裝配式建筑項目信息化管理研究綜述

郭偉

摘要：裝配式建筑的建造過程跟傳統建筑相比有較大差異，且涉及多維度信息，傳統信息管理模式下難以實現多維度信息的及時收集、準確高效傳遞與利用管理。裝配式建筑的信息化管理是促進建筑工業化信息化的有效推手，也是實現高質量發展的必然要求。本文基于BIM環境下，概括了國外裝配式建筑項目信息化管理過程中信息傳遞、信息處理、信息利用等方面的研究成果。從收集信息、信息傳遞障礙、信息集成化管理等三方面闡述了我國裝配式建筑項目信息化管理的研究成果與實踐進展，從而進一步論證裝配式建筑項目信息化管理的必要性。

Abstract： The construction process of prefabricated buildings is quite different from that of traditional buildings， and multi-dimensional information is involved. Under the traditional information management mode， it is difficult to realize the timely collection， accurate and efficient transmission and utilization management of multi-dimensional information.The information management of prefabricated buildings is an effective way to promote the industrialization and informationization of buildings， and it is also an inevitable requirement to achieve high-quality development.Based on the BIM environment， this paper summarizes the research results of information transfer， information processing and information utilization in the informatization management of prefabricated building projects in foreign countries.This paper expounds the research achievements and practical progress of the information management of prefabricated building projects in China from three aspects of information collection， information transfer obstacle and information integration management， so as to further demonstrate the necessity of the information management of prefabricated building projects.

關鍵詞：裝配式建筑;信息化管理;研究綜述

Key words： prefabricated building;informatization management;research summary

中圖分類號：F426 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）01-0296-04

0 ?引言

裝配式建筑項目信息化管理是指裝配式建筑項目管理過程中將現代信息技術與管理理念相融合，以促進建設項目管理水平不斷提高的過程。這個過程包括信息收集、信息傳輸、信息處理和信息使用等環節。裝配式建筑項目的建造是一種將建筑業全產業鏈整合，并環環相扣的鏈狀生產過程，與傳統建筑項目相比，裝配式建筑項目產業化標準化的特點決定了其項目管理過程中信息收集傳遞加工使用的必要性。因此推動裝配式建筑高質量發展以及加快建筑業工業化與信息化深度融合，實現信息化管理尤為重要。為此本文從裝配式建筑項目信息化管理模式出發，梳理與概括有關國內外裝配式建筑信息化管理的現狀及相關研究，剖析我國裝配式建筑信息化管理的發展狀況，探究裝配式建筑項目信息化管理中各個環節中存在的問題，以期推動裝配式建筑更好更快發展。

1 ?國外裝配式建筑項目信息化管理研究概述

20世紀80年代，國外發達國家開始重視信息管理在建筑業中的應用，為此展開相關研究，經過多年的研究為建筑業的信息化發展奠定了堅實的基礎。從搜集和整合的文獻來看，國外對于裝配式建筑項目信息化管理的研究主要從信息傳遞、信息處理、信息利用等環節展開。

1.1 裝配式建筑項目信息傳遞的研究

裝配式建筑項目各方信息傳遞受阻是實現其信息化管理的主要阻礙，疏通傳遞路徑能有效解決該問題。Alvarado等[1]研究指出由于利益驅使導致信息傳遞受阻，各方之間的信息交流非常有限，應通過BIM促進項目成員之間的信息交換與傳遞。Issa J等[2]通過研究美國裝配式建筑項目中的信息交換過程，發現其施工過程中缺乏適用于裝配式建筑的信息傳遞框架，提出應加強標準化信息交流在裝配式建筑的執行。Ramaji1[3]等研究指出由于行業信息化水平低，現有的信息交流無法滿足裝配式建筑管理的基本需求，因此提出一種規范裝配式建筑信息傳遞的方法，用于項目不同階段的信息交換。Faraj等[4]探究了索福德大學開發的用于建筑的協作項目環境，發現協作過程中信息傳遞存在阻礙，指出應統一各方標準促使裝配式建筑項目信息可以及時傳遞和共享，從而提高項目協作水平。Vanlande等[5]指出裝配式建筑建設過程中產生了大量信息，這些信息在參與者傳遞過程中的路徑較為復雜，應使用IFC文件來簡化傳遞數據路徑。

1.2 裝配式建筑項目信息的集成化處理研究

為實現裝配式建筑信息的利用價值，應對信息進行集成化處理。Kang Y等[6]通過對裝配式建筑的信息集成實施利弊進行分析，認為利益驅動因素導致信息集成化存在障礙，需要定制的方法來解決障礙。Hameri等[7]研究指出裝配式建筑項目所收集信息不具有針對性，導致信息需求方需從大量的非關鍵信息中，提煉對其決策有支持作用的信息。Wu I C等[8]為提高裝配式建筑信息利用率，提出了一個名為PIIM Framework的應用程序框架，以解決在不同參與方之間集成項目信息的問題，并通過實際的工程項目實踐證明可行性。Viljamaa等[9]通過研究裝配式建筑施工階段的項目管理，指出有效的信息集成處理和開發能加強施工的過程控制，進而實現更有效的過程控制和對過程狀態變化的反應。

1.3 裝配式建筑項目信息利用的研究

裝配式建筑項目管理過程中收集儲存大量的信息，通過信息利用來輔助項目在進度質量成本等方面的優化。Hyunjoo等[10]通過收集的信息提出基于BIM的調度方法用于創建施工任務，利用收集的信息生成施工進度表來加快施工進度。Miroslaw等[11]通過對有BIM使用經驗的員工訪談和BIM的案例研究，探討了信息化管理中信息利用程度對裝配式建筑施工階段的影響程度，指出應發揮信息的使用潛力來提高裝配式建筑生產率。Dennis R[12]等通過對現階段信息管理集成方法的研究，指出應建立信息集成和管理標準，將物聯網技術跟BIM模型結合轉換為數據庫，便于信息的查詢與利用。Peter等[13]通過測量傳遞媒介的信息流動，將信息流的定量測量與工作人員訪談的定性數據相結合，認為BIM環境下信息化管理的利用價值可以量化。Becerik等[14]指出裝配式建筑采用信息化管理模式的動力之一是他們可獲得信息價值，并通過詳細的案例研究和行業調查來了解信息化管理在美國裝配式建筑行業的信息利用價值，以此進一步研究信息化管理所帶來的價值。

2 ?國外裝配式建筑項目信息化管理實踐特征

2.1 實施政府財政扶持，加速產業快速轉型

政府財政上給予扶持，正確引導建筑產業向信息化轉型。美國政府計劃扶持企業建造100個預制件工廠，并建立200條全自動化生產線以支持美國裝配式建筑項目發展，并借助信息化技術，推動裝配式建筑信息化管理。德國在政府財政支持下開展裝配式建筑工業4.0，因此德國裝配式建筑企業應用BIM一體化軟件于裝配式建筑項目的全生命周期，實現信息在裝配式建筑項目全流程的共享和傳遞，推動德國裝配式建筑信息化的發展。20世紀80年代，歐盟政府投入巨資組織ESPRT，ESPRT是歐洲一個跨多領域、跨多學科的研發項目小組，該小組通過對信息技術的研究，幫助歐洲建筑業實現信息化轉型。

2.2 完善相關行業標準，確保行業持續發展

完善行業標準，是發達國家消除信息傳遞障礙，促進信息正常流動的重要措施。美國基于CALS建立數據交換規則和標準體系，其主要核心文件有MIL-STD-974、MIL-STD-1840等，以此解決信息傳遞中的部分障礙。德國通過頒布通用標準和發展通用數據基礎設施來實現項目管理信息化，保障參與建設各方能夠無障礙地實現資料共享交流;利用信息技術對現場施工情況進行適時動態追溯管理。日本參照國際標準開發本國的信息化標準，目前已經開發的標準包括：數碼照片管理信息標準、電子數據提交標準等，以此加快日本建筑業轉型。

2.3 開發信息管理技術，滿足企業發展需要

實現信息化發展，技術的開發尤為重要。先進的信息化技術是發達國家建筑產業實現信息化的重要法寶。國外知名企業構建了基礎數據庫和工程項目管理系統來實現其項目管理的信息化。在信息化管理軟件的研發上，美國在世界上遙遙領先，美國著名的Auto desk公司致力于開發基于IFC的建筑信息模型BIM和建設工程全生命周期管BLM的信息化操作軟件。英國在該方面開發的BIW是基于網絡的供應鏈集成通信平臺，用戶在使用該平臺時可以按需要來使用，從而提高了信息利用的效率和準確性。日本企業研究的工程項目全生命周期信息化系統CALS/EC用于提高信息化水平，充分利用先進的信息技術，建立相關信息標準和行業規則，實現各方之間的信息交換和共享。德國RIB集團早在1961年開始研發建筑信息化平臺，其軟件平臺在上世紀70年代已經在德國廣泛應用。

3 ?我國裝配式建筑項目信息化管理研究概述

2003年，住建部頒布《全國建筑業信息化發展規劃綱要》，由此我國關于建筑信息化的理論研究拉開序幕，我國學者的研究主要集中在收集信息、信息傳遞障礙、信息集成化管理等三方面。

3.1 裝配式建筑項目信息化管理信息收集研究

物聯網技術起源于傳媒領域。物聯網技術能夠實現信息及時獲取，物聯網的技術特點能有效解決裝配式項目管理信息收取不及時信息化程度低等問題。 劉占省等[15]通過使用物聯網技術及時獲取數據對工地進行數字化管理，提出了一種采用LORA無線通信的低功耗廣域物聯網技術作為裝配式建筑施工過程信息化解決方案。王威[16]基于協同管理理論認為施工階段各參與方信息孤立，應利用信息化技術實現項目在建設過程中的信息收集和構件追尋，提高項目的整體管理水平。劉美霞等[17]在研究裝配式質量時，構建基于物聯網技術的5W1H質量信息采集體系對關鍵數據采集，從而建立質量追溯系統，通過該系統對建筑產業信息化的規范起到相應推動作用。邱芬等[18]認為傳統建筑業采集方法信息采集效率低，因此針對裝配式建筑質量檢測信息采集方法進行研究，提出基于采集樹的裝配式建筑質量信息檢測采集方法，能夠有效提高信息的采集效率。張楠等[19]研究指出工程中傳統的信息收集模式導致驗收資料與工程脫節，因此針對工程質量及安全信息的特點和管理人員的需求，建立基于移動終端的工程質量安全信息采集系統，并結合實際工程驗證可行性。

3.2 裝配式建筑項目信息管理的信息傳遞障礙研究

在現有信息化管理模式中，裝配式建筑在建造過程中各階段采用不同內部數據格式，不同數據格式導致信息在傳遞路徑中受阻，統一內部數據格式標準是疏通傳遞路徑的有效手段。賴華輝[20]等認為由于各參與方使用軟件的內部數據格式不同，從而導致信息傳遞過程中存在障礙，因此筆者提出基于IFC標準的數據共享與技術交換路線，為解決建筑項目建造過程中發生的數據交互問題提出解決途徑。鐘煒等[21]指出應改變對BIM的片面認識，在IFC標準的基礎上建立BIM標準，并引入熵值表示系統有序度;以此建立建筑全壽命周期信息傳輸模型，為解決信息孤島現象提供參考。張洋[22]引入建筑業國際標準IFC，分析了基于IFC的BIM體系結構與信息表達;探索建筑全生命期中信息有效傳遞的途徑，并且為解決工程中信息傳遞障礙提供方法。張德海等[23]認為信息傳遞是協同設計的核心，在BIM環境下的協同設計增強了信息的傳遞和共享，實現了不同參與方同一模型中協同工作，從而減少設計變更和工程返工。顏勤等[24]研究指出建筑空間的描述與信息的傳遞都存在一定障礙，進而影響項目各方決策。利用VR虛擬現實中的可交互特性，提升建筑項目信息傳遞的效率，進而實現建筑項目信息無損的多方合作。

3.3 裝配式建筑項目信息的集成化管理研究

信息集成化管理作為有效的裝配式建筑管理模式，是解決信息化水平低，信息碎片化的關鍵所在。王巧雯等[25]剖析實際設計案例，梳理BIM平臺下設計協作的集成技術路線;進而探索構建多專業協同設計流程框架來實現信息集成化處理。龍晴等[26]以信息流為導向;構建WBS與集成化管理相結合的信息管理模型，并通過對裝配式住宅項目的運用和分析，得出裝配式住宅應利用BIM運行信息集成管理體系，實現項目高效管理。任志濤等[27]結合BIM技術與集成管理理論，從信息集成的角度解析裝配式建筑項目集成管理的運行流程，提出BIM使用過程中信息集成化管理的方法;通過該方法促進裝配式建筑建造過程中信息資源整合及優化。陳勇強等[28]指出由于大型項目中參與方都有自己的組織結構，其信息溝通受到阻礙，只有通過對大型項目進行信息標準化和集成化管理，使信息能夠在各參與方之間進行有效共享，才能保證大型項目的順利實施。張健等[29]通過分析裝配式建筑的發展趨勢及實踐應用指出信息主導建筑業未來發展，應將各流程的信息集成構建基于BIM平臺的裝配式建筑信息集成體系，分層推進BIM技術在裝配式建筑中的應用以及加強市場化引導和示范項目推廣。

4 ?我國裝配式建筑信息化管理實踐特征

4.1 發布政策發展綱要，指導行業轉型

我國在積極推動建設領域信息技術的研究開發與推廣的進程中，不斷完善發展相關規劃綱要，為我國建筑行業轉型推波助瀾，目前我國出臺一系列指導文件，發展綱要。2011年，住建部發布《2011-2015年建筑行業信息化發展綱要》要求十二五期間基本實現建筑企業信息系統的普及應用，加快建筑信息模型、基于網絡的協同工作等新技術在工程中的應用，推動信息化標準建設。2016年初，國務院發布《關于進一步加強城市規劃建設管理工作的若干意見》明確提出：大力推廣裝配式建筑，建設國家級裝配式建筑生產基地;加大政策支持力度。同年住建部印發《2016-2020年建筑業信息化發展綱要》，旨在增強建筑業信息化發展能力，優化建筑業信息化發展環境，加快推動建筑業工業化與信息化發展深度融合。

4.2 實施經濟激勵機制，加快行業發展

基于建筑業轉型的戰略需求，政府實施相關激勵政策。2015年，住建部印發《關于推進建筑信息模型應用的指導意見》，要求各級住房城鄉建設主管部門要以實際為主，實施相關激勵政策和措施，支持相關單位進行BIM的研發和集成應用開發。同年上海市下發《關于進一步加強建筑信息模型技術推廣應用的通知》，由建設單位牽頭組織實施BIM技術應用的項目，財政上按每平方米進行經濟補貼。2017住建部發布國家標準《建筑信息模型施工應用標準》其中對招投標環節有相關規定，招標文件中應當對是否采用BIM技術或者裝配式技術提出明確要求;建設單位對承諾采用BIM技術投標人應當給與適當優先。2019年天津市下發《天津市關于推進建筑信息模型技術應用的指導意見》，該意見指出裝配式建筑等級評價、優秀工程勘察設計質量獎項的工程，應用BIM技術的給予優先評選并設置相應加分項。

4.3 加強示范交流活動，推進行業進程

我國通過開展試點示范工程和舉辦相應交流活動，來推進裝配式建筑技術進步和產業發展。我國建筑業從2003年引入BIM后開始逐步進行信息化管理的探索。目前已建成的廣州周大福金融中心（東塔）使用BIM產品實現全專業模型信息集成和多部門多崗位的協同應用，實現技術創新和管理提升。國企、央企、相關高校及研究所等事業單位組建產業聯盟，每年舉行全國BIM學術會議、中國BIM經理高峰論壇等相關活動，來推廣建筑業的信息化管理，會議中通過組織現場觀摩、專家講座、展覽會等形式，廣泛宣傳推廣裝配式建筑項目信息化管理。另外利用電視、報刊、網絡等新聞媒介等擴大相關活動影響，廣泛宣傳建筑業信息化管理的優越性，提高行業對建筑業信息化管理的認知和認同度，形成市場支持裝配式建筑信息化管理發展的良好氛圍。

5 ?結語

推動裝配式建筑項目信息化管理發展是實現裝配式建筑高質量發展的有效途徑，裝配式建筑項目信息化管理發展是我國建筑業工業化轉型的必由之路。縱觀國內外裝配式建筑項目信息化管理的理論研究與實踐發展，就實踐來看國外發達國家在政策支持、完善行業標準、開發信息技術等方面有所建樹;我國在政府引導下雖然也展開一些實踐，但實踐過程中依然存在政策不明確、技術落后等問題。理論研究方面大多從信息化管理的過程展開，涉及信息化管理過程中信息收集、信息傳遞、信息處理等相關內容，這些研究大多是基于建設過程中各主體緊密聯系展開研究的，聚焦于施工階段及其它某一具體階段的信息化管理研究尚屬鮮見。因此，以施工階段為例，揭示施工過程中裝配式建筑項目信息化管理的必要性，剖析施工階段裝配式建筑項目信息化管理的實施流程及信息化管理實施過程對質量、成本、進度、安全等方面的影響，界定施工階段實現裝配式建筑項目信息化管理的阻礙因素，探討裝配式建筑項目信息化管理的實現路徑及優化過程。以此豐富裝配式項目信息化管理的理論體系，推動裝配式建筑更好更快發展。

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