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最佳和最大产业模块化的关键成功因素和有利因素
James T. Orsquo;Connor, M.ASCE1; William J. Orsquo;Brien, M.ASCE2; and Jin Ouk Choi, S.M.ASCE3
摘要：模块化对制造厂来说是一个行之有效的技术，可以提高建筑业的出口部分的基础工作，然而，其在该行业的应用是有限的。采购和施工（EPC）行业工程需要使用新方法来达到更高层次的模块化。本研究的目的是确定当前EPC过程需要什么样的变化，来创造一个更广泛和更有效的使用模块化的最佳环境。要知道创造这样的成功因素一个环境是很必要的。最有影响力的关键成功因素（CSF；21）已由一个有经验研究团队通过编制详细列表和添加CSF的推动者确定。CSF的推动者是额外的步骤，可以方便的完成相关的csf。仔细擦看五大关键成功因素表明，项目团队应该特别注意模块包络的局限性、项目驱动程序、充足的业主规划资源和流程、及时冻结范围和设计和模块化的可能早期完成的识别。利用模块化效益的资本项目。这个csf的关键成功因素分析和附加了推动者的实施策略成功的模块化项目和有利于资本项目的模块化利用的指引和方法DOI: 10.1061/(ASCE)CO.1943-7862.0000842. copy; 2014 American Society of Civil Engineers.
关键词：模块化，PPMOF，预制，预装配，关键成功因素，工业项目，异地制造，生产力，项目规划设计。
引言
研究者更感兴趣的是模块化的潜在效益和相关的预制预装配技术。McGraw-Hill (2011)在他们的智能市场报告中指出了这兴趣的重新出现。模块化技术因为它的实现（MBI2010）过程使得复杂的设施越来越复杂。此外，更多的，如在场外的生产率增长比现场（Eastman and Sacks 2008）增加的更快，价值变动收益应该通过加工厂的网站的基本工作增加。在接下来的20年里，美国建筑业的资本设备部门（NRC 2009）增长率可以显著提高生产力和竞争力。模块化的程度将随着建筑信息模型（BIM）、先进的信息技术（IT）和自动化技术的出现而上升。
然而，Lu（2009）对于这技术应用于美国是很不确定的。麦格劳山（2011）通过一项调查发现在更高高或非常高的水平上只有大概三分之一（37%）的建筑业者使用模块化。
1C. T. Wells Professor of Project Management, Dept. of Civil, Architectural and Environmental Engineering, Univ. of Texas at Austin, 1 Univ. Station C1752, Austin, TX 78712. E-mail: jtoconnor@mail
.utexas.edu
2Associate Professor, Dept. of Civil, Architectural and Environmental Engineering, Univ. of Texas at Austin, 1 Univ. Station C1752, Austin, TX 78712. E-mail: wjob@mail.utexas.edu
3Ph.D. Candidate, Dept. of Civil, Architectural and Environmental Engineering, Univ. of Texas at Austin, 1 Univ. Station C1752, Austin, TX 78712 (corresponding author). E-mail: jinouk.choi@utexas.edu
注。这份手稿于2013年2月17日提交，2014年1月13日通过，在2014年2月26日在线出版。讨论期间开放到2014年7月26日；单独讨论必须提交个人论文。本文是对建筑工程和管理杂志部分copy;ASCE，ISSN 0733-9364 / 04014012（11）/ 25美元。（McGraw-Hill 2011）。
先前的研究估计，从1981到1999在工业部门使用预制预装，几乎翻了一番。然而模块化在工业建筑的发展，几十年没有显著变化（Haas et al. 2000）。建筑业协会（CII）研究小组（RT）171指出，尽管一些公司已经成功地使用预制、预装配、模块化，和现场制造（ppmof），但是在一般的工业尚未充分利用ppmof的潜力来提高目标（CII 2002）。
术语的定义
模块化不意味着一个新的概念，在过去的许多时间已被广泛讨论，并已被定义在许多方面。文献中在定义和术语表明有实质性的变化。为了保持一致性，本文采用了以下研究：
模块化：“一个完整的建筑施工前离开施工现场，然后施工时运到现场。该模块体积大，可能需要打破过去几个小块的运输”（Haas et al. 2000）
模块：“通过一系列远程装配操作而产生的建筑物的主体部分，并且可以包括建筑的许多细部的部分，通常是这些最大的运输模块或设施的组成部分“（Tatum et al. 1987）
预制：“制造过程，通常在一个专门的加工厂将各种材料结合形成一个最终安装的一个组成部分”（Tatum et al. 1987）。
预组装：“由各种材料，预制组件和设备是在一个远程位置连接在一起用于随后安装，是作为一个单元的处理。一般都集中在系统上。“（Tatum et al. 1987）
非现场制作：“预装或部件的制造都在其他施工现场实践并不是最终安装位置”（CII 2002）
ppmof（预制、预装配、模块化和现场制造）：几个制造和安装技术，将许多制作和安装活动在生产区完成，成为一个更安全和更高效的环境（CII 2004）。
ppmof有时统称为在工业工作的人（Haas et al. 2000；Song et al. 2005）。
研究趋势
由于模块化的介绍，模块化发展的过程中得到了很好的建立，它的价值和利益被广泛认可。许多以前的研究已经研究或确定使用模块的好处和确定，如果使用得当，该技术提供了提高工业项目绩效的一个很好的机会（Song et al. 2005；Tatum et al. 1987）一个对历史发展的全面探讨已经超出了本文的范围。但是，作者根据工业和建筑行业、先进的技术在模块化建筑行业和CII的研究总结了研究趋势的主题。
Tatum 等人进行的早期研究。（1987）ppmof记录了应用在工业和建筑施工项目。研究发现ppmof的驱动因素，包括不良网站和局域网的情况下，承包商或供应商的能力，制造条件的优势，去掌握进度，业主或管理的需求，潜在的成本节约，专业教育设计要求和标准化。
Haas等人（2000），寻求确定的施工队伍的发展趋势和影响，对预制安装进行了研究，但排除了模块化。该研究确定实施者，优势、障碍，以及在预制安装技术上的影响的相对权重。在预制安装影响进度的三个因素是时间表，劳动力问题，经济因素。研究还发现，在预制预装配中，生产能力和安全水平均较高，技能水平相同，工资水平较低。Haas等人（2000）认为，这些技术有可能减少项目工期，提高生产率，降低劳动成本，缩短供应链。
Song等人（2005）确定了在使用ppmof影响决策的因素。作者开发了一个在工业项目ppmof的适用性评价具有战略决策的评价。他们得出的结论是，为ppmof成功实施需要的是系统分析和早期的决策。此外，他们认为，ppmof已成为设计中的最新进展和更可行的技术。
在过去的几十年里，房屋建筑业一直在严格的采用和利用场外技术（Pan et al. 2012）。许多研究人员进行施工场外技术在建筑业的研究。该技术的发展史在Gibbrsquo;s (1999)有据可查。在那里，Gibb正式解决场外制造的背景、原理、应用和在建筑行业的影响。迄今为止，研究已经确定和查验了其中的好处、影响因素和障碍，并从业主的角度出发，考虑在预装配建筑行业成功因素(Gibb and Isack 2003)；有利和不利条件在英国建筑业场外技术缺陷 (Blismas et al. 2006; Goodier and Gibb 2007)与建筑行业的效益(Pasquire and Gibb 2002)。然而，即使在建筑模块化产业，研究人员发现在建筑模块化有整体研究的关键成功因素（CSF）和使这些成为关键成功因素。
促进ppmof使用的关键技术是自动化、可视化（BIM），和模拟。因此，各种研究已在这些地区进行(Alwisy and Al-Hussein 2010; Han et al. 2012; Mohamed et al. 2007; Mohsen et al. 2008; Olearczyk et al. 2009)。Neelamkavil （2008）提出了流行的模块化和预制领域自动化技术类型的概述。这些包括以下内容：机器人自动化，起重机和运动自动化，虚拟现实和模拟，进度自动化，传感器基本控制，订单处理自动化。CII在ppmof多次进行研究，资助研究由Tatum和Song等人进行的。由CII（2002）确定了ppmof在工业部门使用的利益和局限性，提供知识指导和工具来提高了前期的决定。
过去许多研究探讨了产业模块化的好处以及一些其应用的障碍。此外，许多研究在建筑行业的场外技术已经找到。他们到目前为止还没做什么，但是已经提高模块化在建筑行业最佳水平。此外，一些研究从专家和业人员的实践出发已经试图确定关键成功因素和整体的推动者。
模块化水平较高的成功因素
许多因素促进了实施产业化的成功。Tatum等人（1987）确定ppmof在项目使用上可以带来很多变化和添加新项目要求或复杂：工程、采购、计划、监控N、，协调、沟通和运输。此外，设计变化的灵活性降低。在构建模块化领域，Gibb and Isack (2003) 确定了几个成功的因素：从业主的角度和对生产实施的角度，这些成功的因素是早期设计冻结，合理的交货时间，有足够的时间在presite原型上，早期供应商参与，业主的利益和限制条件的理解。
为了在工业部门的模块化水平较高，一直以来在关键的成功因素上没有全面的研究。因此，为了确定关键成功因素（CSF），作者以及在参考文献中试图拿出潜在的成功因素。这种努力的结果是关键成功因素分析的基础。记录成功的因素包括早期的考虑，实施者的合作，新技术，设计标准化，制作冷冻，基础设施和物流的改进。需要重点注意的是，在工业行业和建筑行业成功因素的比较超出了本文的范围。这项研究可能需要遵循的工业模块化的特点研究。
早期的考虑
一个模块化的策略应该被纳入前期项目(Burke and Miller 1998; Post 2010)。Song等人（2005）坚持认为，成功实施ppmof需要系统化的分析和基于项目的具体因素的早期决策。考虑到早期的决策问题，他们提出了一个开发工具，CII（2002）：可以帮助模块化决策。这个工具，称为MODEX，帮助专家确定模块化项目的可行性。
合作
更多地使用模块化可以通过建设自由参与促成，所有阶段的工作与设计(Akagi et 等人. 2002; Tam等人. 2007)。如果所有各方都是一致的，他们都会被告知各种利益，从而增加成功实施的可能性。
新技术
技术还可以帮助模块化增益更宽的使用。由于设计和信息技术的进步，CII指出，经过漫长的时间，允许模块化会成为更可行的（CII 2002）其中一个例子是，增加使用和先进的3D技术和建筑信息模型（BIM）。
设计
如果设计遵循最佳的模块化设计原则，模块化是可行的。要做到这一点，一个最基本的变化将是在设计序列上 (Akagi et al. 2002)。此外，为了使设计更适用于模块化，文献建议控制设计变量。例如，Ericsson and Erixon （1999）建议设计人员减少元素之间的依赖性。作为控制的设计变量，Milberg 等人 (2002)提出了在使用3D模型的生成、评价和选择更稳健的设计中公差分配技术的潜力。
标准化
造船和汽车工业已经推荐使用标准或后续设计。汽车工业的设计理念在很大程度上适用于制造业的设计理念(Ulrich et al. 1993; Venkatachalam et al. 1993)。在分析现代造船中，CII建议使用模块化设计和标准化设计（CII 2007）。模块的标准化，成本效益可以通过生产规模的经济效益获得（CII 2011）。在建筑行业，Gibb and Isack (2001) 从客户的角度简要介绍了标准化及其意义。
制造基础设施
制造标准模块制造设备可以使模块建设更可行。Akagi 等人（2002）断言，如果建造一个专为核电厂建造的工厂，可以在现场建造一个更大数量的模块来建造核电厂模块。制造设备的初始投资是必要的（CII 2011）以及如此大的设备将需要一笔很大的输出地摊销费用(Lapp and Golay 1997)。
物流的改善
通过与综合服务公司工作，最终，没有经验的承包商和业主可以满足他们的成本和进度目标。这样的公司可以提供一体化的规划、物流、重型起重机和运输 (Youdale 2009)。随着更大起重机
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