以设计融合为核心的精益建造在EPC项目中的实践

段昌庆，朱旭城，万鹏飞，刘天宇，赵 正

（中建三局工程总承包公司，湖北 武汉 430000）

精益建造追求用最低限度的资金、人力、生产场地、生产时间等成本投入，生产出最能贴近客户要求的产品。本文对于精益建造的研究，是以EPC 项目的设计技术管理为核心，着重将价值链管理、供应链整合等相关内容融合形成统一的系统，在大型轻工电子厂房的具体实践中探索研究新方向、新思路。

1 项目概况

该大型轻工电子厂房项目位于滨州市经济技术开发区长江八路以南，渤海二十四路东西两侧，总占地面积545 亩，总建筑面积57.5 万m2，总投资26.5 亿元，主要建设内容为各类大中型厂房、成果转化研发中心以及员工宿舍、停车楼、市政道路、管网等相关基础设施，如图1。项目难点分析如下。

图1 项目效果图

1）交付标准不明确、设计要求模糊 作为招商引资项目，本项目定位高端，但因入驻企业仍在招商中，厂房生产工艺未定，厂房工艺性参数及功能性需求均不明确，设计任务要求模糊，造成设计条件不稳定、过度设计或设计功能不满足后期使用需求等问题，可能导致二次拆改的增多，不能满足精益建造要求。

2）建设周期短、施工组织难度大 一期项目15 万m2，设计建造工期不足6 个月；二期项目10 万m2，建设周期7 个月，三期项目33 万m2，建设周期8 个月。项目设计周期及建造周期短，资源投入密集。项目日均钢筋消耗400t、砼浇筑3 000m3、模板1 万m2、料具600t，三期项目高峰劳动力2 700人，主体封顶后25 天内完成35 万m2模板、1.5 万t 料具退场，资源组织难度大。

3）总结归纳、深度剖析 快速建造与高品质建造往往是一个矛盾体，高效建造的同时，实现高品质建造，是本项目实施精益建造的难点。能否做到招采超前准备、施工快速有序，是项目精益建造成败的关键。

2 以设计融合为核心的精益建造思路

总包单位将“精益建造”作为各项工作的主题，始终坚持将“高效率”“低成本”“交付产品价值最大化”作为实现精益建造目标的重要抓手，围绕精益目标展开工作。

2.1 深度结合多方诉求

通过多阶段信息收集，了解业主成本敏感点，根据业主对不同区块的敏感程度，制定相匹配的成本优化策略，实现“有限资源”的二次优化配置。

将各参建分包单位重点关注的减少返工维修、工作面平稳交接等诉求纳入统筹考虑，以较低成本投入、实现准时高质量交付。

2.2 全过程推演、抓取各阶段主要矛盾

在施工准备阶段，总包部通过全过程、全方位的建造模型推演，分析发现“需求、报建、招采、建造、运维”各阶段的主要矛盾以及相互之间的不协调，并尝试通过设计创新、提前出具解决方案，以设计蓝图为媒介、融合解决各建造阶段的主要矛盾和难点。

2.3 设计引领、实现多赢

总包部利用EPC 项目建设平台，结合本项目的特点，研究并制定了本项目精益建造的核心策略，即在项目建设的全生命周期内，以设计融合为核心，通过设计与需求、报建、招采、建造、运维的相互融合及一体化管理，有效克服本项目业主需求、设计、采购、施工相互制约和脱节的矛盾，实现可利用资源的重新整合、升级优化和再次分配，最终实现精益建造目标。

3 精益建造的探索与实践

下文将从设计与业主需求、设计与报批报建、设计与招采、设计与建造、设计与运维五个方面，结合项目实际案例，具体阐述精益建造在本项目中的思路探索与实践计划。

3.1 业主需求再定义

通过调查研究近年产业园业态的最新市场需求和已入驻企业车间生产状态，调整项目在可行性研究、整体策划阶段确定的项目定位描述，补充或完善项目在方案设计、初步设计、技术设计、施工图设计等多个设计阶段的设计任务要求及参数指标，使之与业主或入驻企业需求相匹配，制定交付标准，持续消除项目建设中的不确定性。

在调研入驻企业实际生产情况后，将智能封闭式停车楼调整为普通敞开式停车楼；在充分研究建设单位总投资成本控制要求后，对外立面造型进行优化，取消了过于复杂的造型线条，并对幕墙钢龙骨布置方案进行优化，降低用钢量约20%。

3.2 设计与报批报建融合

项目部在结合当地最新审批政策，深入研究设计参数对报建程序的影响后，联合设计单位组织图纸预审查，优化技术指标、调整报批策略、降低报建成本。

项目部协同建设单位、设计单位，在调研了项目厂房车间的生产工艺、员工劳动方式后，对本项目厂房车间的属性进行了再次明确，项目厂房车间的定义分类从《建设工程消防设计审查验收管理暂行规定》中规定的特殊建设工程，调整为其他建设工程，节省报批报建时间周期约15 天。

3.3 设计与招采融合

根据供应链最新变化、合约规划特点，反向调整材料、设备方案选型，同时统筹招采资源投入计划，妥善划分设计限额。

传统施工总承包项目是按照线性顺序进行设计、招标、施工管理，过程中经常暴露出招采工作量大，招采周期短，受设计影响招采质量不高且无法兼顾成本指标，定标后采购周期长等弊端。结合项目实际，总包部通过以下三方面的设计与招采融合的措施，消除传统施工总承包模式下招采工作的弊端。

3.3.1 当地建筑产业链特点与设计的融合

在建筑产业转型升级即将到来的背景下，本项目积极迎合建筑产业上游供应链的最新动向，进行精益建造探索与实践。

1）将外墙面板材料由水泥纤维板调整为铝镁锰岩棉保温复合板。项目所在地滨州是全国乃至世界重要的铝业生产基地，选择铝材面板作为外立面装饰材料，是本项目遵循就地取材原则、迎合当地建筑产业供应链特点的重要举措，具有材料运输距离短、材料供应商市场竞争充分、与地方政策相吻合等优点。

2）采用ALC 预制加气混凝土墙板作为内、外墙材料。滨州市紧邻国家第三个住宅产业化综合试点城市济南市，具有大规模采用预制构件的地理优势条件，结合本项目窗间墙宽度小、层高大的特点，使得预制加气混凝土ALC 墙板适用高大层高、无须构造柱、安装速度快的优点更加突出。共节省项目投资约50 万，节省工期约10 天。

3.3.2 科学划分设计、招标及施工界面

1）将设计合约界面、招采合约规划、施工标段划分综合考虑后统一部署，使三者之间保持一定的连贯性，极大地提高了设计管理、招采管理、建造管理的工作效率。结合轻工电子产业园项目的设计、施工特点，用两种不同思路合理划分合约界面。按施工工序划分，如结合本项目屋面工程施工范围广、总量较大、质量控制体系成熟的特点，将其按施工工序划分为发泡混凝土找坡层、防水卷材、混凝土保护层三个合约包；按施工范围划分，如结合本项目厂房内粗装修工程工作面交接内容琐碎、施工工序较多的特点，将其按施工楼座范围划分为若干个合约包。

2）根据界面约定，重新梳理和调整项目设计合约规划，组织各设计分包编制设计接口需求清单及提资计划，建立台账跟踪提资状态及设计成果，使界面交接处的施工做法更明确、高效。项目部根据界面划分，重新调整完善了主体电气点位设计与装修二次深化电气点位之间、室内瓷砖过门石铺贴方案和室外出入口台阶坡道面层做法之间、暖通排烟系统风口百叶与幕墙设计之间、配电室电缆排布与主体设计之间的设计接口提资需求和成果输出管理。

3.3.3 招采计划融入项目整体计划统一编制

将招采计划纳入项目总体计划统筹考虑，包括工期进度计划和投资分配计划两个板块。编制整体计划时，统筹考虑招采周期，预留分包单位施工准备和技术对接时间；将投资分配计划作为统筹商务收益率和建设单位投资总成本降低率的纽带，妥善划分设计限额、实现双方共赢。

3.4 设计与建造融合

施工阶段是践行精益建造理念的最重要阶段。本项目通过多项设计与建造的融合措施，围绕减少浪费、降低消耗、提质增效的精益目标展开建造工作，奠定了项目成功交付的基础。

3.4.1 节奏的融合

总包部要求各参建单位均需制定自身的计划安排，实现总体计划与分项计划的融合与穿插。根据项目特点从施工角度通盘部署，施工部署思路确定后向设计提资，协调设计单位配合按照施工部署调整出图计划，同时使招采工作前置，减轻前期招采压力。

3.4.2 措施的融合

通过设计与建造融合提高可建造性，使施工措施方案更经济合理。

1）道路永临结合 结合场地内路网四通八达、交通运输便捷通畅的特点，将料场设置于道路上，并将道路垫层做法由原设计的水稳层改为混凝土垫层，兼做料场地面。

2）施工荷载预留 结构设计期间，考虑到单层厂房面积大及料台布置的局限性，采用模板架料拆除后楼内打包、叉车转运的方案，结构建模计算时考虑此处的荷载需要。该方案提高了材料转运速度，节约工期约10 天。

3.4.3 工艺的融合

通过设计与工艺融合实现施工工艺的再次优化，进而提高一次成优率、消除质量缺陷。从减少多余工序、减少湿作业等方面，践行精益建造。

1）减少多余工序 原设计中内天井外墙保温采用岩棉保温体系，施工工序多、工艺复杂。在充分考虑厂房的节能设计要求后，调整为玻化微珠保温砂浆，简化了施工工序。充分利用屋面发泡混凝土找坡层的保温性能，在经节能建模计算验证通过后，取消了聚苯板保温层，施工工序大大简化，较原方案节省工期约14 天。

2）减少湿作业 通过设计优化，采用室内侧水泥压力板、室外侧铝镁锰保温装饰一体板的外墙围护方案，在施工全过程中杜绝了湿作业，可有效缩短工期。

3.4.4 模数化设计与施工

本项目将主要构件调整为工厂预制构件，运用模数化设计与施工的建筑理念，实现了构件到场即可安装，大大减少了构件到场后二次加工产生的材料浪费和工期延误。

内天井窗间墙原设计宽度不符合ALC 墙板的宽度模数，通过调整外窗布局，将窗间墙宽度调整为600 的倍数，以减少切割工序、降低材料损耗，加快施工进度。

组织外立面效果图的造型设计和面板排版深化设计时，考虑到金属面板的模数化要求和面板运输要求，将立面造型体块间的距离设计为1 000mm 的倍数，单块面板板长不大于6m，工厂预制、运输到场后即可直接安装，取消板材切割工序。

3.4.5 设计优化、算法升级

通过结构计算的算法升级，承台大部分地连梁均予取消，节省项目投资约200 万元，节省工期约15 天；调整桩基截面形状，在相同承载力的前提下，管桩改为方桩后，承台混凝土和钢筋用量均大大减少，节省项目投资约500万元。如图2。

图2 结构计算优化前后

3.5 设计与运维融合

项目着力打造超便利、高效率、低成本的后期运维服务，在后期运维全周期内提升管理效率、降低成本投入。

在电气工程方面，本项目采用智慧云电力系统，分层设置电力计量，实现了场区电力负荷可视化、单层负荷可调控、单层车间出租方案多样化的运维管理目标。

总包部在调研和评估产业园区交付后的投产和运维状态后，将自动喷淋灭火系统调整为预作用喷淋系统，消火栓系统调整为干式消火栓系统，取消了消防管道外侧的保温层和电伴热做法，减少了建设成本投入，运维期间每年也可节省管道保温电费约500 万元。

4 设计融合实施成果

以设计融合为核心的精益建造，将业主需求、报批报建、招采、建造、运维的矛盾和相互间的不协调，提前在设计阶段解决，有效完成了进度、成本和价值创造的控制性指标，是EPC 项目协调多方需求、践行精益建造的重要手段。

本项目通过多项设计融合手段，实现了减少多余工序和资源浪费、降低质量风险和建造成本、提升工程品质的目的，精益建造成果显著，项目顺利如期交付。O