基于智慧工地理論的施工階段裝配式建筑信息化管理模型

李珂 趙杰 徐熙震 任書劍

（天津理工大學，天津 300384）

0 前言

針對現有的裝配式建筑預制結構裝配效率低、建筑營建周期內管理不到位等問題，可以將裝配式建筑與智慧工地理論相結合，擬建立一個基于智慧工地理論的裝配式建筑在施工階段的管理模型，推動裝配式建筑智慧工地信息化管理在施工階段的發展應用。

該項目研究的意義：

（1）提高裝配式施工現場作業的工作效率。

通過BIM，云計算，大數據，物聯網，RFID，移動應用和智能應用等先進技術的全面應用，施工現場將得到更透徹的感知，互聯性將更加全面，智能化將更加深入，以提高裝配式施工的效率。

（2）增強裝配式工程項目的精益管理水平。

有助于施工現場“人，機，物，料，法，環”的各個關鍵要素實時，全面，智能的監控管理，有效支持現場人員，項目經理，協調管理，企業經理層的準確掌握制定施工進度和工作路線，提高預制施工的精度和效率，減少損失，確保工程成功。

（3）提升裝配式建筑信息化、數字化管理水平。

在工程建設過程中，根據現場質量信息系統的智慧實時跟蹤項目進度，及時發現潛在的安全隱患，規范質量檢查，測試，確保工程質量，實現質量可追溯和服務系統管理，促進大數據完整性的建立，有效支持行業主管部門，對施工現場安全質量，人員素質和完整性及服務進行監管。

1 智慧工地裝配式建筑信息搜集平臺的確立

在施工階段收集各種信息，并將收集的信息集成到統一的大數據數字信息平臺上，使用該平臺在施工單位，監理單位和施工單位之間進行交互和共享信息，然后結合BIM技術與移動互聯網技術和物聯網技術等，管理施工的各個階段[1]。

2 智慧工地信息化管理模型的層次與功能

在智慧建筑工地中，感知層是基礎。在建設項目的終端層使用互聯網信息技術，可以實現管理信息化，有效地提高對站點建設的監督，為整個系統提供全面的信息保障。平臺層是一個橋梁，它對建筑項目的數據進行分類計算，并為平臺層提供良好的數據支持，此外，所有管理和操作人員都可以在平臺上進行通信和通信，并實現信息的傳輸和共享。應用層是核心，通過科學使用管理流程和項目管理模塊，完善施工現場管理，使信息管理平臺滿足標準要求，從而將所有移動應用設備集成到終端層[2]。

3 智慧工地信息化管理模型技術集成

在施工階段，智慧建筑工地集成眾多信息應用技術，可以協助現場施工管理流程。

3.1 人員實名制管理

建筑工人智能管理：預制的施工信息管理模型，可以智能管理項目參與者，輸入清單和相關信息輸入數字信息平臺，通過集成信息系統，為勞動服務人員提供基本信息和考勤數據，根據勞動管理更新參數的要求，并且網關采用人臉識別技術，嚴格的項目訪問控制，對項目進行封閉式管理，提高了整個團隊的工作效率。另外，該模型集合數字信息平臺和移動互聯網，實現了對勞動力資源利用的動態控制[3]。

3.2 多方協同管理

信息共享與交互：在系統平臺層，搭建移動互聯網等數字信息平臺，在采集各種信息的過程中將信息收集集成到數字信息統一數據平臺中，提供良好的數據支持和使用平臺，對施工單位，監理單位與施工單位之間的信息進行共享交互，并結合BIM，移動互聯網和物聯網等技術，對進行施工管理的各個階段，以實現預制施工中的信息化應用[4]。

3.3 進度管理

BIM實時調度管理：計劃管理模式基于BIM技術，基于BIM模型和調度之間的關系，實時追蹤實際的時間表，并比較和分析預制施工實際進度和計劃的偏差，通過視覺空間發現BIM模型的進度滯后，和現場施工進度及時調整動態管理現場的進展。

3.4 造價管理

BIM實時管理：基于BIM技術的成本管理模型，將BIM模型與預制清單配額相關的統計數量模型化，實現了自動核算成本，解決了傳統的成本分析問題（如不及時，何時發生設計變更）的人工工作量和分析，BIM模型中的修改可以直接修改成本模型，無需重算，實現了實時成本管理[5]。

3.5 安全管理

作業人員定位監管：結合數字信息平臺和移動互聯網技術的預制建筑信息管理模式，開發了適合現場管理應用的現場人員定位管理系統。人員定位系統采用超寬帶（UWB）無線位置識別技術。該頭盔可以傳輸UWB信號，安裝電子標簽，并在指定區域內安裝一定數量的基站。通過將電子標簽連接到基站，兩者之間的距離被系統算法識別，可以準確的得到頭盔電子標簽的位置。同時，數字信息平臺可以實時跟蹤現場工人的位置，記錄工人活動的歷史軌跡。對于上班時間不在現場，位置突然變化的員工，數字信息平臺可以立即向管理層發出警報[6]。

3.6 質量管理

預制構件信息追溯：由于裝配式建筑需要高質量的裝配式構件，在質量管理中必要掌握裝配式構件的生產、運輸、吊裝等信息。由于使用了以前的手工記錄方法，很容易由于組件管理和記錄效率低下而丟失信息。通過創建預先制作的組件信息數據庫并將二維碼附加到組件上，將組件質量信息綁定到實體。可以隨時掃描二維碼，通過手機應用獲取零部件信息，協助管理人員進行零部件質量管理。各個階段的質管負責人還應使用手機添加相關信息，并與零件生產，運輸，進貨質量檢驗和提升的工作流程一起進行信息維護，實現整體的可追溯性信息設計，生產和裝配過程，提高質量管理效率[7]。

4 結論

基于智慧工地理論，預制建筑物的信息管理模型站在物聯網，移動互聯網，虛擬現實等新技術的發源地，可以帶動中國建筑領域管理信息的創新。智能站點系統包括感知層，網絡層和應用層，分別應用于項目信息的收集與反饋，傳輸與交換，分析與處理。在開發過程中，該項目需要高度重視人工智能等先進技術與工程建設與管理的深度融合，進一步加強對工程信息感知技術的研究，力求在技術之間取得平衡。