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基于智能建造的生产资源精益管控体系的构建与应用

首钢日报 A03版经济管理  首钢建设 2025年11月17日

在建筑行业市场竞争日趋激烈、成本压力持续加大的背景下,首钢集团以“一引领两融合”为指引,推动技术创新与管理创新、商业模式创新深度融合。首钢建设积极响应集团战略部署和职代会“提高自身施工水平,主动应对行业市场变化”的要求,聚焦钢筋、模板、模架和混凝土四大核心生产资源(占主材消耗的80%左右,对工程总造价影响深远),构建基于智能建造的生产资源精益管控体系,以数字化、智能化手段破解成本管控难题,为中国式现代化的首钢场景注入强劲动能。

战略契合:锚定目标破解行业痛点

战略引领明确方向。集团“推动技术创新成为首钢第一竞争力”的战略部署,为项目提供了根本遵循。首钢建设立足自身发展需求,将智能建造技术与生产资源管控深度结合,旨在通过技术与管理的双重创新,实现生产资源从定额式费用管控向资源级精准管控转型,打造建筑行业精益管控新标杆。

痛点导向精准发力。当前建筑工程成本管控仍面临多重挑战:原有定额式管控无法实现资源精准量控,人工成本上涨与生产效率偏低并存,材料损耗率高且质量问题处理费用居高不下;项目分散式管理导致漏洞频发,专业数据割裂难以形成协同效应,分包方材料超领超耗界定困难等问题,严重制约了项目效益提升。针对这些痛点,首钢建设聚焦四大核心资源,构建全流程、智能化的精益管控体系。

创新实践:四大维度构建智能管控体系

首钢建设以数字化建模为基础、智能化技术为支撑、集约化模式为保障、集成化流程为纽带、合约化商务为依托,形成“五位一体”的生产资源精益管控体系,实现从资源计划到回收利用的全生命周期精准管控。

轻量化数字建模,筑牢精准管控数据根基。依托BIM技术构建轻量化、标准化三维工程模型,针对四大核心资源开展定向建模,生成精准数据,为后续管控提供科学依据,同时显著提升工程质量与工作效率。

钢筋三维翻样:基于国家22G、16G系列平法规则及施工业务实际需求,优化计算设置与节点算法,精准输出钢筋料单、料牌、排布图及定位图,实现原料、余料、废料的最优管控,为施工提供精准指导。

模板智能配模:打造模板正向深化设计与加工体系,通过智能配模软件优化下料方案,板材利用率提升至95%以上,彻底改变传统现场手工拼配的粗放模式,以BIM技术驱动生产流程标准化。

模架四维管控:利用专项建模软件构建模架三维模型,结合施工方案与进度计划优化布设方案,自动计算材料规格与数量,合理安排周转计划和进出场时间,实现安全与效率的双重保障。

混凝土模型计量:遵循集团专项建模标准,将施工组织设计与质量验收规范植入BIM软件,在常规楼层划分基础上增加流水段划分,精准绘制梁柱结合处施工细节,模型精度突破国标LOD400,达到流水级数据精度要求。

智能化建造技术,激活高效生产核心动能。将数字模型与智能建造设备深度融合,实现四大资源加工生产的自动化、智能化升级,大幅提升生产效率、降低资源消耗。

工厂化加工按需配送:通过物联云平台、智慧数据监控系统,实现钢筋生产过程中人、料、机、法、环信息互联互通。将钢筋翻样计划与排产紧密结合,匹配原材进料、智能排产、智慧物流全体系,按项目进度按需配送,实现全过程智能化管理。

现场智能设备集成应用:在施工现场配置智能钢筋加工设备,与翻样系统高度集成,通过翻样管理、智能排产、加工执行、仓储管理等功能,实现加工全流程管控。有效提升钢筋利用率,降低废料率,对余料进行分类归集,减少资源浪费。

模板加工无人化革新引入并合作研发模板数字化加工设备,打造智能生产工厂,实现“省人工、省材料、省时间”的三重效益。设备平均1分钟即可完成单块板材的下料、切割、存放、清扫全流程,仅需普通工人操作即可替代专业木工,大幅降低人工成本。通过二维码赋予模板唯一身份标识,实现加工、验收、安装、周转、回收全过程跟踪,质检后扫码即可完成验收,管理水平达到智能工厂标准。

模架管控可视化优化借助BIM技术实现模架四维模拟,班组通过系统按需领料,数据实时可控。通过二维码可查阅架体搭设节点详图,实现可视化无人技术交底,既提升交底针对性与易懂性,又减少技术人员CAD制图工作量,有效提高模板安装进度与方案符合性。

混凝土管控平台化升级基于自主研发的微信小程序,实现混凝土条码出入库便捷管理,减少人工计算工作量与错误率,保障数据真实准确。通过模型量、预算量、实际消耗量的多算对比,有效防止材料超量进场,为亏方索赔提供有力支撑。

集约化管控模式,实体系运转组织保障。按照业务管控匹配原则,优化组织机构设置与职能定位,建立分公司层级的三维模型量控中心,形成集成化的三级管控体系,各司其职、协同高效。通过对标标杆企业最佳实践,梳理常规管理中的问题与差距,明确流程优化方向,打破专业数据壁垒,实现跨专业协同联动,为管控体系高效运转奠定坚实基础。

集成化流程管控,构建全链闭环管理机制。将数字建模数据与管理流程深度融合,实现生产资源计划、采购、领用、消耗、回收的全流程量化管控,形成完整数据闭环。

数据与资源计划集成:将建模数据细分至具体施工部位,分别与钢筋、模板、模架、混凝土的采购计划精准对接,为资源采购提供精准数据支撑,避免盲目采购。

数据与控制流程集成:基于建模数据制定施工流水段的进出场计划与消耗率指标,为资源进场、加工、退场、盘点等关键环节提供精准指导,提升进出场效率,实现消耗精准量控。

数据与报表分析集成:通过钢筋“三算对比”、模板与模架“两算对比”、混凝土“三算对比”,实现费用追溯可控,既为对上收入索赔提供依据,也为对项目部与分包单位的管控评价提供支撑。

合约化商务模式,强化量价双控保障机制。在招标环节明确责任共担要求,推动合作方承诺量控目标;在合同环节细化条款,确保量控责任落地;在结算环节实施“节奖超罚”,严格落实量控要求;在评价环节开展量化考评,夯实量控管理基础,通过全流程合约化管理,实现资源量价双控。

实践成效:降本增效彰显绿色价值

经过14个试点项目的实践应用,基于智能建造的生产资源精益管控体系取得显著成效,在降本增效、绿色发展等方面实现多重突破。

成本大幅降低。通过精准管控与智能优化,四大核心资源节约成效显著:钢筋节约率约2%,模板节约率约5%,模架租用费节约率约2%,混凝土节约率约2%,大幅降低工程总造价。同时,模板智能加工、钢筋智能生产等技术减少了人工需求,人工成本显著下降,材料损耗率的降低进一步压缩了成本空间。

效率显著提升。模板智能加工设备1分钟完成单块板材全流程处理,钢筋工厂化加工与现场智能加工协同发力,混凝土平台化订货与收单核算简化流程,各项技术与管理创新大幅缩短了生产周期,提升了施工进度,项目整体运营效率显著提高。

绿色低碳发展。通过余料回收、废料减量、资源高效周转等措施,减少了建筑废弃物排放,降低了能源消耗,为建筑行业绿色低碳发展提供了可复制、可推广的实践经验,契合国家“双碳”战略要求。

管理水平升级。数字化、智能化手段的应用,打破了数据壁垒,实现了跨专业协同,分散式管理的漏洞得到有效弥补,分包方材料使用管控更加规范,项目管理的精细化、标准化、智能化水平全面提升。

首钢建设基于智能建造的生产资源精益管控体系,是集团“一引领两融合”战略在建筑领域的生动实践,通过技术创新与管理创新的深度融合,成功破解了建筑工程成本管控的核心痛点。该体系不仅为企业带来了显著的经济效益,更推动了建筑施工模式的转型升级,为行业高质量发展提供了首钢方案。未来,首钢建设将持续深化智能建造技术应用,不断优化精益管控体系,拓展应用场景与覆盖范围,以科技创新引领建筑行业朝着更高效、更低碳、更智能的方向迈进,为打造中国式现代化的首钢场景持续贡献力量。(本文获得第二十六届首钢管理创新成果二等奖,本版刊发时有删节)