申金山，陈雯甜，陈偲苑，邸贺磊，张 艺

(郑州航空工业管理学院，河南 郑州 450046)

1 引 言

装配式建筑是实现以标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修、信息化管理和智能化应用等为主要特征的建筑产业现代化的主要路径,而主要由工厂预制的混凝土构件(PC)在施工现场拼装而成的装配式混凝土结构是装配式建筑的主要结构形式之一。PC构件作为装配式混凝土结构建筑的核心部件，其质量的有效控制和管理是保证装配式建筑质量安全的关键[1]。因此研究PC构件的质量管理问题具有重要的现实意义和工程实践价值。

质量链概念由加拿大哥伦比亚大学学者Troczynski[2]于1996年首次提出。国外学者Forbes[3]的研究表明精益施工技术不仅能够提高建筑工程质量链运行性能，还能降低施工成本。Zlata[4]认为以项目为导向的施工企业质量链管理中，供应商、加工者和客户是主要参与主体。Gary[5]从项目生命周期的角度来思考质量链，并且强调识别关键质量节点和进行质量检查记录或评审结果的重要性。我国学者乌云娜[6]从质量链管理视角研究了大型复杂项目多个参建方的情况，并提出工程建设项目质量层级分解方法。卢键[7]基于SCOR模型分析了工业化住宅项目质量链上核心企业与其他企业的质量管理范围并构建了质量链运作的激励机制。何苗[8]基于质量链相关理论对建筑工程项目分别从纵向质量链管理、横向质量链管理角度探究了质量管理系统的构建。罗昊[9]等学者从装配式建筑质量的形成特征入手，提出装配式建筑质量链的概念和结构，构建了装配式建筑质量链管理模型，并讨论了BIM在质量链管理中的应用问题。王银辉[10]基于质量链理论，从高铁“四电”工程项目接口管理、工程过程和信息共享三个方面提出了工程质量链协同管理的方法。

随着建筑工业化的不断深入，众多学者已将工业生产中的质量链管理思想引入装配式建筑质量管理中。质量链将影响质量的全部过程连接成一个整体的质量功能构架，系统地展示了各组件之间的质量关系，包括质量链模型构建、关键链识别、质量持续改进、耦合效应等，通过对质量的持续改进来保证产品的最佳质量。目前，基于质量链管理的研究大都关注于整个建筑工程项目在建造过程中的宏观质量问题，从微观角度进一步对具体的质量主体进行系统研究仍较为缺乏。本文以质量链管理理论作为理论支撑，从形成和影响PC构件质量的设计、生产、储运、吊装这四个阶段入手，构建装配式建筑PC构件质量链模型，利用主成分分析法对质量关键节点进行识别，并针对每个阶段的关键质量链节点提出相应的质量保障措施和建议。

2 PC构件质量链结构分析及模型构建

2.1 PC构件质量链工序流程分析

首先基于WBS对预制构件质量链涉及的设计、生产、储运、吊装这四个阶段的主要工作内容进行分解，在此基础上，通过研究文献和技术方案，对分解的工序进行筛选，定位各阶段的有效工作并进行整合，每个阶段的具体内容如下。

2.1.1设计阶段

目前，装配式建筑PC构件的设计主要体现在深化设计阶段。PC构件的深化设计是在传统建筑结构设计的基础上，增加对PC构件在生产及吊装环节的延伸设计。按深化设计内容划分，一般包括构件拆分设计、构件详图设计和生产模具设计。拆分设计是针对PC构件生产和吊装的实际需求，在设计图纸中拆分出可供生产及装配施工的单个预制部件，绘制出拆分构件的布置图和节点图。构件详图设计在深化设计阶段工作量最大，主要包括构件尺寸、配筋、预留预埋布置图等，工厂根据构件详图结合生产工艺等，生产出钢质或其他材质的模具。

2.1.2生产阶段

PC构件的生产一般是在专门的构件生产车间完成的，常见的PC构件有墙、梁、板、柱、楼梯等。根据不同项目的生产要求或者生产车间设备的不同等，PC构件的生产方式可能存在一些差异，但工序流程基本相同，其生产工艺流程如图1所示。

图1 PC构件生产工艺流程

2.1.3储运阶段

PC构件生产商根据现场施工装配需求所生产的PC构件，经检验合格后运送到堆放区进行堆放。在工程实践中构件生产工厂与施工现场之间存在一定的距离，因此还需要借助运输工具将构件由生产场地向施工现场进行运送。

2.1.4吊装阶段

PC构件的吊装贯穿装配式建筑的整个施工过程，是施工生产的关键环节。当构件被起吊到合理的高度和要求的位置后，便需要结合专业的施工人员对下落状态的构件进行位置的调整并进行临时固定，构件经准确位置校正后进行最后的固定。

2.2 PC构件质量链参与主体界定

从PC构件所有参与质量活动的行为主体来看，可将构件的行为主体分为直接参与主体和间接参与主体两类[11]。直接参与主体是指直接参与PC构件的设计、生产、运输、吊装工作，并对构件的最终质量起重要影响作用的单位，包括构件设计方、生产方、运输方和施工方。间接参与主体是指对直接参与主体实施间接的质量管理工作，或者对参与各方的质量行为进行监督检查的单位，一般包括建设单位、监理单位和政府。本文所构建的PC构件质量链，是构件的设计、生产、运输、吊装整个过程连续质量活动的集合，为此将构件的直接参与主体作为质量链的研究对象。

2.3 装配式建筑PC构件质量链的构建

PC构件的质量链取决于各相邻阶段、前后连续的各过程质量特性，不同参与主体、阶段或工序所形成的质量特性不断进行传递和累计，形成环环相扣的链条[12]。因此，本文以工序质量和参与主体为研究对象，并借助两种质量诊断理论构建质量链模型来验证PC构件在全生命周期过程中的质量演变过程。此模型是研究质量链的基本模型，能够形象地展示出PC构件质量链的形成过程及质量链上各个环节的质量构成，为后续质量链关键节点的识别提供指导。

2.3.1模型构建的理论基础——两种质量诊断理论

两种质量诊断理论是由张公绪教授[13]1982年提出的。他认为生产线上每道工序之间互相关联，上道工序对下道工序是有影响的(上影)，因此每道工序都存在着以下两种质量：

(1)工序分质量。分质量是该工序本身的固有质量，它与上影无关。工序的分质量一般与人员、机器、原料、方法、环境(4M1E)这些因素密切相关，体现出该工序的工作特点。

(2)工序总质量。总质量为工序综合质量，是分质量与上影二者的综合。

2.3.2质量链模型的建立

为了解决装配式建筑PC构件在供应环节的各级质量特性对最终构件质量影响的积累和传递问题，确保PC构件质量目标的实现，本文基于两种质量诊断理论，通过对预制构件工序流程及参与主体的梳理，建立了装配式建筑PC构件质量链模型，如图2所示。

图2 PC构件质量链模型

2.3.3模型分析

本文所构建的PC构件质量链是一个以构件的设计、生产、储运、吊装环节为主体的串联结构多级制造过程。例如，在上述模型中将“设计工序”环节所含的构件拆分设计、构件详图设计、生产模具设计设置为设计环节的链节点，其质量受4M1E这些因素共同影响，构成了设计环节的各项活动所形成的分质量，而设计环节的总质量则是由这些分质量及上一级上影所构成的质量的总和。

由此可见，在PC构件质量链的各环节中，每个环节的质量都是最终总质量的一个部分，且前一环节的质量输出将转化为后一环节的质量输入，直接影响着后一环节的质量。在质量链管理过程中，有必要以各环节为分段标准，识别其质量形成过程中的关键链节点，以便明确在质量形成的过程中，质量链上的各个参与主体的主要责任，从而达到降低成本、提高质量管理效率的目的。

3 PC构件质量链关键链节点识别

根据质量链相关理论，识别关键链节点是进行质量链管理的基础和核心。识别和选择PC构件关键链节点要注重质量形成的过程、关键质量特性，只有识别出质量链上的瓶颈或薄弱环节，才能有针对性地提出PC构件质量链管理策略，实现对PC构件质量的有效管理与控制。

3.1 质量链中主要质量因素的选取

为了科学有效地筛选出影响PC构件质量的因素，本文通过文献研究、实地调研等方法，结合PC构件质量链的工序特点，整理出装配式建筑质量链设计、生产、运输、吊装4个主体环节上26个主要质量影响因素，见表1。

表1 装配式建筑PC构件质量影响因素统计

3.2 数据来源

3.2.1问卷调查

在汇总整理出装配式建筑PC构件主要质量影响因素的基础上，通过问卷调查，采用李克特五级量表法对上述26个影响因素进行打分，其中每个题项分5个等级，从“1”到“5”影响程度逐级递增。此次调查共发放问卷200份，有效回收144份，有效回收率为72%。

对调查对象进行信息统计。被调查对象的学历中，博士占9.7%，硕士占45.1%，本科占36.8%，专科及以下占8.3%；工作单位性质，建设单位占11.1%，施工单位占29.1%，构件生产单位占9.7%，设计单位占12.5%，高校及科研机构占25%，政府及其他管理单位占12.5%；从事建筑行业及研究年限，4年及以下占16.7%，5～10年占34.7%，11～16年占29.2%，17年及以上占19.4%。

3.2.2数据信度分析

本文利用SPSS26.0 对问卷数据进行信度分析，得到问卷的信度系数 Cronbach’s α 为0.930，表明本问卷条款设计良好，信度较高；经过 Bartlett 检验表明，其KMO值为0.733，大于0.6；显著性水平P值为0.00，小于0.05。说明本问卷数据具有较高的可靠性和一致性，并且适合进行主成分分析。

3.3 基于主成分分析的关键链节点识别

3.3.1提取主成分

主成分分析法主要是利用降维的思想，将原来较多的变量重新组合成一组新的互相无关的几个较少的综合变量，这些综合变量既能保留原始变量的大多数信息，同时也更加清晰地反映出指标体系中的权重，使得评价指标体系更加客观。基于主成分分析的方法识别PC构件质量链关键节点，借助SPSS26.0对问卷数据进行分析，得到变量总方差解释表，提取出影响原始指标特征值λ>1时的主成分，共得到符合要求的6个主成分结果，如表2所示。

表2 总方差解释表

3.3.2主成分结果分析

在通过变量总方差解释表得到6个主成分后，继续借助SPSS对其进行分析，能够得到每个主成分中各原始标量所占权重(成分矩阵)，根据每个主成分中对应的原始变量权重从大到小排列，从中找到影响比较大的初始变量，并保留下来。通过对数据进行排序，在第一主成分中，混凝土、钢筋等原材料质量、模具的拼装及固定、钢筋加工、混凝土浇筑、模具的材质这些指标所占权重较大，主要涉及PC构件的生产阶段。在第二主成分中，预制构件拆分深化设计、构件详图设计、构件生产制作方案及工艺设计所占权重较大，这些指标可归结为构件的设计因素。第三、第四主成分中，工人吊装技术交底及操作技术培训、预制构件现场堆放情况、起吊设备及吊装成品保护、构件连接固定技术所占权重较大，可归结为构件的吊装因素。在第五、第六主成分中，构件运输及装卸方案、构件运输固定及保护措施所占权重较大，可归结为影响构件质量的储运因素。

结合表2总方差解释表中的初始特征值方差百分比可知，主成分一到六对原始变量信息贡献率逐渐递减，每个环节中的关键质量链节点又以各自环节中占其主要权重的指标为主，经整理后具体数据如表3所示。

表3 关键质量链节点识别结果

根据以上分析，装配式建筑PC构件质量链中各环节的重要程度依次为：生产阶段、设计阶段、吊装阶段、储运阶段。首先生产阶段直接影响装配式建筑PC构件质量。PC构件的生产环节具有制造业的特点，PC构件生产线作为PC构件产品最终成型的环节，在生产过程中具有工序复杂、产品数量大、成品种类多、过程信息多、工作人员协同要求高的特点，因此可以视为PC构件质量控制中最重要的一环。其次是设计阶段，制造业质量管理的实践也证明，产品设计阶段的质量管理是整个质量管理的关键。许多产品的质量问题并不是产生于制造过程中，而是由于设计不良造成的，因此强化构件详图设计和构件拆分深化设计是提高PC构件产品质量的重要步骤。最后吊装阶段和储运阶段对质量链的影响同样不可小觑。因此，针对四个阶段的关键质量链节点应采取有效措施，以确保PC构件质量链质量稳定可靠。

4 PC构件质量链管理措施与建议

4.1 建立健全各参与方的生产责任制

PC构件从设计、生产、运输到吊装整个过程涉及多方参与主体，因此，首先要强化参与主体之间的沟通与交流，明确各主体方的责任与义务。结合PC构件质量链关键链节点识别结果，可看出构件生产方是构件质量的首要责任主体，是质量控制的重点，设计方、施工方、运输方次之。在此基础上，还应该明确各参与方内部人员的责任与义务，落实自上而下的分工管理责任。通过严格管理，做到质量和安全人人有责，落实定人定责的管理制度，确保PC构件质量链的有效运行[14]。

4.2 加强对关键工序节点的质量管理

在PC构件从设计到吊装过程的众多工序中，应对关键工序节点的质量进行重点监督和控制，分为事前控制、事中控制和事后控制。事前控制是对PC构件的质量实行有预见性的管理，通过对构件质量控制对象的控制目标、活动条件、影响因素等进行综合分析，确定良好的执行方案，从而减少构件质量问题的发生。比如针对构件质量不稳定的工序，或者对后续工序影响较大的工序、一些质量通病等，可以事先制定好预控方案，做好技术交底工作。事中控制主要是指在构件生产过程中，各方参与主体落实好本阶段应履行的质量活动行为，以完成预定质量目标的作业任务。根据本文关键质量链节点识别结果，在设计阶段的质量控制是PC构件的拆分深化设计、构件详图设计和构件生产制作方案及工艺设计；生产阶段应注重对PC构件的主要原材料(如钢筋、混凝土等)进场的质量检查，从源头上进行质量把控；再则是对混凝土浇筑模具的拼装及固定等关键工序的控制；运输阶段重点是对构件运输的固定及保护；吊装阶段应关注起吊设备及吊装成品保护和构件连接固定技术等工序。最后PC构件质量管理的事后控制主要是针对已完成的质量活动的检查和监控，根据检查结果与计划质量目标进行对比分析，进一步采取控制措施，在下一轮工序活动中及时改进。

4.3 提高信息化技术应用水平

建筑管理的信息化应用，涉及质量管理、进度管理和物流管理等多个方面。BIM(Build information modeling)技术具有可视性、协调性、模拟性、优化性等优点，PC构件的质量管理可以运用BIM技术进行标准化设计，提高设计精度；还可以通过构建BIM信息平台，实现不同参与主体间的协同作业。BIM 数据库中所包括的数据信息能够贯穿于PC构件整个生命周期并持续发挥作用。结合PC构件在整个生命周期中经历工序繁多、需产生多次位置移动的特点，基于RFID(Radio Frequency IDentification)射频识别技术的物联网系统，其通过非接触式的无线电波传递信息的优势，也能应用于PC构件从生产、存放、运输到现场吊装的全程位置追踪和信息采集。信息化技术的运用，有助于PC构件生产活动各参与方之间协同合作，实现对构件状态的实时追踪和管理，并且能够减少人为主观因素对PC构件质量造成不利影响，在PC构件的质量管理方面起到了很大的作用。

5 结 语

PC构件作为装配式混凝土建筑的基本部件，其质量的有效控制和管理是保证装配式建筑质量的关键。本研究聚焦于装配式建筑PC构件质量，将质量链理论应用到PC构件的质量管理中，在理论上可以进一步深化、拓展和完善PC构件质量管理研究的内容体系。另一方面本文结合装配式建筑PC构件的特点，构建了串联结构多制造过程的PC构件质量链模型，并针对关键质量控制点进行识别，提出了相应的管理策略，从而能够有目的、有针对性地对装配式建筑质量和安全进行监督管理。