精益生产在装配式建筑项目中的应用

主要内容

装配式建造作为一种独特的施工方式，在工程、管理、技术等不同领域引发了广泛研究。当前，将装配式建筑与精益生产结合，研究精益生产原则应用与装配式建造过程的方法、可行性、效益等成为建造领域中备受关注的研究方向。而目前对精益装配式建造(Lean prefabricated construction，LPC)的研究现状和进展的分析还不够充分，领域中的热点研究主题和未来的研究方向不明确。对此，本文采用多步骤、整体性综述的研究方法(Multistep holistic review approach，MHR)，通过设定研究问题、文献检索、基于VOS viewer的文献计量分析和归纳总结四个流程，（如图1所示）。提炼出五个研究维度，并据此建立本文的研究框架，归纳分析精益生产在装配式建筑中应用的相关文献，总结当前研究中的研究空白，并提出未来的研究路径。

建筑行业长期存在耗能高、效率低、质量差、管理粗放等问题，使工程建造向着工业化、模块化和标准化生产的方式发展可以有效应对这些问题。“精益”思想源于制造业，强调通过科学管理消除生产过程中的浪费和不确定性，其核心原则在于对制造过程进行划分和改进。装配式建造是一种与制造业生产类似的施工方式，包含预制构件设计、生产、运输和现场装配等环节。相较于传统建筑构件现浇的施工方式，装配式建造简化了施工过程并减少了变异性，且在提高施工质量、减少资源浪费、缩短工期、保障施工安全等方面有巨大潜力，装配式建筑的这些优势与精益管理和实践的要求相契合。对此，精益思想在装配式建筑中的应用和二者的融合引起了学者们的关注。

本文基于MHR方法对该主题展开综述。首先，通过精益装配式建造背景分析，明确了本文研究的目标：深入了解精益生产相关概念在装配式建筑中的实践和研究现状，梳理领域的研究热点形成研究框架。

其次，围绕研究主题，设定“Prefabrication”、“Lean Construction”、“Scene”为关键词检索的类别，罗列所有潜在关键词。选取Web of Science和Scopus为检索数据库，设定检索时间为2022年6月以前，通过筛查排除不相关文献。统计发文的时间分布情况，LPC相关研究近8年的发文量超过2015年以前8年的研究。

再次，以VOS viewer为文献计量分析工具。通过文献共被引分析挖掘出LPC领域研究中最具影响力的学者及其文章。

其中Sacks 等人的研究在LPC领域共被引指数最高，其次是Nahmens和Ikuma、Jin等人和Yu等人。这些学者的研究一定程度上代表了LPC领域研究的热点：BIM和物联网为代表的信息技术的融合、三重底线下施工的可持续性、非现场施工、算法优化等。此外，通过关键词共现分析识别领域研究热点集群，总结归纳共现网络中各簇显示的关键词的共性及文章研究的共性，提出了LPC领域研究的五个维度：数据驱动的智能化决策、可持续性建造、活动流程优化、精益建造实践、其他与装配式相关的精益管理策略。

最后，详细分析了各维度下的研究关键点和研究空白。提出了未来的研究方向。“数据驱动的智能化决策”主题下，相关文章探究了数字化、信息化（如BIM、智能算法等）相关的技术融合精益建造的原则，来实现智能化的建造管理。当前，数据标准、数据安全、算法的有效性、泛化能力是该维度下的研究空白。“可持续性建造”主题下，相关文章围绕LPC对社会、环境和经济的影响展开。当前研究中对三重底线的研究通常只考虑了其中的一个角度，缺乏对三重底线综合性的分析。“活动流程优化”主题下的文章研究的重点在建造活动（设计、生产、装配）本身，探究精益工具在建造活动流程中的优化。该维度研究的空白在于，研究大多关注实现精益建造的技术和方法上，缺少对精益实施效果、企业实施精益技术能力的考虑。“精益建造实践”主题下的文章主要通过实证、问卷调查的方式分析精益建造实施的效益或阻碍。该维度的研究的空白在于，不同研究在调查过程中考虑的指标或因素侧重点不同，且不同的项目具有其独特性，文章调查分析的结果难以推广到更多项目中。“其他与装配式相关的精益管理策略”该维度是对关键词共现网络聚类以外的文献的总结，该主题下的研究讨论了可实现LPC的策略，如产学研促进LPC实施、循环经济、柔性生产、大规模定制等，但如何通过这些策略实现LPC还有待进一步探究。

基于对各个主题下的文献进行分析，提出了LPC未来的研究方向。在理论意义上，本文通过文献综述挖掘出了LPC领域研究的热点和趋势，通过维度划分形成了该领域的研究框架，可揭示领域的研究重点和现状，也有助于发现新的研究方向。在实践意义上，本研究也可供行业从业者参考，启发从业者在LPC中的实践创新。