構建數字化信息平臺 引領行業轉型發展

建筑業是我國國民經濟的重要支柱產業。2020年建筑業實現增加值達到了7.3萬億元，比2019年增長3.5%，占國內生產總值的7.2%，有力支撐了國民經濟持續健康發展。但目前我國建筑業大而不優，落后的施工手段及施工方式制約了行業效率及建筑質量提升。

隨著科學技術的發展，智能建造與建筑工業化協同發展代表了建筑業的發展方向。發展智能建造是促進建筑業轉型升級、實現高質量發展的必然要求。大力發展裝配式建筑則是推動智能建造、推動建筑工業化升級的重要切入點。

2020年年底召開的全國住房和城鄉建設工作會議明確指出，2021年要推動工程總承包向全產業鏈延伸以及裝配式建筑全產業鏈協同發展，逐步提高裝配式建筑在新建建筑中的比例。近年來，隨著建筑業可持續發展理念的深入，裝配式建筑由于其低碳環保經濟的特點成為建筑工業化的重要表現形式之一，也是建筑行業未來的主要發展方向。

裝配式建筑建造具有設計標準化、協同化，構件部品生產工業化，施工裝配機械化等典型特點。設計階段需實現建筑、結構、裝飾、機電等多專業協同、接口統一及預留預埋統籌；生產階段需實現流水化生產、減少施工過程的相互依賴制約；施工階段則需大幅提升機械化作業水平，各階段之間需高度協同。

隨著國家層面、主管部門以及地方政策的聯合驅動，加上市場內生動力的不斷增強，近年來裝配式建筑相關產業發展迅速。然而，裝配式建筑各類預制構件部品部件在設計、施工、運維全過程管理中產生的信息量巨大、格式各異，設計單位、構件生產單位及施工單位之間信息傳遞效率低，各階段頻繁出現設計錯誤、碰撞沖突、安裝精度等問題，既不利于質量又影響工程進度，使工程項目質量下降、造價增加、工期延長，不僅不能體現裝配式建筑的優勢，反而因信息不能及時共享阻礙裝配式建筑的發展。

打通數據共享壁壘 實現高度集成協作

由于裝配式建筑全過程包含的信息量巨大，所以提高工程數據與信息管理效率是影響裝配式建筑發展的重要影響因素。如何保證各個環節信息的有效傳遞和共享是裝配式建筑信息化管理的重要內容，也是裝配式建筑得以順利發展的前提。

裝配式建筑要求設計、生產及施工各階段打通數據共享壁壘，集成各專業軟件，實現各環節的高度集成、協作。裝配式建筑對全過程信息化管理提出了新的需求，即在裝配式建筑各階段信息分類匯總的基礎上，通過信息化技術的自身價值特性，建立基于裝配式建筑全過程的信息共享管理模型，搭建全過程數據信息管理平臺，以信息數據協調統一為導向解決裝配式建筑信息共享困難的問題，為裝配式建筑全壽命周期信息共享提供解決方案，更好的實現數據信息在工程關聯參與者之間的共享與傳遞。

基于裝配式建筑全過程信息共享、協同工作需求，可以利用BIM、云計算等技術建立裝配式建筑全過程信息化管理平臺。一方面，裝配式建筑全過程信息化管理平臺可以為裝配式建筑全過程各環節信息匯聚提供底層支撐，形成了統一數據源，為各環節應用奠定了基礎；另一方面，依托平臺可為各階段不同參與方協同工作、業務應用提供數據服務；此外，平臺可以整合多種數據挖掘與決策支持手段，支持更加靈活、高效的管理決策過程。

總結而言，典型的裝配式建筑全過程信息化管理平臺應具有以下三大特征：一是通用性，兼容不同工程項目管理模式、不同組織結構、不同管理流程，可服務不同參與方、不同軟件的應用需求。二是可擴展性，面向不同工程項目、參與方特點，對平臺功能進行定制開發和擴展。三是靈活性，可根據不同業務和安全需求，對數據存儲、數據權限、平臺接口、服務、流程進行靈活調整，可服務于不同管理需求。

以裝配式建筑EPC項目為例，高效率的信息化管理可以為業主及承包商帶來更高的收益，同時也會顯著提升項目管理水平。裝配式建筑EPC模式下的全過程信息化管理，需要借助高效、系統、完善的組織架構建立裝配式建筑EPC項目信息化管理平臺。通過項目信息化管理平臺將業主、設計單位、監理單位、總承包商和專業分包單位及供貨商聯為一體，并在平臺內部配置EPC業務流程，項目各相關方通過電子流程進行協作，形成集中統一信息管理的平臺，實現模塊化信息業務模式，提高項目工作效率的同時，也強化了EPC總承包商統籌協調的優勢。

EPC總承包項目管理平臺可以有效集成設計、采購、施工等業務進程，達到滿足EPC過程服務的目的，實現包括工程電子文檔、項目大數據采集與分析、資源與合作伙伴管理等數據共享及采購協作機制，從而達到對EPC項目的動態控制，實現密切追蹤、實時分析、流程優化等目的。

協同一致的全過程信息化管理平臺，涵蓋EPC項目的全部管理內容，更有利于裝配式建筑項目的實施。借助項目信息化管理平臺可以幫助業主及EPC總承包商完成信息交流與過程控制，從而建立全新的裝配式建筑項目管理模式，達到強化及發揮總承包商科學化管理的目的。

搭建全過程數據信息管理平臺

裝配式建筑全過程信息化管理平臺應以BIM技術為基礎，利用IFC標準、數據庫、云計算等技術實現結構化及非結構化BIM數據的存儲、管理與共享。依托服務端實現BIM數據的分析、處理與可視化，并在此技術上為裝配式建筑全過程各階段的共性的BIM數據管理、集成、共享、分析處理、可視化與綜合分析評價提供支撐平臺，服務裝配式建筑全過程的協同設計、生產跟蹤、施工管理、計價算量等應用。

裝配式建筑全過程信息化管理平臺功能通?？煞譃橄到y管理、BIM數據集成、BIM數據處理、Web服務API、圖形引擎、數據監測分析等部分支撐模塊以及資源配置優化等擴展性分析評價模塊。

具體來看，系統管理模塊用于支持平臺管理員建立項目數據庫及其初始化配置工作。主要包括數據庫的創建、數據備份，用戶組織結構及其權限設置，數據版本管理以及平臺操作日志等功能。

BIM數據集成模塊用于提供不同BIM數據解析、提取、轉換和導出等功能。其中IFC接口可解析.ifc、.ifcxml等STEP及XML格式及其壓縮格式的IFC數據，并集成到數據庫中，同時可將數據導出為IFC文件；MS Project文件接口可以導入或導出MS Project文件，并將其數據轉換為IFC格式進行存儲；gbXML文件接口可基于XML格式解析和導入性能分析模型數據；監測數據接口則可通過csv等格式導入能耗監測、安全監測等有關監測數據；其他數據集成接口可以集成dxf格式圖紙數據、3dxml格式Catia模型等數據，充分利用各類設計及模型數據。

BIM數據處理模塊主要用于支持其他功能模塊共性的BIM數據分析及處理工作，包括模型提取集成，根據具體應用場景或業務需求，從系統提取相應的數據，或將業務應用產生的數據動態更新到平臺數據庫。數據分類統計分析，利用分布式計算等技術實現有關數據的分類統計分析，提高數據處理效率。模型輕量化，通過數據壓縮、相似模型合并、傳輸優化以及動態加載等技術，減少模型傳輸量、提升模型顯示效率。數據緩存，將上述數據處理結果，以及輕量化數據等在服務端進行緩存處理，以提高有關數據服務效率，降低服務器數據庫負載。

Web服務API模塊主要是平臺其他功能模塊對外開放功能的服務封裝，除各功能模塊有關功能外，還可進行授權校驗，根據API調用參數判斷調用方是否具有該API調用權限，并對跟蹤記錄各應用軟件調用方對API的調用情況，便于平臺及時解決有關問題。

圖形引擎模塊主要提供裝配式建筑全過程信息管理的模型三維顯示相關功能。例如模型瀏覽，平臺圖形引擎提供基本模型瀏覽功能，包括縮放、平移、旋轉等功能，以及顯示、隱藏構件與調整顯示效果等功能。圖形引擎還提供剖切面定義、調整與剖切視圖創建功能，便于工程人員自行定義剖切視圖、查看模型信息。圖形引擎通過提供模型室內外漫游功能，可交互式查看模型效果；通過提供構件點選、框選等多種交互選擇方式，實現高效的模型選擇、查看。此外，平臺提供圖形數據離線緩存功能，從而降低數據獲取頻率，提升數據加載效率。

資源配置優化模塊主要面向裝配式建筑施工過程提供資源配置與進度優化功能，具體包括進度數據集成，平臺可基于Microsoft Project數據集成接口實現進度數據的自動導入，并可基于平臺修改和完善有關進度數據。資源數據集成，平臺可基于數據表格等方式自動導入工程資源數據，或通過手工錄入等方式建立工程項目的資源信息。動態數據關聯，平臺能夠實現進度計劃與模型的動態關聯，提供手動關聯、自動關聯等方式，實現進度計劃與BIM設計模型的集成。集成后，可在平臺中對施工過程及施工工藝進行模擬，并為資源配置優化基礎，同時，平臺提供模型與清單算量和資源信息的動態關聯，通過自動或半自動方式構建模型與資源的關聯信息。仿真優化分析，平臺根據前述關聯建立的BIM模型，自動生成資源配置與優化模型，并基于人工智能算法求解資源配置優化模型，對工程施工的關鍵資源需求進行分析和均衡，提高資源利用效率，節約時間與成本。

數據監測分析模塊則主要面向裝配式建筑物料管理及施工管理提供物聯網監測功能。平臺可將各物聯網感知系統的能耗、沉降、測控定位等監測數據統一集成到BIM模型中，從而支持施工質量、安裝精度等一系列指標的對比和分析，進行監測數據集成。平臺還可以將物聯網監測數據與BIM模型進行關聯，實現基于模型的數據可視化點選、交互與動態展示，從而更好的體現數據與模型的關系。此外，平臺還能動態分析統計物聯網監測數據，并采用人工智能等算法對數據未來趨勢進行分析預測，輔助管理人員更好的決策與掌控工程進展。

基于EPC模式的裝配式建筑全過程信息化管理平臺

項目采用EPC工程總承包管理模式，利用全過程信息化管理平臺，貫穿設計、加工、裝配、運維各階段，避免重復建模，實現設計-加工-裝配一體化協同控制。引入基于BIM的虛擬制造和裝配技術，減少生產、裝配問題；同時，構建基于BIM的構件部品族庫、生產模具族庫與工裝系統族庫，并可整合部品件計算機輔助加工（CAM）、構件生產信息化管理系統（MES）、無線射頻、物聯網等信息技術，充分共享裝配式建筑產品的設計信息、生產信息和運輸等多類信息，為工程項目實時動態調整，制定科學完善、技術先進、經濟合理的裝配優化方案。

該項目裝配式建筑智能建筑平臺是一個基于BIM輕量化引擎的智能BIM建筑平臺，主要功能包括：平臺提供項目庫、預制構件庫、模型庫三個層次的數據組織。用戶可將項目中的BIM模型通過專用的客戶端工具上傳到服務器上，并提供在線瀏覽BIM數據的服務，作為共享、協同的基礎。同時還可以將預制構件、通用模型等共用的BIM模型和數據上傳到服務器，方便在不同的項目中使用。

平臺后臺管理功能強大，建立了合理的分權管理機制；所有操作易學易用、操作簡便。平臺基于最新的BIM模型輕量化機制，使用戶通過互聯網訪問三維BIM數據無需長時間等待，并針對移動設備訪問，做了專門的推送優化，以取得最好的交互體驗和流量花費之間的平衡。同時，平臺還支持模型的重用。

基于“企業云”的裝配式建筑協同平臺，設定了設計資源標準、設計行為標準和設計交付標準，實現“全員、全專業、全過程”三全BIM應用。此外，采用BIM方式可以實現點對面的協同模式，通過互聯網技術更可以打破地域的限制，實現跨區域的工作協同。并采用虛擬桌面實現局域網基于同一服務器進行協同工作，在保證帶寬的前提下可以實現遠程登陸服務器進行協同工作，另一種方式是通過不同地域的服務器進行同步備份實現協同工作。

裝配式建筑智能建筑平臺將各個流程模塊化，整合到各個功能模塊。通過云數據庫儲存信息，實現信息的共享與傳遞。通過共同的BIM模型，實現各個參與方的工作協同，包括各專業設計師工作的協同，在同一模型上完成各自的設計工作，查閱每一個構件的工程信息，每一個預制構件的屬性信息可以集成匯總。

裝配式建筑智能建筑平臺通過BIM技術一體化協同，實現了模塊化設計，個性化定制。在設計過程中可以實時與業主交互，提供個性化的服務，讓“建筑不再是遺憾的藝術”。

平臺集成裝配式建筑全產業鏈信息，為建筑全生命周期提供基礎數據支持。裝配式建筑智能建筑平臺將裝配式建筑全產業鏈條的數字信息集成在BIM模型中，實現了設計、采購、生產、施工和運維全過程的信息交互，為物聯網應用，智能工廠和智慧工地的部署提供了基礎數據支持。

裝配式建筑智能建筑平臺還提供了更加綠色環保、品質優良的建筑產品供給，并提供智能化、數字化的“幸?？臻g”。平臺的建設以引領建筑業實現“中國制造2025”為目標，既保障了綠色、節能、質量更好，性能更優的建筑產品的供給，也能提供一個數字化虛擬的“幸?？臻g”，不僅讓業主在美好的體驗中了解各種建筑信息，而且能提供諸如照明模擬、建筑體檢等實用功能。