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岑岩:波音 737、 系统工程与建筑工业化

发布时间:2020-01-15    作者:admin    点击量:

来源:新营造(ID:xinyingzao_1994) 作者:岑岩

今年年初,国际航空界发生了两起重大空难,菲律宾狮航和埃塞俄比亚航公司两架波音 737MAX8 系列飞机相继坠毁,造成 364 人丧生的惨剧。虽然最终调查结果还需要一段时间,但从 4 月4 日埃塞俄比亚交通部公布的初步调查结果看,该型飞机上的机动特性增强系统(MCAS)是事故直接原因的结论可基本确定。但归根结底,是因为波音 737平台的“系统性”原因造成,由于该型飞机机体偏小,在换装了新的大型发动机后,造成飞行不稳定而加装了 MCAS系统,并由于 MCAS 系统操控失误造成了两起空难。正所谓,“道路千万条,系统第一条;系统不配套,亲人两行泪”。

 

波音 737 飞机设计定型于 1960 年代,原本是非常成功的设计,50 多年来,全球共投入运营了近万架,是空运市场的主力军。问题出在 2009 年 1 月,中国商飞公司(COMAC)正式发布 C919方案;同年 12 月,选定斯奈克玛国际(CFMI)公司研发的 LEAP-X 发动机由于选用这款先进高涵道比发动机及采用其它技术措施,使 C919 较之空客 320和波音 737 客机基本型,拥有燃油效率降低 13% 的综合优势。为赢回竞争优势,2011 年 8 月,波音启动了 737Max飞机计划,同样选用 LEAP 发动机。

 

然而在飞机整体构型上,设计于上世纪 60年代的波音 737 基本型存在先天不足,主要问题是起落架高度不够,致使换发间吊挂 LEAP 发动机,另一方面,为使发动机效能得以充分发挥,就只能将发动机挪至更高、更向前的位置。由此对原构型布局的气动性能造成破坏,尤其是起飞阶段大迎角状态下问题更为严重。需要引入自动飞行控制功能来保证飞机的稳定性。波音采用的方法是,在原机械操纵系统之上增加一套软件“补丁”,即增设机动特性增强系统 MCAS,以解决大迎角下的操稳特性问题。但由于 MCAS 解决方案存在技术缺陷,迎角传感器被错误激活,启动后权限高于驾驶员且难以关闭,以致形成向下俯冲,酿成空难。

 

从系统工程的角度分析,波音737MAX8 空难事件带给我们的教训十分深刻。我们在发展大系统,尤其是对发展建筑工业化和装配式建筑这种巨系统,必须十分谨慎,必须首先完善“顶层设计”,采用“整体规划、分步实施、先易后难、稳步推进”的策略。笔者从 2002 年开始接触住宅产业化,当时被以性能认定、部品认证、内装先行为主的“日式”住宅产业化弄得十分懵圈。在黑暗中摸索了很长时间,直至 2011 年看到大片《建党伟业》,才恍然大悟。原来,搞住宅产业化是宏大的系统工程,跟中国共产党的创业史非常相似。(详见本刊2017 年 3 月刊《亲历建筑工业化十五年》)。全国政协委员、西安建筑科技大学副校长、中国建筑金属结构协会会长郝际平先生在今年的两会上提出“以系统理念和集成思维引领装配式建筑的发展”;中建科技董事长叶浩文先生也多次指出“发展装配式建筑是系统工程,要努力实现三个一体化发展”,行业大咖相继发声,都一再证明越来越多的行业顶级专家认识到建筑工业化是一个复杂的系统工程。

 

在中共创业初期,是苏联提供了天使轮投资,但是要求走“工人阶级革命”的道路。根据估算,当时中国有 4 亿人,工人阶级不过 200 万左右,占比大约 5%。如果只针对这 5% 的“细分市场”,中国革命不可能成功。是伟大领袖毛主将马克思主义普遍原理与中国国情相结合,原创性地提出了“建立农村根据地、农村包围城市”的道路,中国革命才最终取得了成功。简单来说,中国革命的成功,经历了少数人接受共产主义理念、成立共产主义小组,创办《新青年》杂志,发动学生运动、农民运动和工人运动,武装起义、建立革命军队,建立农村革命据地,农村包围城市,夺取大城市,夺取全国胜利等步骤。现在我们有些地方领导少数人接受共产主(装配式建筑)理念,就马上想夺取大城市(上全世界最先进的流水生产线,搞高预制率、最好超过 50% 的装配式建筑,搞大型特大型直至上百万平米的小区),中间的多个步骤全部省略掉,很容易造成“系统”不稳定、不配套,这样是很难成功的。近期很多人在问,深圳发展建筑工业化和装配式建筑有什么特点?与别的地方有什么不同?经过认真思考,笔者觉得是“系统性”,在发展之初,就提出了比较完善的“顶层设计”。

 

首先从发展目标来看,深圳市发展住宅产业化的第一份政府文件,就是 2001 年底深圳市住宅局《上海住宅产业化考察报告》,其中就明确提出了“提高居住质量、提高效率、减少人工、减少浪费”,后来经过深圳万科公司的实践,主管部门再进一步总结为“提高质量、提高效率、减少发展目标,十八年来从未改变,可以说是名副其实的“不忘初心”。其次是正确处理好“政府与市场”的关系。深圳一直坚持“政府引导、企业主体、市场运作、全民参与”的方针。坚持政府只制定产业发展规划和产业政策,在技术路线和产业布局上,充分尊重企业的自主选择。经过政府与企业多轮良性互动,形成了“标准化设计 + 承重结构铝模现浇 + 部分构件预制 + 预制内隔墙板”为主要技术特征;先发展预制水平构件,然后预制竖向非承重构件,在技术条件成熟时最后发展预制竖向承重构件的“三步走”发展策略;以及“装配式建筑 +EPC+BIM”一体化实施的建筑工业化和装配式建筑“深圳模式”。

 

“深圳模式”是在市场上自主发展起来的,采用的都是在实践中经过反复检验的成熟技术,进行系统性的集成创新。深圳毗邻香港,发展建筑工业化和装配式建筑深受香港影响,两者的主流建筑都是 100 米至 150 米的高层剪力墙结构,在技术路线上,都采用主体结构现浇、外墙楼梯及部分构件预制的生产方式。香港建筑工业化的最大推手房屋署一直大力发展标准化设计,深圳市住建局和深圳万科都认真学习采用了这一方法;深圳还大力发展了铝模现浇体系,这一体系是市场自发形成,政府只是“因势利导”。

 

深圳还勇于改革建设行政管理体制,大胆采用符合国际通行商务规则的 EPC 总承包方式。发展建筑工业化的基本矛盾,在于建筑工业化的“系统化”解决方案与条块分割、以包代管的“碎片化”管理。为此,深圳市勇于改革,率先在发展建筑工业化过程中,大力推广 EPC 总承包,从2010 年龙悦居三期项目开始探索,到 2015 年坪山裕璟幸福家园,再到2017 年长圳项目,深圳市总共发包了 EPC 总承包项目近 300 亿元。通过EPC 总承包,大大促进了建筑工业化生产方式的发展,基本实现了叶浩文先生提出的“建筑、结构、机电”“设计、加工、装配”“技术、管理、市场”三个“一体化”建造方式,大大提高了产品质量和管理水平,降低了建设成本,成为了建筑工业化成功的“经典范例”。

 

深圳还在全国首创了技术审查制度和建筑工业化项目现场巡查制度。针对所有的建筑工业化项目,主管部门都要组织技术审查,审查技术标准和技术方案,对于设计不合理和存在质量安全隐患的方案予以驳回,有效提高了建筑工业化设计质量。通过每周两次的项目现场巡查,发现大量的质量安全隐患,均及时进行了跟进处理。深圳还建立了专家委员会制度,在制定政策和技术标准时充分尊重专家的意见;组织专家进行考察、学习和交流,促使专家不断提高水平;对入库专家严格管理,实现“逢进必考”;积极组织专家对重大课题进行技术攻关,鼓励深圳企业和专家为全国各地提供服务,做大做强。大力支持行业协会发展,鼓励行业协会制定了全国首部预制构件厂星级评价的协会标准,积极支持协会开展人才培训工作,不断提高设计单位、咨询单位、构件生产单位、施工单位及普通劳务工的技术水平;并支持协会在全国率先开展装配式建筑初级、中级、高级职称的评定工作。

 

反观这几年,在国内其他城市,在发展装配式建筑过程中,出现了不少问题,如预制率过高,增加了施工的技术难度,造成质量不稳定;盲目引进自动化流水线,市场有效需求不足,造成工厂大面积亏损;装配式项目推广过快,设计、咨询、构件生产、施工专业技术从业人员技术水平难以同步提升,导致质量安全事故等等,都是在传统建筑业这个“机体”上,装上了“装配式建筑”这个新的发动机,其控制和管理的“软件”又存在许多固有的缺陷,没有经过“系统性”的调试,在运行过程中难免出现问题。由此可见,深圳建筑工业化和装配式建筑的发展,得益于深圳“系统性”发展环境,是集技术创新、管理创新、制度创新和理念创新为一体的“集成性”创新,值得认真的总结和进一步提升。

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