基于业务流程管理 (BPM) 的装配式建筑产业组织集成化问题研究

作者:刘禹
单位:东北财经大学投资工程管理学院 东北财经大学工程管理研究中心
摘要:建筑工业化与装配式建筑的特点集中体现为政府的主导模式, 而不是建筑业自身产业发展的必然结果。结合业务流程管理 (BPM) 的理论与方法, 提出重组建筑业产业组织流程, 以期提高建筑业产业效率、降低成本, 并进而提出基于设计施工一体化 (EPC) 实现建筑产业流程一体化 (DDC) 的发展模式。
关键词:建筑工业化 装配式建筑 业务流程管理 设计施工一体化 产业组织集成化
作者简介:刘禹, 男, 生于1969年, 辽宁大连人, 副教授, 研究方向:建设项目管理、建筑业产业组织、建筑工业化与装配式建筑等。

1 装配式建筑的发展现状及其问题

1.1 装配式建筑的发展现状

   2017年初, 《国务院办公厅关于促进建筑业持续健康发展的意见》出台, 为建筑工业化的发展指明了基本方向——智能和装配式建筑。目前, 国内已经有30多个省市的地方政府建设行政管理部门先后出台了有关建筑工业化和装配式建筑的专门指导意见和相关配套措施, 投资兴建预制构件厂, 装配式建筑也不断发展, 该趋势在东部经济发达地区表现尤为突出。

1.2 装配式建筑发展中的问题

   目前国内装配式建筑的发展多由各级政府推动, 没有经历合理的市场选择与发展过程, 难免存在较多问题。

1.2.1 装配式建筑建设成本过高

   成本与造价过高导致市场接受缓慢, 是装配式建筑的主要问题与发展障碍。从目前国家有关部门公布的技术经济指标来看, 装配式混凝土住宅土建部分估算价格和同类现浇结构的估算价格对比如表1、表2所示。

   成本对于市场的影响是巨大的。尽管装配式建筑存在诸多优势, 例如低碳、环保、绿色、可持续发展等, 但对于具体用户和开发建设方而言, 这些优势多属于公共相关性利益, 在买方市场的环境中, 价格与成本无疑才是市场竞争的关键因素。用户在付出高价的同时, 不能获得更高的、具体而现实的价值, 如果没有地方政府的推动, 装配式建筑的实际市场生命力可想而知。

   表1 国家标准定额装配式混凝土住宅土建部分估算参考指标    下载原表

   (单位:元/m2)

表1 国家标准定额装配式混凝土住宅土建部分估算参考指标

   现浇结构:小高层1800元/m2左右, 高层2200元/m2左右。

   表2 辽宁省2016年度混凝土住宅土建部分估算参考指标    下载原表

   (单位:元/m2)

表2 辽宁省2016年度混凝土住宅土建部分估算参考指标

1.2.2 企业主动性弱

   由于价格与成本居高不下, 导致居于建筑业市场与行业最核心的绝大多数建筑施工企业、房地产企业, 对装配式建筑并不感兴趣, 或仅持观望态度, 缺乏内在的驱动力。装配式建筑在相关地区的发展状况也证明了这一点——一些装配式建筑发展较好的建筑施工企业、房地产企业明确提出, 如果地方政府没有特殊的要求, 并给予相应的优惠措施, 则不会优先采用装配式建筑, 而更倾向于技术成熟可靠、价格相对低廉普通现浇式结构。

   同时, 在具体建设项目的实施中, 除了地方政府明确提出要求的房地产项目外, 其他同期建设项目, 例如办公楼、学校、宾馆等相比住宅更容易实现标准化的建筑, 均鲜有采用装配模式。不仅如此, 在具体项目中, 预制装配式组成部分在次要构件, 诸如飘窗、楼梯、外墙板等, 而核心构件如梁、楼板、柱、剪力墙等采用时仍较为慎重, 或不予采用。

2 建筑业产业组织缺陷是导致相关问题的主要原因

   现代工业化进程始于制造业, 历史进程表明, 随着工业化的发展, 制造业也会不断地整合、变革其产业组织体系, 从而适应技术与生产发展的要求。这是工业化得以迅速发展的市场原动力。尽管建筑业的生产过程与制造业存在着一定的差异, 但由于相关企业没有主动参与并促进建筑工业化的发展, 建筑业的产业组织体系不能适应高速发展的技术体系, 因而也就不能克服建筑业自身特点所带来的问题与障碍, 这是目前装配式建筑推广中的关键问题。其中拉动式的生产方式和相互隔离的产业流程, 是推广装配式建筑和实现建筑工业化的主要障碍。

2.1 拉动式的生产方式使建筑业失去动力之源, 发展被动

   建筑业的生产方式属于完全拉动模式, 任何建设项目都是根据发包人的图纸、技术标准和相关参数进行定制施工的, 施工承包方对于建设产品没有任何决定权, 没有发起权, “按图施工”是建筑业的基本准则。建筑施工企业更多的是实施“建设服务”, 而不是提供“建设产品”的过程。在具体工程实践中, 为了保证满足更多的、不同的建设项目要求, 建筑施工企业需要更多地掌握通用性、常规性的基本工艺;建筑施工企业的技术进步与发展则更加倾向于常规建筑的施工工艺流程 (如起重设备、加工方法等环节) , 而对于特殊建筑形式或特殊技术, 多依靠协作伙伴来满足要求。

   所以, 作为传统的建筑施工企业, 一般不会将特殊技术、前沿技术 (如装配式建筑) 作为其常规技术进行发展。当发包人地方政府要求下选择使用装配式建筑时, 常规建筑施工企业不具备相关技术和设备, 成本与价格自然会高。

2.2 相互分隔的业务流程使建筑业各阶段主体无法有效沟通, 效率低下

   为了加强对于建筑业的监管, 保证工程质量, 在我国现有的建设管理模式下, 建设 (开发与投资) 、设计、施工等阶段是截然分开的, 各自具有不同的资质要求, 在业务流程上也具有不同的管理要求。因此, 在具体工程实践中, 不同的建设任务需要由不同的建设企业来承担, 并形成了约定俗成的业务范畴。当建设行业存在普遍性的技术标准时, 相关业务流程的不同参与者之间不会产生衔接问题, 但是特殊技术出现时, 则会由于信息阻隔而导致交流障碍。因此, 在没有特殊要求时, 各个业务流程中的几乎所有参与者均避免采用新技术, 以免形成技术沟通问题。

   装配式建筑及其构配件的工业化生产模式, 显然突破了建筑业原有的业务分隔流程, 因此建筑业需要重新适应、磨合。在没有普遍性技术标准的前提下, 各项目独立实施, 规模化程度低、技术壁垒多, 工作效率低下、成本增加是不可避免的。

3 基于业务流程管理 (BPM) 及其优化的新型建筑业产业组织模式的提出

   业务流程管理 (BPM, Business Process Management) 是现代制造业的基本理论与方法之一, 其通过将业务流程的各个环节进行准确定义与识别, 确定主要的、关键的流程, 去除冗余的环节, 并针对全过程实施优化与重构, 达到有效提高生产效率、降低成本的最终目的。不仅如此, BPM还可以实现工作流程的标准化, 从而实现管理的自动化与推广的无障碍化、微观独立业务流程的专业外包化、合作与协作的广泛社会化, 并最终实现提高生产效率、降低生产成本的目的。

   建筑工业化与装配式建筑是建筑业发展的必然趋势, 新形势下的传统建筑业需重新梳理与优化业务流程, 构建全新的产业组织模式, 以适应新技术的进步。

3.1 装配式建筑在传统建筑业中的一般性流程与问题

   在传统建筑流程中, 在不考虑开发方的前提下, 仅从建筑设计与施工过程来看, 如果相关项目建设开发方选择采用装配式建筑, 其建设流程如图1所示。

图1 传统建设流程下的装配式项目建设流程图

   图1 传统建设流程下的装配式项目建设流程图   下载原图

    

   在该流程中, 建筑设计、建筑施工均由开发方委托, 分别由设计和施工单位承担, 构件生产一般由施工单位委托实现, 但开发方委托的情况也较常见。每一阶段由不同的独立参与方实施, 但由开发方统一协调控制。

   开发方委托设计时, 除非相关构配件存在标准化的基本技术参数或由开发方提供相关参数, 设计方一般将按照最基本的通用现浇结构进行设计;之后由开发方按照设计方所出具的现浇结构图纸, 委托施工方按照等同现浇原则, 根据施工方的技术能力、生产能力、构配件参数, 将现浇结构拆解为装配式结构, 进行深化设计;此后再由开发方协调, 与设计方重新对拆解后的装配式结构体系进行校核, 使其保证满足原有设计的基本要求;在此过程中, 施工方需要经由开发方不断与设计方进行沟通协调, 在装配式结构体系满足最终要求后, 再由施工方实施订单采购或由开发方委托加工生产。

   在具体施工中, 各种变更因素也会导致前述过程不断重复, 导致效率低下、成本巨大。

3.2 传统建设流程的初步集成化——设计施工一体化与EPC战略

   以上分析表明, 传统建筑业的业务流程在装配式建筑中所出现的问题, 主要是在没有通用技术标准前提下, 由于信息沟通不完善导致的。尽管可以通过信息技术 (如建筑信息模型 (BIM, Building Information Mo d el) 、项目信息门户 (PI P, P r oje c t I n for m at ion Portal) ) 在一定程度上解决沟通中的问题, 但在协调过程中可能出现的分属于各方的利益冲突, 是无法通过技术手段解决的。同时, 由于建筑类别、区域、功能的特殊性, 通用性技术标准的制作非常困难, 依赖通用技术提高效率的方法在短期内也是难以实现的。

   在制造业生产中, 产品的研发、设计、生产业务流程往往是一体化的。零部件加工过程可以通过委托方式完成, 但一般最后的总装集成都在核心厂进行。研发、设计、生产一体化, 可以保证工程师在最初的产品研发设计阶段, 充分考虑生产技术的可行性、操作性和生产能力, 避免出现脱离现有技术的设计方案, 致使最终产品无法实施;而在生产中, 研发与设计人员则会深入车间, 制定方案, 指导生产, 使其最终满足设计策划的要求。制造业也有生产外包的情况, 但只是将生产流程外包, 而不是工艺流程设计外包。产品的核心设计、工艺设计甚至加工流程设计都由核心部门一次完成, 并在生产中实施监制, 从而在保证高效、低成本的同时, 保证生产实施过程中可以完全有效地贯彻设计意图。

   参照制造业的先进经验, 推广装配式建筑, 实现建筑工业化, 设计施工一体化应该是其基本前提之一。通过设计施工一体化, 在承包人承接建设项目时, 可以根据发包人对于建筑的具体要求, 结合本企业的技术能力、技术标准和构配件生产供应商的具体状况, 为发包人提供有关的设计资料, 得到发包人的认可后即可有效组织施工。

   与设计施工一体化相对应的是建设施工企业的EPC战略 (Engineering Procurement Construction) , 即施工企业受业主委托, 按照合同约定对工程建设项目的设计、采购、施工、试运行等实行全过程或关键环节承包, 从而实现工程项目的全过程建设模式, 在最大程度上满足项目的技术质量与安全性要求, 减少由于沟通不当所导致的偏差与失误, 降低工程成本——这正是目前建筑业所面临的新发展战略之一。其流程如图2所示, 与图1所示流程相比, 已经大为简捷。

图2 EPC战略下的装配式项目建设流程

   图2 EPC战略下的装配式项目建设流程   下载原图

    

   更重要的是, 尽管建筑物具有单件性的特点, 在现阶段其构配件的生产也暂时无法实现全面的标准化与规模化, 但EPC所具有的设计主动性可有效降低构件的选择与采购成本。在EPC流程中, 设计者可以直接选择和确定使用所需的构配件, 直接参照其参数进行设计, 可以结合项目所在地区的构配件供应状况, 根据工程建设对象的具体特点与需求合理选择, 保证供应、降低成本。

4 EPC战略的局限性与DDC集成化的提出

4.1 EPC战略的局限性

   尽管设计施工一体化与EPC战略, 可以在最大程度上满足建筑工业化与装配式建筑在技术集成环节的要求, 促进建筑业主动选择采纳符合自身发展的新技术, 提高效率、降低成本。但建筑产品生产过程的被动性问题依旧没有解决, EPC产业链依旧是被动的拉动模式。这是因为:一方面, 建筑企业无法主动启动项目, 必须在开发方的拉动下才能被动地进入市场, 如果失去该驱动力, 企业几乎没有生存的前提;另一方面, 在买方市场下, 建筑施工方几乎无法回避建设项目开发方差异化的标准与需求, 其既有的EPC产业链也无法满足开发方的多种要求, 因而无法实现产业链的最优组合, 不能保证高效率、低成本。

   改变这种被动的状况, 实现建筑工业化并有效推进装配式建筑的发展, 必须变建筑业拉动式的被动生产模式为推动式的主动生产模式, 变“建设服务”为“建设生产”, 直接向社会提供建设产品。

4.2 DDC集成化——开发设计与总装一体化的提出

   D D C集成化, 即在E P C的基础上, 为其产业链增加有效的驱动力——开发方, 并使之集成化, 形成开发 (Developing) 、设计 (Designing) 和施工总装 (Constructing) 的一体化的产业组织体系——DDC。

   在DDC集成化模式中, 开发方可以根据该类建筑的建设成本与预期的收益状况, 对于市场可行性进行合理的评估与判断, 提出明确具体的设计要求, 并最终作出是否启动项目的关键性决定, 这是目前建筑产业组织体系中几乎所有设计师与工程师们均不具备的能力。相对于政府的强制性要求, DDC过程完全符合市场发展的客观经济规律, 具有更强大的生命力。在该体系中, 如果装配式建筑符合市场与技术的客观规律, 一定会得到充分的发展。与行政干预或强制性规定相比, 该模式更具有良好的市场适应性和持久性的生命力。

   DDC集成化, 形成以开发方为核心驱动的新型建设产业链, 变拉动式产业组织为推动式模式, 促使建筑业主动面对市场、发现市场、选择市场、应对市场, 使建筑业向制造业的转化成为可能, 使建筑工业化得以实现。在此基础上, 如果装配式建筑符合市场发展的需要, 符合建筑企业自身的利益, 则可以迅速将其推向市场。

4.3 DDC集成化的限制条件、障碍与实现模式

4.3.1 DDC集成化的限制条件

   尽管DDC集成化可以极大地促进建筑工业化与装配式建筑的发展, 但特定的DDC集成化组织体系只能够针对特定区域内的类型化建筑, 而不能面对所有的建筑。这是DDC集成化的基本前提。

   功能、区域、规模与荷载是建筑设计的几个基本要素, 决定了建筑的基本形态和构配件的技术标准, 其微观构造与尺度也会随之产生较大的差异。这种差异即使在同类建筑中, 也会由于不同的高度、跨度而不同。因此, 所谓构配件标准化、族系化, 也不可能适应于所有的建筑。但是在特定的区域内, 功能与技术标准相类似的建筑, 其荷载等级相差不大, 构件可以被设计成符合特定标准的、通用化的模式, 即可以实现既有构件的标准化与族系化。

   因此, DDC集成化, 实际上是建筑产业细分的结果, 是专门针对特定类别建筑的产业组织集成化。经过DDC集成化过程后的建筑业, 将逐渐减少通用型的建设企业, 并出现更多的专门化建设产品提供者。

   DDC模式对于建筑业的影响不言而喻, 它将打破原有建设流程之间的限制, 实现全产业链的集成化;同时也将改变建筑业必须通过招标过程才可以获取建设项目的被动状态, 实现建筑业对市场的主动选择权。更重要的是, 该模式将促进建筑业向制造业转变, 彻底实现工业化——不仅仅是技术层面的, 而是产业组织层面的工业化。

4.3.2 DDC集成化的障碍

   从建筑业自身的特点与目前的管理体制来看, 实现DDC集成化仍存在诸多问题, 主要是管理体制中的障碍与限制。首先, 现有的建设管理制度、体制、法律体系等, 均以开发、设计与施工流程各自分离独立的模式为基础, 是针对现浇混凝土结构所构建的, 有些内容甚至就是为了防止相关流程之间的过度协作而可能出现的问题而设计的。DDC集成化, 意味着相关管理体系需要进行重大调整, 涉及的环节众多, 协调困难。其次, 由于历史原因, 我国对房屋开发、建筑设计与施工均有不同的资质管理要求, 分属不同部门。DDC集成化后, 企业可以同时进行开发、设计、施工工作, 企业在资质申请过程中可能遇到一定程度的困难。除此之外, 在工程实践中最大的困难在于目前尚无成熟的开发、设计与施工的协作模式, 相关工程技术人员也无成熟的工程经验, 不具备工程建设全过程的技术驾驭能力。

4.3.3 DDC集成化的实现模式

   从目前的建筑市场发展来看, 可以采用以下几种方式实现DDC集成化。

(1) D+D+C, 独立企业联合集成模式

   该模式可以在相关企业长期协作所形成的战略性伙伴关系基础上, 进一步缔结确定的联盟关系, 将松散的、随机性或半随机性的合作关系, 变为特定的、协约性的联盟关系。除非特殊情况, 开发方将不再委托其他单位实施设计和施工任务。目前来看, 该模式实现较易, 且很多企业已经逐步形成相应的战略联盟。但由于企业之间依旧是各自独立的, 发展目标也可能是不一致的。当合作利益出现冲突, 或某一方寻找到更为理想的合作伙伴时, 该联盟体系会迅速解体。同时, 由于相关业务从属于不同参与方, 在进行成本核算时, 不同参与方的利益归属不同, 基于全产业链的成本控制较为困难, 项目制约, 效率低下。

(2) 完全DDC集成化模式

   该模式是将开发、设计、施工三个建设组织流程完全集成于一个企业内部, 形成完全的集成模式, 这也是目前制造业最为常见的产业与企业组织模式。在该模式中, 由开发部门统领产业链, 寻找市场机会, 确定产品的基本状况, 并将相关参数向设计反馈;随后设计部门实施设计, 施工部门进行施工, 最后再由市场部门推向市场。该模式过程紧凑, 效率较高且成本控制方便。

(3) (D+D) +C的协作模式

   该模式是开发与设计实现一体化集成, 但将施工过程实施外包协作。在该体系中, 开发与设计高度整合, 随时跟踪市场的发展状况, 根据市场需求进行设计。随后将具体生产环节实施外包, 可以是固定的协作方, 也可以通过招标实现。由于该模式中核心部分不包括施工, 因此设计者需要在设计流程中对于施工过程进行完全的规划与模拟, 并在施工过程中实施全过程跟踪监测。该过程中C为外包, 因此在具体实施过程中可能会遇到较多的沟通与协调性纠纷。该模式在制造业也有应用, 但也较为前沿, 在大型装备制造业更为罕见, 在建筑业的推广实施尚需进一步研究。

5 结语

   建筑工业化与装配式建筑是目前建筑业发展过程中的热点, 尽管呈现出良好的状态, 但其中不符合产业发展规律、不符合市场规律的问题依旧较多。借鉴制造业业务流程管理的思想方法与理论基础, 重新调整建筑业产业流程中重复、低效、缺乏市场动力的状况, 形成以EPC为基础的, 以DDC为发展方向的产业重组模式, 可以在一定程度上解决目前建筑工业化与装配式建筑发展中的问题。

    

    

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