前沿信息技術(shù)在裝配式建筑建設管理中的應用研究

劉宇

摘要：為解決裝配式建筑建設管理過程中面臨的設計信息缺乏互操作性、信息傳遞缺乏時效性、裝配過程缺乏精準性以及大數(shù)據(jù)管理等難題，提出將P-BIM、北斗定位技術(shù)、云技術(shù)等應用于裝配式建筑建設管理中。以期實現(xiàn)城市大規(guī)模裝配式建筑群大數(shù)據(jù)的互通與管理，從而提升裝配式建筑的建設管理水平。

關(guān)鍵詞：前沿信息技術(shù);裝配式建筑;建筑建設管理

目前，裝配式建筑的迅速發(fā)展源于國家層面和地方政府給予的大力支持?！笆濉眹铱萍紕?chuàng)新規(guī)劃中要求加強裝配式建筑規(guī)劃設計、建造、運維一體化技術(shù)和標準研究體系。在此基礎(chǔ)上，國務院還印發(fā)了關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑指導意見的八項任務。與此同時，各級地方政府積極響應，北京、上海、深圳等地也制定了相應的政策，使得裝配式建筑逐漸成熟，成為目前建筑方式發(fā)展的趨勢。隨著對裝配式建筑以及信息技術(shù)在其全生命周期應用研究的不斷深入，在裝配式建筑建設管理方面已取得一定的成果。

1 前沿信息技術(shù)平臺構(gòu)思

1.1 BIM 技術(shù)

BIM 技術(shù)是一項應用于建筑全生命周期的數(shù)字化技術(shù)，以一個貫穿其生命周期都可通用的數(shù)據(jù)格式，創(chuàng)建、收集、共享和傳遞該建筑所有相關(guān)的信息并建立起信息協(xié)調(diào)的信息化模型，將該模型作為項目決策的基礎(chǔ)和共享信息的資源。在裝配式建筑建設管理過程中，BIM 技術(shù)可以實時讀取預制構(gòu)件全生命周期的信息并以可視化的方式集成于建筑信息模型中，便于各利益相關(guān)者實時管理和決策。

1.2 云技術(shù)

云技術(shù)是指在廣域網(wǎng)或局域網(wǎng)內(nèi)將硬件、軟件、網(wǎng)絡等系列資源統(tǒng)一起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的計算、儲存、處理和共享的一種托管技術(shù)。云技術(shù)憑借著能大量收集、儲存、分析、管理以及共享信息數(shù)據(jù)等功能被設想用于城市大規(guī)模裝配式建筑群的數(shù)據(jù)管理。

1.3 P-BIM 平臺

中國BIM 發(fā)展聯(lián)盟和中國BIM 標準委員會提出P-BIM 是結(jié)合中國目前的發(fā)展現(xiàn)狀、充分發(fā)揮各參與方積極性、利用現(xiàn)有專業(yè)軟件、在相關(guān)標準的指導下對現(xiàn)有專業(yè)軟件按照BIM 理念進行改造，在我國分步實現(xiàn)BIM 目標的一種應用方式。在裝配式建筑設計階段，不同的設計軟件可以基于P-BIM 平臺實現(xiàn)信息的互操作性。

1.4 RFID 技術(shù)

RFID 技術(shù)是一種不需識別系統(tǒng)與特定目標之間建立光學或機械接觸就能通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關(guān)信息的無線電波通信技術(shù)，其具有信息容量大、安全性高和讀取率高的特點。在裝配式建筑建設管理過程中，通過RFID 技術(shù)可以快速讀取預制構(gòu)件設計、生產(chǎn)、運輸及裝配階段中產(chǎn)生的實時信息。

1.5 北斗定位技術(shù)

北斗定位技術(shù)是基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)對空間物體進行實時定位的先進技術(shù)。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是我國獨立實施并已經(jīng)投入使用的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，具有技術(shù)先進、運行穩(wěn)定的特點。在裝配式建筑建設管理過程中，通過北斗定位技術(shù)可實現(xiàn)預制構(gòu)件的精準裝配。

2 前沿信息技術(shù)在裝配式建筑建設管理中的應用案例分析

本文以某市某住宅小區(qū)項目為例，展示前沿信息技術(shù)在該項目全生命周期的擬應用過程。該住宅小區(qū)項目建設用地面積12041m2，總建筑面積68220m2（其中地上50120m2），由3 棟塔樓組成，層高2.9m，總建筑高度98m，設防烈度7 度，采用裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)體系，標準層預制率達50%，裝配率達70%。

2.1 裝配式建筑設計階段的應用

建筑設計軟件將設計好的BIM 模型上傳至P-BIM 平臺，結(jié)構(gòu)設計軟件通過P-BIM 平臺下載已設計好的建筑BIM 模型，在建筑BIM 模型的基礎(chǔ)上進行結(jié)構(gòu)設計。同樣，機電、給排水、暖通等也基于前期其他專業(yè)已設計好的模型進行設計[1]。設計完成后，通過P-BIM 平臺使不同專業(yè)設計軟件的三維設計信息進行交互，不同專業(yè)設計模型集成一體。各設計軟件通過BIM 數(shù)據(jù)庫下載和更新BIM 模型，對某一個部位進行修改處理，并將不同的意見進行標記，其他設計單位均能共享并集中處理。

2.2 裝配式建筑生產(chǎn)階段的應用

主要基于BIM 技術(shù)和RFID 技術(shù)完成預制構(gòu)件的工廠化生產(chǎn)。將設計階段生成的最終BIM 模型導入預制構(gòu)件生產(chǎn)管理系統(tǒng)中，生產(chǎn)管理系統(tǒng)根據(jù)預定的生產(chǎn)計劃開始生產(chǎn)構(gòu)件。在混凝土澆筑前，將BIM 數(shù)據(jù)庫中各預制構(gòu)件的基本信息寫入相對應的RFID 標簽中，并將RFID 標簽綁扎在預制構(gòu)件上，RFID 標簽成為預制構(gòu)件身份識別和傳遞信息的載體[2]。在預制構(gòu)件的整個生產(chǎn)過程中，利用RFID 閱讀器錄入預制構(gòu)件質(zhì)量檢查記錄等基本信息，具體包括澆筑混凝土前錄入、檢驗階段錄入、成品階段錄入以及出廠階段錄入。通過無線網(wǎng)絡將錄入的基本信息上傳至BIM 數(shù)據(jù)庫中。施工單位通過BIM 數(shù)據(jù)庫查看預制構(gòu)件的基本信息、圖紙、生產(chǎn)過程圖片、生產(chǎn)驗收表以及出廠驗收表，在滿足要求的前提下生成發(fā)貨訂單，完成預制構(gòu)件的出廠驗收。

2.3 裝配式建筑運輸階段的應用

主要基于BIM 技術(shù)、RFID 技術(shù)和北斗定位技術(shù)完成預制構(gòu)件的物流運輸和進場堆放。預制構(gòu)件出廠驗收后，BIM 數(shù)據(jù)庫將合理規(guī)劃預制構(gòu)件的運輸順序，生成運輸線路。運輸工人通過讀取RFID 標簽中的構(gòu)件信息，核對預制構(gòu)件與配送單是否一致。在準確無誤的前提下，完成預制構(gòu)件從生產(chǎn)廠家到裝配現(xiàn)場的運輸。在運輸車輛上安裝北斗定位系統(tǒng)，通過無線網(wǎng)絡與BIM 數(shù)據(jù)庫連接，實時獲取運輸車輛的位置信息[3]。預制構(gòu)件進場堆放時，通過在入口處安裝門式閱讀器，能快速識別并讀寫進入施工現(xiàn)場的預制構(gòu)件，完成預制構(gòu)件的進場驗收。通過讀取RFID 標簽中預制構(gòu)件的吊裝信息，根據(jù)吊裝的時間順序完成預制構(gòu)件的儲存堆放。

2.4 裝配式建筑裝配階段的應用

主要基于BIM 技術(shù)、RFID 技術(shù)和北斗定位技術(shù)完成預制構(gòu)件的現(xiàn)場裝配。施工工人通過RFID 閱讀器快速準確地查找預制構(gòu)件，實現(xiàn)預制構(gòu)件的堆放追蹤和快速查找。同時，通過查看BIM 數(shù)據(jù)庫中該預制構(gòu)件的裝配信息，確定該構(gòu)件的裝配位置，通過在塔式起重機的吊臂以及吊鉤平衡桿上安裝北斗定位系統(tǒng)，完成預制構(gòu)件的精準吊裝[4]。施工工人將預制構(gòu)件的裝配完成時間、裝配情況（進度和質(zhì)量信息）寫入RFID 標簽中并通過無線網(wǎng)絡上傳至BIM 數(shù)據(jù)庫中，各利益相關(guān)者通過BIM 數(shù)據(jù)庫可實時觀測和了解裝配式建筑的施工進度。

結(jié)束語：

目前，在裝配式建筑建設管理過程中，面臨的設計信息缺乏互操作性、信息傳遞缺乏時效性、裝配過程缺乏精準性以及裝配式建筑群大數(shù)據(jù)管理等難題。在宏觀層面上提出將BIM 技術(shù)、P-BIM 平臺、RFID 技術(shù)、北斗定位技術(shù)以及云技術(shù)等前沿信息技術(shù)運用在裝配式建筑建設管理過程中。以期實現(xiàn)對裝配式建筑建設過程的智能化、可視化、精益化和簡便化管理。在未來的研究中，需進一步從微觀層面上解決目前裝配式建筑建設管理過程中的技術(shù)難題，將前沿信息技術(shù)真正運用在裝配式建筑建設管理過程中。

參考文獻：

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[2]?孫凱，李淑. 北京市裝配式建筑發(fā)承包模式關(guān)鍵問題及對策研究[J]. 建筑技術(shù)，2018，49（05）：551-555.

[3]?孫暉，樊則森，齊賀，歐亞明，王龍. 關(guān)于EPC 模式與裝配式建筑技術(shù)相結(jié)合的應用研究[J]. 施工技術(shù)，2018，47（07）：7-10+30.

[4]?彭潤伍，唐立軍，謝海情，唐俊龍，文勇軍. 信息技術(shù)研究前沿融入課程教學的思考[J]. 教育與教學研究，2015，29（06）：75-77.

（作者身份證號碼：610424198907060419）