾PC工廠的難題,,除了PC工廠合理配置模具數(shù)量并做好模具保養(yǎng)以外,,還需設(shè)計(jì)在前端提高標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的比例,為生產(chǎn)提高模具使用次數(shù)創(chuàng)造條件,。

對(duì)于平面構(gòu)件如墻板,,外形凹凸較少,可大面積利用臺(tái)模面生產(chǎn),,僅需采購(gòu)墻板邊模,,如圖4所示,。若采用“單板”外墻,內(nèi)外墻厚度均為200mm,,只要墻板的長(zhǎng)寬尺寸,、門窗尺寸和出筋邊相同或近似則可共用模具,設(shè)計(jì)師在做工藝拆分時(shí)可提高相同尺寸墻板構(gòu)件的比例,,為PC工廠做模具方案提供更多共模的可能性,。在此項(xiàng)目中,通過(guò)對(duì)56個(gè)墻板構(gòu)件的尺寸進(jìn)行優(yōu)化,,綜合考慮排摸方案后可共模構(gòu)件高達(dá)28個(gè),,模具套數(shù)從56套降低至42套,墻板模具費(fèi)控制在5%以內(nèi),,若考慮臺(tái)模之間的模具周轉(zhuǎn),,模具套數(shù)可減少更多。

▲ 圖4墻板模具示意圖

對(duì)于立體構(gòu)件如沉箱,,外形凹凸程度大,,利用臺(tái)模面較小,大面積的立面需定制模具,,如圖5所示,。一般來(lái)說(shuō)只有兩個(gè)構(gòu)件的外形完全一致才能共用模具,增加異形件的臺(tái)模接觸面積和標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件比例是設(shè)計(jì)師應(yīng)重點(diǎn)考慮的問(wèn)題,。在此項(xiàng)目中,,沉箱的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件占比達(dá)到60%以上,模具費(fèi)可控制在8%以內(nèi),。

▲ 圖5沉箱模具示意圖

構(gòu)件復(fù)雜度與人工費(fèi)

由圖1可知,,人工費(fèi)占比為20%,僅次于物料費(fèi)為影響PC成本的第二大因素,。PC人工費(fèi)在350-650元/m3范圍內(nèi)不等,,高于傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)中的人工費(fèi)388元/m3(注:引用自胡衛(wèi)波《裝配式結(jié)構(gòu)的增量成本分析—3人工費(fèi)是增還是減?》),,是裝配式建筑成本增量的主要因素,。降低人工費(fèi)的關(guān)鍵在于確定并降低PC構(gòu)件的制作復(fù)雜度,提高工人的作業(yè)效率,,即減少單位體積工人的作業(yè)數(shù)量或提高單位時(shí)間內(nèi)工人產(chǎn)出體積,。

根據(jù)此項(xiàng)目56塊墻板的特征并結(jié)合該特征在流水生產(chǎn)線的實(shí)現(xiàn)方式,可將其線上動(dòng)作劃分為預(yù)埋,、鋼筋綁扎,、澆搗和模具四大類,具體數(shù)據(jù)見圖6所示。鋼筋綁扎和模具是各類墻板動(dòng)作數(shù)最多的工序,,不同類型墻板同類動(dòng)作數(shù)也不盡相同,。

▲ 圖6墻板構(gòu)件線上動(dòng)作數(shù)

已知?jiǎng)幼鲾?shù)后,根據(jù)工廠流水生產(chǎn)線的工位布局,、配置人數(shù)并結(jié)合各類動(dòng)作的工時(shí)定額,,設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能保障各工序的平衡生產(chǎn)。同時(shí)PC工廠的工藝人員也可根據(jù)構(gòu)件特征相應(yīng)調(diào)整工序劃分和人員配置以平衡各工序的工時(shí),,從而減少人工浪費(fèi),,如圖7所示。然而由于建筑行業(yè)的特殊性,,PC構(gòu)件做到完全標(biāo)準(zhǔn)化無(wú)法滿足現(xiàn)市場(chǎng)需求,因此只能依靠設(shè)計(jì),、PC工廠和生產(chǎn)線布局設(shè)計(jì)的不斷協(xié)同和調(diào)整,,從而提高構(gòu)件特征和生產(chǎn)工藝的適配度才能真正做到精益生產(chǎn),不斷減少浪費(fèi)工時(shí),,從根本上降低PC人工費(fèi),。

▲ 圖7工序平衡圖(單位:min)

構(gòu)件尺寸與物流費(fèi)

物流成本在PC總成本中占比約7%,其費(fèi)用高低由很多方面因素決定,,如物流外包方式,、運(yùn)輸單價(jià)、PC吊裝順序等,。在物流外包單價(jià)等因素確定的前提下,,裝載率(注:裝載率=實(shí)際裝載體積/理論最大可載重體積*100%)是決定PC構(gòu)件物流成本的關(guān)鍵指標(biāo),在此項(xiàng)目中,,考慮裝車方案后各類型PC構(gòu)件的物流裝載率如圖8,。由圖可知,裝載率變化為:墻板>樓梯>樓板>異形件,,該變化趨勢(shì)與PC構(gòu)件選擇的運(yùn)輸工裝裝載效率和構(gòu)件尺寸有關(guān),。

▲ 圖8各類PC構(gòu)件物流裝載率變化圖

在豎向構(gòu)件中,墻板按照吊裝順序依次豎向放入運(yùn)輸架中,,如圖9所示,。車輛載重和運(yùn)輸架尺寸是限制裝載率的“硬指標(biāo)”,設(shè)計(jì)師在做墻板拆分時(shí)必須考慮這些限制條件,。

▲ 圖9墻板運(yùn)輸車輛及運(yùn)輸架

不同于墻板,,疊合板等水平構(gòu)件采用水平疊放的方式提高裝載率,構(gòu)件之間用木方隔開,,如圖10所示,。為了確保疊合板在運(yùn)輸過(guò)程中不開裂,疊放時(shí)需注意“上小下大”,疊放個(gè)數(shù)不宜超過(guò)7層,。設(shè)計(jì)師在拆分時(shí)可將臨近區(qū)域的疊合板尺寸做到一致,,提高單堆的裝載率。

▲ 圖10疊合板堆放示意圖

陽(yáng)臺(tái),、空調(diào)板等異形件為立體構(gòu)件,,一般平鋪在運(yùn)輸架上,部分可疊放,,裝載率普遍較低,。設(shè)計(jì)可綜合考慮各類異形件對(duì)裝配率的貢獻(xiàn)度,以保障整個(gè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性為目的選擇某類異形件是否預(yù)制,。


04
小結(jié)


綜上所述,,設(shè)計(jì)對(duì)于PC構(gòu)件成本影響是多方面的,主要體現(xiàn)在:

量少:物料規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)化及物料含量低,;

標(biāo)準(zhǔn):構(gòu)件外形標(biāo)準(zhǔn)化,;

易做:構(gòu)件工藝復(fù)雜度與產(chǎn)線布局適配度高;

好裝:構(gòu)件尺寸適宜且裝載率高,。

設(shè)計(jì)師只有跟工廠最新的生產(chǎn)工藝保持同步,,協(xié)同工藝改進(jìn)才能不斷降低PC的制造成本,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)對(duì)于制造環(huán)節(jié)的統(tǒng)籌作用,,系統(tǒng)降本優(yōu)勢(shì)才能體現(xiàn),。

來(lái)源:裝配工程網(wǎng)

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