装配式建筑改变了以往建筑业内成员各自为战的生产方式, 缩减中间流程, 高效利用资源, 提升生产效率和建筑产品质量, 同时改善了工作环境, 实现由建造到制造的转变, 满足建筑业绿色环保发展的要求。但是建筑企业由于自身技术基础薄弱、管理水平低下、企业间信息缺乏有效沟通等众多原因导致相关企业协同运作效率低, 影响装配式建筑产业化的发展。装配式建筑注重集成化制造, 每个环节都联系紧密, 任何一环出现问题都会影响装配式建筑的交付, 而供应链能将所涉及企业紧密连接为一个整体, 提高抵抗不确定因素的能力, 能够增强企业的市场竞争力。

随着消费者环境意识的增强、市场竞争更加激烈和严格的政府政策的颁布, 装配式建筑企业要想获得生存和可持续发展, 就必须在满足人们对建筑产品质量和性能的要求的同时, 满足人们对环境保护的诉求。而现有的装配式建筑供应链仍以经济利益为目标, 追求供应链上各企业利益的最大化, 虽然供应链中的企业也会采取节约原材料和能源等措施, 以减少企业成本和改善内部环境, 但是仅局限于节点企业自身, 忽略了部品构件再制造和流通过程中的行为活动对周围环境和人员的影响, 对生产活动中废弃物的处理、回收、与再处理也缺乏考虑。因此, 在可持续发展的背景下, 装配式建筑企业要从环境、经济和社会三方面综合考虑, 对现有的供应链进行全过程的绿色化改造, 协调供应链成员之间的合作, 统一供应链成员的战略目标, 实现整个供应链系统绿色效益的最大化, 即采用绿色供应链的思想对装配式建筑进行全过程管理。本研究通过对现有装配式建筑供应链的分析, 运用绿色供应链管理理论, 借助供应链运作参考模型 (Supply Chain Operational Reference, SCOR) , 以装配式建筑产品的整个生命周期为着眼点, 阐述装配式建筑绿色供应链的内涵, 构建装配式建筑绿色供应链模型。

供应链的概念是从扩大生产 (Extend Production) 的概念发展而来的。一般认为供应链是由供应商、制造商、运输商、零售商以及最终客户组成, 围绕核心企业, 从配套零件制成中间产品及最终产品并送到消费者的供需网络。国内外对于装配式建筑供应链的研究时间较短, 具体研究多是在传统建筑供应链的研究基础上, 结合装配式建筑的特点来进行的。现有装配式建筑供应链是在传统建筑供应链的基础上, 以工程项目的整个生命周期为视角, 以总承包商为核心, 由业主、设计单位、总承包商、供应商、制造和施工分包商、监理单位、政府和金融保险机构围绕建设工程项目组成的一个包括设计、采购、制造、装配、交付的整体网络结构, 其结构模型如图1。

装配式建筑供应链是一种典型的按订单制造 (made-to-order) 的供应链。其生产方式不再具有集中性, 生产建造是分开的, 分为工厂制造和现场施工两个过程。其生产特点具有重复性, 装配式建筑因其标椎化的设计、工厂化制造, 可大规模重复性建造。其合作方式既有临时性也有长期性, 从单个项目看, 供需关系具有临时性, 从多个项目的角度来看, 供需关系为长期性, 并期待战略合作。

装配式建筑供应链注重对供应链上的企业及企业外部的参与方进行集成化管理, 虽然可以有效减少装配式建筑项目实施过程中的不确定因素, 提升企业的效率和对市场的快速反应能力, 但在可持续发展的背景下, 以经济利益为导向的供应链系统还存在许多不足, 主要包括以下几方面:

(1) 缺少有效的合作机制和信息共享平台, 使得供应链中的企业在可持续战略目标上难以达成一致。

(2) 长期以来建筑业逆向物流一直得不到重视, 现有装配式建筑供应链对逆向物流认识不足, 缺少贯穿整个供应链系统的逆向物流环节, 导致废弃物回收利用效率低下。

(3) 供应链中建筑企业的生产活动彼此相对独立, 缺少针对装配式建筑全过程的并行管理, 包括原材料的采购、设计制造、运输存储、销售、回收利用和废弃处理的并行管理。

(4) 知识与技术的创新和传播对于提升供应链的效率和维持供应链的协调有重要作用, 而现有的装配式建筑供应链对于知识与技术的关注度不够。

因此, 在供应链中应增加基于装配式建筑整个生命周期的全过程环境管理内容, 建立包含绿色建筑设计、绿色材料设备采购、绿色构件制造、构件的绿色运输和储存、绿色施工装配、绿色营销和逆向物流的装配式建筑绿色供应链, 协调和统一各参与企业的战略目标。

SCOR是由国际供应链协会 (Supply-Chain Council) 于1996年开发支持, 适用于不同工业领域的供应链运作参考模型。SCOR实现了从基于职能管理到基于流程管理的转变, 具体流程由计划、采购、制造、交付和退回组成。依据流程定义的复杂程度SCOR分为三个层次:定义层、配置层、流程元素层, 有计划类、执行类和支持类三种流程类型。SCOR为企业职能部门提供了有效的沟通方式, 为绩效考核提供了标准, 也是供应链设计、诊断和再造的工具。

绿色供应链在传统供应链的基础上融入了“绿色”或“环境意识”理念, 使整个供应链的资源利用效率最高, 对环境的负面影响最小, 寻求供应链主体行为活动与环境的相容。绿色供应链是由生产系统、消费系统、社会系统与环境系统组成, 其概念模型如图2所示。绿色供应链不再只关注物流、信息流、资金流的活动, 更注重供应链活动中逆向物流、知识流与运营的支持系统的重要作用, 同时还重视上下游企业间信息共享和合作机制, 强调闭环运作和管理模式。

目前, 国内外对于建筑绿色供应链的概念尚无统一的界定, 再加上供应链管理在装配式建筑的运用尚处于初步阶段, 所以装配式建筑绿色供应链的定义目前没有统一定论。但根据已有的绿色供应链定义, 在传统建筑绿色供应链的基础上, 结合现有装配式建筑业运行机制及其供应链特点, 本文将装配式建筑绿色供应链 (Prefabricated Construction Green Supply Chain, PCGSC) 的内涵定义如下:装配式建筑绿色供应链是将可持续发展和绿色环保理念融入其中, 基于装配式建筑产品全生命周期的角度, 通过整合资金流、物流 (含逆向物流) 、信息流、知识流等运动, 围绕建筑项目, 从建筑设计、原材料采购、构件加工、运输、仓储、装配施工、销售、运营维护、拆除报废和回收处理的一个以建设单位为中心, 由设计单位、供应商、制造分包商、运输商、施工分包商、回收单位、监理单位、物业单位、消费者、政府部门、环境、社会、经济、规制及文化组成的一个整体功能动态网链结构。目标是供应链中各个环节的行为主体都要注重对环境的保护, 保证其活动与环境的相容性, 做到节约资源、保护环境、提升企业利润以及提高消费者对产品的健康消费和舒适度, 实现环境、经济、社会的平衡发展和效益最大化, 使绿色供应链所有参与成员互利共赢。

“绿色”与“环保”贯穿于装配式建筑绿色供应链的整个流程, 因此将“绿色”与“环保意识”也融入到SCOR里, 在装配式建筑绿色供应链运行基础上, 将SCOR改造为装配式建筑绿色供应链参考模型 (Prefabricated Construction Green Supply Chain Operation Reference model, PCGSCOR) , 如图3。

装配式建筑绿色供应链在设计之初就要充分考虑装配式建筑全生命周期中从项目形成、选址规划、设计建造、交付使用到废弃处理的所有因素, 包含质量、成本、进度计划、客户需求、资源的最优配置、废弃物的产生及回收处理等。具体业务流程分为绿色计划、绿色采购、绿色制造、绿色运输、绿色装配、绿色交付、绿色回收6个基本流程。参照SCOR的基本流程和绿色供应链的内容将装配式建筑绿色供应链运作参考模型划分为三个层次, 即PCGSC计划层、PCGSC运营层和PCGSC支持层。计划层是对供应链的运行的各种资源的预期安排, 运营层由计划层启动, 改变供应链中各种资源的状态, 支持层是对计划层和运营层中各种关系和信息的提供、维护和管理的工作。

SCOR从计划流程开始。计划是核心, 提供了供应链运营的指导方针, 可以有效规避由不确定因素或信息不准确导致的供应链行为主体成本的增加, 提升供应链运作的效率和质量。因此, 绿色计划流程在所有流程中占重要地位, 就像一把大伞, 统领各执行流程, 涵盖建设项目的最初规划设计以及后续流程的整体计划。计划层的设计应以建设单位为核心, 协调上下游企业, 从模型运行的整体性出发, 建立和协调整个供应链绿色计划, 而不是单个节点的绿色计划。参考SCOR的基本流程, 引入绿色供应链理念, 将装配式建筑绿色供应链流程的框架分为:绿色采购、绿色制造、绿色运输、绿色装配、绿色交付和绿色回收。

PCGSC运营层是供应链运作参考模型的主体框架, 也是绿色供应链实施的关键层次, 由绿色供应链中具体实施运作的生产系统、消费系统和对绿色供应链运作进行约束的环境系统、社会系统构成。生产系统和消费系统覆盖绿色供应链上几乎所有的行为主体, 是绿色供应链价值实现的重要运行载体。生产系统和消费系统与环境系统进行着物质能量交换, 与社会系统存在信息交换关系, 通过知识流、物流、信息流、资金流将四个系统连接为一个整体。

(1) 生产系统。生产系统由设计单位、供应商、制造分包商、运输商、施工承包商、销售商、回收商组成。生产系统涵盖从资源投入到供应链至建造完成的全过程, 既要满足消费者对绿色装配式建筑产品的需求, 还要提升节点企业的经济利益, 并确保其行为活动符合绿色环保的要求。装配式建筑绿色设计时要从装配式建筑全生命周期出发, 设计要达到集成化、模块化、可拆卸及可回收, 满足绿色制造和回收的要求。制造和施工分包商在选择原材料和设备时要结合质量、价格、交货时间、品种等其他因素, 选择环保型建筑材料和机具设备并且要考虑供应商的生产活动是否与环境相容。构件制造和装配施工要选用绿色的生产工艺和高效节能设备, 优化资源配置, 实现“四节一环保”。绿色运输可采用的策略有:以构件的设计标准促进运输标准化、优化绿色运输策略、推广存储运输一体化、鼓励运输车辆和机具创新、提高运输物流智能化和信息化管理水平、加快第三方物流体系建设等。绿色销售者首先要培养自身的绿色环保意识, 在销售时引导消费者的绿色需求, 让公众加入节约资源、保护环境的行列。绿色回收贯穿于装配式建筑绿色供应链的整个过程, 除建筑物报废拆除后建筑垃圾回收处理, 也包括供应链内各节点企业内部的返回物流。

(2) 消费系统。消费需求是装配式建筑绿色供应链的主要驱动力之一。消费者培养环保意识, 选择绿色的建筑产品, 科学合理使用, 减少回收难度。

(3) 环境系统。环境系统通过影响资源的配置来改变生产系统各行为主体的活动和消费行为。环境系统也为考量生产和消费活动是否与环境相容提供测量标准。

(4) 社会系统。社会系统由科技创新组织和约束监督组织构成。科技创新组织为装配式建筑绿色供应链的运作提供技术保障。约束监督组织通过政策、文化、价值观和伦理道德来影响供应链中的活动趋于绿色化。

绿色供应链在装配式建筑的应用处于初期, 建筑企业绿色技术体系尚未建立, 专业技术和管理人才缺乏, 现代化管理模式不完善。为保证装配式建筑绿色供应链的顺利运作, 需建设必要的运作环境, 建立绿色供应链运作支撑体系。支持层包含了计划和执行过程所依赖的信息和内外联系、维护和管理内容, 旨在结合装配式建筑特点, 打造绿色供应链支撑体系。从装配式建筑绿色机制设计, 信息技术平台构建, 专业人才培养, 研发创新, 风险防范机制, 供应链全面管理等方面为装配式建筑绿色供应链的顺利实施提供支撑。

(1) 绿色机制设计。政府、企业、行业协会和社会各类组织共同打造一个涵盖装配式建筑绿色供应链各个环节及运行环境绿色行为准则, 为装配建筑的政策制定、技术创新、设计施工、运营和维护及回收利用提供标准, 也可以协调解决绿色供应链中各节点企业间的利益分配及市场竞争冲突, 同时也能够起到激励监督作用。

(2) 信息技术平台构建。信息技术的运用是推进绿色供应链中信息共享的关键, 只有信息流快速准确地流动, 供应链中的其他活动才能顺利进行, 装配式建筑项目的实施才能高效、顺利。构建一个集成BIM和GIS系统的可视化绿色供应链信息技术平台, 实现绿色供应链可视化的信息交流, 提供最优的路径, 从而降低运输和仓储成本。通过物流进行可视化监控, 不断更新物料使用情况, 并且能够对物料的延迟交付发出报警, 最终实现装配式建筑的精益建造。

(3) 专业人才培养。绿色供应链的运行要想达到最佳效果, 专业的技术人才和管理人才是关键。装配式建筑的制造和报废处理与传统的建筑有很大的区别。开展多层次、多渠道构建装配式建筑产业人才培养机制, 推动产学研合作模式的发展, 培养具有系统意识的技术和供应链绿色管理人才, 同时要对传统的建筑工人进行技能培训, 实现由技术工人向产业工人的转变。

(4) 研发创新。政府和企业加大研发创新的投入, 研发更绿色的制造和施工方法, 加快设计-加工-装配一体化技术的实施, 培养企业自身的核心技术能力。同时推进装配式建筑产业联盟的组建, 加快企业、高校、科研机构的协同创新, 为装配式建筑绿色供应链的运作及其不断地改进提供技术支撑。

(5) 风险防范机制。装配式建筑绿色供应链在运作过程中涉及成员中众多, 存在许多不确定因素, 加之成员的自利性使其选择绿色活动行为时存在风险。通过建立风险防范机制, 及时识别绿色供应链中存在的风险, 并针对不同的成员采取相应的风险措施。及时有效的风险识别防范可使绿色供应链得到改善优化、增强装配式建筑绿色供应链运作的稳定性和安全性, 为绿色供应链目标的实现提供更好的保证。

(6) 供应链全面管理。建立一个贯穿整个装配式建筑绿色供应链的供应链全面管理体系, 以实现对装配式建筑绿色供应链整体进行全面的诊断、维护和优化。主要内容有:建立基于整个供应链业务流程的管理规则和考核绩效评价指标;数据与信息管理, 依托行业先进的信息技术对绿色供应链运行的数据进行收集整理, 包括采购、库存、运输等;联合库存管理, 所有参与企业都要参与到原材料、预制构件、成品、剩余材料及废弃物的库存管理中, 共同拟定库存管理计划;资产管理, 包括对每个业务流程资产的获取、维护和分配, 确保各节点企业的运行;运输管理, 运输范围包含正向物流和逆向物流, 优化运输路径, 提高运输效率;供应链网络管理, 分析各环节的物流流动情况进行评价, 及时优化现有网络结构;遵守法规管理, 准确及时识别国家法律法规及行业准则。

随着资源短缺、环境污染问题日益严重, 生产效率高、环境污染小的装配式建筑与绿色供应链管理成为实现建筑活动与环境相容的重要途径。从可持续角度出发, 通过对原有装配式建筑供应链的分析, 联系绿色供应链内容, 阐述了装配式建筑绿色供应链的基本内涵, 引入SCOR构建了装配式建筑绿色供应链模型, 系统地分析模型构成要素之间的关系, 并指出运行所需的环境要求。SCOR是供应链的通用语言和诊断工具, 本文只从理论角度建立了装配式建筑绿色供应链运作参考模型的基本框架, 未给出每个流程的测量指标和基准分析内容, 因此需进一步开展相关研究, 继续完善装配式建筑绿色供应链运作参考模型的内容。