基于SLP的J商办楼项目平面布置改善研究

袁贵鹏 陆志强

（同济大学 机械与能源工程学院 上海201804）

A公司是全国建筑施工企业的领先单位，是世界500强企业，创始于1952年，是国家住建部颁发的建筑工程施工总承包特级资质企业，国内经营区域包括长三角、珠三角、中部、京津环渤海湾、西南、西北等区域，海外区域包括东南亚、非洲、中东、中亚等地。

随着近些年城市化的快速发展，目前建设企业进入了瓶颈期，新建与改建的项目减少，加大了行业内部的竞争力，使得行业制造利润下降，企业经济效益不断降低，如何运用现代化的管理手段来进行传统建造行业的改善，利用高效的管理手段提高生产效率，提升企业的核心竞争力是目前施工企业最为关注的问题。针对上述问题，本文通过选取A公司承办的J商业办公楼作业研究对象，运用系统布置设计（system layout planning，SLP）的方法对现场平面进行改善研究，通过缩短作业单位的运输距离，降低运输成本，减少现场二次搬运等方式减少工期损耗与成本增加。

SLP是由美国设计代表人物Richard Muther于1961年提出的[1]，最初，是运用于工厂内的布局生产。本文基于此方法，按照生产功能进行施工场地内的主要堆场及仓库等作业单位的划分，并对各单位进行物流与非物流关系分析，得到单位密切关系表，然后确定作业单位的位置与距离，最后对各个方案进行评估比选，从而完成施工区域的布局设计。

1 SLP应用案例分析

1.1 项目概况

J商业办公楼是A公司承建的地下3层、地上9层的5栋单体钢结构项目，占地面积约为22000 m2，周边路网密集，交通组织复杂。

本工程项目体量大，场地四周紧邻住宅区与市政道路，周边场地狭小，同时本项目是大型钢结构工程，涉及到的专业分包队伍众多，如何在保证工程质量和低成本建造的前提下，有序地组织现场施工，按期完成竣工验收及交付，正是整个项目团队所需解决的问题。项目效果如图1、图2所示。

项目建造过程中，各专业团队穿插施工，现场组织协调难度大，建造风险系数大幅提升，同时项目现场施工场地狭小，导致材料堆放场地难以布置，材料多次搬运造成成本增加。

1.2 存在问题分析

施工现场平面布置往往是管理人员根据经验进行平面设计，缺乏系统化平面管理的支持[2]，因此现场平面规划出现杂乱的现象，现场平面布置图如图3所示。

为了更加直观地体现现场各功能区的位置关系，对现场一些不重要的堆场、加工场进行忽略，主要体现场地内重要位置区域的关系，如图4所示。

对重要单位的位置关系进行分析，现场主要存在以下的几点问题：

(1)各材料堆场与加工场之间的位置布置较远，现场布置人员仅考虑原材料堆场的位置关系,忽略了加工场与原材料堆场的密切关系；

(2)材料仓库布置于场地角落，虽在一定程度上缓解现场的交通组织问题，但加大了材料仓库的运输距离，增加搬运成本；

(3)材料堆场布置在角落位置，加大了材料运输成本，依靠人工与机械短驳，容易造成工期延误；

(4)各材料堆场混合摆放，导致场地内交通组织混乱，模板、钢筋、砌体等材料造成的建筑垃圾，无分包单位清理，污染环境。

本文运用SLP（系统布置设计）的技术对现场材料堆场进行调整规划，减少资源浪费以及因二次搬运造成的成本增加。运用项目管理改善技术，提高现场施工生产进度，降低施工作业风险，减少施工搬运成本，提高整个项目的经济效益。

2 基于SLP方法的平面布置

2.1 功能区划分

首先，我们选择现场较为重要的10个划分部分，分别为：钢筋原材、钢筋加工、模板原材、模板加工、砌体堆场、钢构堆场、危险品仓库、材料仓库、标养室、施工场地，各自功能如表1所示[3]。

表1 施工区域划分表

2.2 物流关系分析

SLP方法对各单位作业之间的物流强度是按照等级进行划分的,各作业单位之间流动越频繁，物流强度等级也就越高，根据各作业单位物流强度的大小，用物流强度符号A、E、I、O、U[4]由高至低来表示。对于物流强度高的作业单位，要尽量减少其搬运的距离，降低由此产生的二次搬运费用。根据现场的实际情况，结合平面布置图，对各个作业单位的流动进行记录，得到各个作业单位的物流强度关系如图5所示。

2.3 非物流关系分析

现场各作业单位除了考虑物流因素，还要对各个作业单位的密切关系进行调查，对于物流影响较大的单位，考虑物流因素。对于那些基本不受物流影响或者影响较小的单位，要按照各作业单位之间的密切关系进行划分[5]，也用关系密切符号A、E、I、O、U来进行表示。对于关系密切的作业单位，应该靠近布置，减少搬运距离。

2.4 综合关系分析

根据系统平面布置的特点，现场在进行平面规划的过程中，既需要考虑各作业单位之间的物流关系，同时也要考虑各单位之间的密切程度。因此根据现场实际情况，确定该商业办公楼项目的物流关系与非物流关系的相互权重比值为3:1，同时规定关系符号A、E、I、O、U进行量化规定，A为4分、E为3分、I为2分、O为1分、U为0分[6]。按照上述规定的内容，将现场主要作业单位的关系进行分析，得到各作业单位综合分析表，如表2所示。

表2 综合关系评分表

接上表

由于各作业单位之间的物流强度与密切关系不同，根据综合关系评分表的分数，对作业单位之间的等级进行重新划分，用关系符号A、E、I、O、U进行规定，得到作业单位之间的关系等级，如表3所示。

表3 综合关系等级划分表

考虑到现场堆场的大小并不固定，本文对各功能区的占地面积不作规定，并且SLP方法在最初的设计流程中对每个作业单位的面积也是不作考虑的，只是考虑各个作业单位之间的关系，也就是仅考虑相互之间的物流与非物流之间的关系，作业单位得分越高的，证明其在场地的占比越重要，越要占据核心位置，对于评分较低的作业单位，可以考虑将其布置在较远的区域。根据所得的位置关系，建立作业位置关系矩阵表，如表4所示。

表4 作业单位相互关系矩阵表

从作业单位矩阵表可以看出，施工区域是项目的核心区域，所有的作业单位都与其有着极大的相关性与流动性。其次材料仓库评分也较高，考虑到零星材料在施工过程的重复使用，因此材料仓库应布置在与各作业单位较近的位置。钢筋原材、木方原材等材料堆场评分仅次之，因此各材料堆场也应布置在里核心区域较近的位置处，其余的材料加工场、养护室可以布置在相对偏僻的区域。

3 SLP的项目平面布置改善方案

针对现场平面设计存在的一些问题，对现场材料以及加工场地进行了改善研究[7]，改善后的各单位位置平面布置图如图7所示。

(1)首先调整相互关系密切的原材料堆场与加工场地的位置，将原材场地与加工场地就近布置，减少两者的搬运距离；

(2)其次各种材料堆场，包括钢筋原材、模板原材、砌体堆场、钢构堆场重新调整布局位置，堆场放置在离施工核心区更近处，减少材料与施工区的运输距离；

(3)然后调整各个角落的仓库、养护室的位置，将其布置到场内道路中部区域，在一定程度上减少运输距离；

(4)最后，考虑到材料仓库在整个场地内部的特殊性，材料仓库中的零星材料在各个阶段，与各个材料堆场以及施工区域都有着密切的关系，因此将材料仓库布置在东侧中部区域，缩短材料仓库与其他作业单位之间的距离，减少二次搬运的成本。

4 改善效果评价

为了检测优化后的场地平面设计的效果，我们将优化前与优化后场地内存在运输的作业单位之间的位置距离进行测量，检测其在改善后综合距离是否发生了改善。各作业单位之间的距离采用中心距，即测量两个作业单位中心位置之间的距离，如果同种作业单位存在多个，则进行累加处理。首先，对原来施工平面布置的作业单位之间的距离进行测量，主要按照物的移动距离作为标准进行测定，得出距离矩阵，如表5所示。其次，按照SLP平面布置设计理论得到新的平面布局，然后进项同样的距离测定，得到新布局的距离矩阵，如表6所示。对比现有的布局与新的布局，进而评估新布局是否有所改善[8]。

表5 优化前施工场地布局矩阵表

表6 优化后施工场地布局矩阵表

接上表

从上面优化前与优化后的距离矩阵表中，可以清晰地对比出，优化前整个距离矩阵的累计值是7840，优化后距离矩阵的累计值为5780，相较于原布局矩阵，优化后距离降低了2060。因此，运用SLP理论对施工平面进行优化设计是具有可行性的，并且确实起到了优化的效果。

5 结语

本文通过运用工业工程中的平面布置设计理论进行施工区域的平面布置改善，我们可以看出，SLP（系统平面布置）是通过确定各功能区之间的综合关系，通过系统化的布置，进行各功能区的位置改善。运用SLP方法进行J商业办公楼的项目平面设计，有效地缩短了场地内的搬运距离，避免现场交叉施工作业产生的混乱，减少二次搬运，降低了运输成本，提高了生产效率。随着现代化制造的不断发展，传统建造施工行业也应与日俱新，引进先进的施工管理方法，将IE理论运用到传统建造业当中，提升精细化管理水平，必将是现代化企业发展的核心要义[9]。