聚焦產業鏈升級 助力綠色可持續發展

我國經濟體量大、能源需求多，碳排放總量和強度一直處于較高水平。其中，建筑碳排放是我國碳排放的主要來源之一。碳排放貫穿于建筑行業的各個環節，其中建筑使用占建筑全生命周期總碳排放的一半以上，建材準備占碳排放的36%，在建材和建造階段也存在大量可以降低碳排放的空間。在實現“碳達峰”和“碳中和”的背景下這些都是重要的改進空間。

實際上，目前我國住房城鄉建設依然以粗放式增長方式為主，發展質量與效益不高，建筑建造和使用過程能源資源消耗高、利用效率低的問題比較突出。大力發展綠色建筑，能夠最大效率地利用資源和最低限度地影響環境，轉變增長方式，緩解資源約束。

裝配式建筑無疑是推動綠色建造、智能建造和建筑工業化的關鍵推手。裝配式建筑采用工廠化制造、現場拼裝的生產方式，施工過程較現澆結構大大簡化，現場消耗人工量大大減少，縮短建設周期，減少原材料使用量、建筑污水、有害氣體、粉塵排放和建筑噪聲等污染，顯著降低施工揚塵和噪聲污染。同時裝配式建筑選用綠色環保材料，采用可維護、可拆卸的工藝安裝，確保材料循環利用，實現建筑可持續，促進我國建筑業綠色低碳化發展。

推進裝配式預制構件產能布局

裝配式建筑與建筑節能環保發展完美契合，有利于降低環境污染、節能環保，促進建筑業綠色可持續發展。隨著“碳中和”與“碳達峰”發展目標的提出，裝配式建筑綠色環保的優勢將進一步凸顯。根據住房和城鄉建設部統計的2020年度全國裝配式建筑發展情況顯示，2020年，全國31 個省、自治區、直轄市和新疆生產建設兵團新開工裝配式建筑共計6.3 億平方米，較2019年增長50%，占新建建筑面積的比例約為20.5%，完成了《“十三五”裝配式建筑行動方案》確定的到2020年達到15%以上的工作目標。

全國多地也相繼出臺了配套政策推廣裝配式建筑，隨著政策驅動和市場內生動力的增強，裝配式建筑相關產業發展迅速。截至2020年，全國共創建國家級裝配式建筑產業基地328 個，省級產業基地908 個。

在裝配式建筑利好政策推動下，我國預制構件行業也進入了快速增長的發展階段。統計顯示，在裝配式建筑產業鏈中，構件生產、裝配化裝修成為新的亮點；構件生產產能和產能利用率進一步提高。

預制構件的生產與管理貫穿裝配式建筑建造全過程，是裝配式建筑的核心環節。雖然發展裝配式建筑已上升為推進我國建筑業轉型升級的國家戰略，但是預制構件生產管理方式還很落后，一些瓶頸難點仍然制約著行業進一步發展。一是預制構件生產和供應管理的難度越來越大。裝配式建筑預制構件品種多、數量大，施工安裝要求按樓按層生產等特點，對模具加工計劃、材料計劃、生產計劃、生產調度、質量管控、庫存規劃、物流配貨、供需雙方溝通等環節均提出了較高要求，預制構件廠迫切需要能實現全流程集成管理的信息化管理平臺。二是產品標準化和自動化生產水平低。產品標準化程度低造成預制構件品種多，大量異型構件不能采用流水線生產，勞動生產率低下，人工成本高，從而造成產品成本居高不下。三是計劃管理手段落后，供應矛盾突出。大多數預制構件企業各種計劃管理主要依靠管理人員經驗和責任心，采用傳統管理方法，物料傳遞和轉移的記錄還主要靠手工錄入EXCEL 表、WORD 文檔及紙質表格，面對預制構件品種多、數量大、圖紙版本多變、施工安裝計劃多變的現狀，產品差錯率大，承接訂單后無法保證產品及時供應、甚至毀約的現象屢見不鮮。四是生產過程數據收集難度大，報表決策分析能力差，質量追溯困難。一方面，車間現場的原始數據無法準確反饋，對原始數據的收集難度大，無法完全為生產銷售、原料采購過程訂制分析報表。無法通過實時監控生產過程及時采集各個生產工序加工信息（作業順序、工序時間、過程質量等）、構件庫存信息、運輸信息等來實現生產全過程數據實時采集。另一方面，數據采集信息的不完善，直接導致不能進行信息匯總分析以供再優化及管理決策，對生產質量提供缺乏指導作用。五是預制構件儲存、裝運等物流環節成為安裝進度制約因素。構件標識錯誤率高，構件儲存管理難度大，往往造成裝車效率低下。多數企業要自備汽車吊裝，擔負工地卸車任務，運輸效率低下。一些企業將構件運輸分包給民營運輸企業，運輸隨意性大，基本不采取防磕碰、防污染等措施，影響外觀質量。因標識不明顯，總承包企業經常發生構件安裝錯誤。構件廠、運輸企業以及總承包企業之間矛盾突出。六是預制構件企業成熟人才嚴重短缺。大多數新建工廠管理經驗缺乏，產品研發、深化設計、生產計劃、物資采購、技術管理、質量控制、產品修補、儲存發貨等關鍵崗位管理人員以及有經驗的勞務作業人員極度短缺，人才流動頻繁。

標準化、自動化助力裝配式發展

可見，我國裝配式預制構件企業面臨著設計研發、管理人才短缺、技術標準和管理標準不健全、生產工藝和管理手段落后、產品質量依賴勞務用工、運輸物流等多方面問題，迫切需要以信息化技術帶動企業管理創新升級。

隨著RFID、BIM、互聯網、物聯網和云計算等信息技術的快速發展，在預制構件生產階段，與企業ERP、MES 相結合，基于全產業鏈、全生命周期、多工廠、多項目等特點，打通設計、生產、物流、施工等相關環節，對于優化工廠管控流程、提高產品質量、提高工廠生產效率和應變能力、優化庫存、降低構件成本意義重大。通過信息技術支撐裝配式建筑預制構件生產和管理，有利于促進建筑業與工業、信息產業、物流產業、現代服務業等的深度融合，從而提高工程質量和安全，提高勞動生產率、降低成本，進而實現裝配式建筑的規模化推廣。

北京燕通公司結合國內裝配式建筑發展現狀，基于BIM、移動互聯、物聯網、大數據等信息化技術自主開發了預制構件信息管理系統（PCIS）。該系統包括：客戶管理、構件需求計劃管理、物料需求計劃管理（包括材料、配件、采購計劃、領用與盤點）、模板計劃管理（包括模具加工、使用維護）、生產計劃管理（包括訂單情況、工期安排、人力資源安排、動態生產計劃）、質量控制和存儲與運輸等內容。

信息化管理與智能化生產的高度融合

北京燕通成立之初，由于國內預制構件標準化設計程度低、配筋復雜，造成生產工藝和流程復雜；個別單一功能的信息化管理系統不適合大規模生產實際需求。同時，預制構件生產管理流程需要結合國內結構體系和現代信息化技術進行重構，行業人才短缺。整個預制構件生產管理系統處于探索階段，缺乏成熟適用的商業化管理系統。

通過對國內外相關領域研究成果進行調研分析，北京燕通歸納出裝配式構件生產過程中的痛點問題，并結合預制構件企業生產管理實際，基于RFID、BIM、ERP、MES、移動互聯和云存儲等現代信息化管理技術，通過集成創新研發適用于全產業鏈的預制構件信息管理系統。

北京燕通應用的預制構件生產與管理系統為自主研發的裝配式構件信息管理系統（PCIS 系統）。該系統針對預制構件企業管理痛點，以提高生產效率、提高產品質量、降本增效為目的，以預制構件身份數字化技術（RFID 技術）為核心，首創了預制構件生產待產池模型和物料編碼系統，將預制構件深化設計（BIM 技術）、生產制造和運輸安裝管理（MES 系統）、企業資源管理（ERP 系統）等眾多管理要素進行了流程再造和信息化集成，實現了信息化管理與智能化生產的高度融合，達到對預制構件從設計到交貨乃至灌漿施工全過程的實時動態監控和管理，為裝配式預制構件上下游產業鏈企業提供了一個信息共享管理平臺。

構件需求計劃管理模塊。為提高采購計劃的準確性，企業經營人員要及時確認項目工地每棟樓首層預制構件需求時間和預制構件安裝周期，借助ERP 或PCIS 管理系統自動生成形象進度圖，或構件需求計劃表，形成物料需求計劃的基礎數據。項目進行過程中駐工地服務人員用“進度計劃APP”掃描在施樓層最近安裝構件的二維碼，實施確認本棟樓的實際安裝進度，為物料需求計劃的動態調整提供關鍵數據。

物料需求計劃管理。BIM 深化設計文件的物料清單可直接導入PCIS 系統，系統根據所承接項目每樓棟的構件需求計劃，可按照工廠、項目、時點自動生成物料需求計劃，同時為成本核算提供基礎數據。物資部門根據各時點的物料需求計劃進行備貨或采購，生產車間根據生產任務單進行物料領用，做到日清月結。

生產計劃。生產調度是預制構件企業的關鍵崗位，傳統管理模式下對管理人員具有較高素質要求，但依然會出現一些失誤，例如當項目規模較大或者構件品種復雜時，經常出現構件重復生產或者遺漏生產；生產車間經常不嚴格按照生產計劃生產，工地暫時不需要的構件生產了很多，列入排產計劃構件供應不上；由于信息反饋不及時，占壓了儲存場地，造成了浪費，延誤了工期。北京燕通PCIS 系統提出的“待產池模型”有效解決了這一難題。“待產池”就是根據廠內庫存、儲存場地、安裝進度、特殊需求等眾多因素，按工程、按樓棟、按層進行科學排產，透明化管理已生產、未生產及待生產構件，動態調整模具和勞務作業人員計劃。當工地提出供應計劃變更，或質檢員發現某構件存在質量問題時，可及時調整生產計劃，減小對其他構件生產的影響，避免浪費，保證工期，提高生產效率。生產計劃人員根據工地進度，一般提前15 天將需要生產的構件加入待產池。可根據構件需求時間單塊拖入待產池，也可用匯總表格整體添加到待產池。

PCIS 系統具備一鍵排產功能，待產池根據預制構件需求優先順序，自動生成生產任務單，批量制卡機按生產班組批量打印RFID 卡表面二維碼，同時將構件基礎信息寫入RFID 卡。帶基礎信息的RFID 卡下發每個生產線班組進行生產。

儲存與運輸環節由生產部、經營部和調度中心共同承擔管理職責。其中生產部負責與調度中心協調進行儲存場地管理，并負責車間生產的預制構件轉運到儲存場地；經營部負責協調施工工地預制構件安裝進度、裝車、運輸及結算工作。PCIS 系統基于RFID 技術進行預制構件儲存和運輸管理，結合水平構件立體存儲技術，大大提高了庫區綜合利用率和裝車效率，降低了倒運成本。多個工程項目應用證明，利用PCIS 系統可避免儲存與發貨管理的混亂現象，發貨員能夠快速精準鎖定構件儲存位置，避免找不到構件現象，極大縮短了吊運、裝車時間，尤其是立體存儲方式更增加了存儲與發貨管理的便利性。

成本管理方面，北京燕通借助PCIS 系統將成本管理職責與日常工作緊密結合在一起，實現成本分析數據自動采集，可按照工程項目、部門、責任人、日期自動歸集生成統計報表，對于日常成本控制、投標組價報價、績效考核均有很好的指導意義。

北京燕通對項目建設單位、監理單位、總包單位開通了PCIS 使用權限，實現了產業鏈企業對預制構件生產進度、質量狀況、安裝進度等信息的實時查看，在經營調度決策中發揮了重要作用。PCIS系統有效解決了因裝配式預制構件型號眾多和數量巨大造成差錯率大的問題，同時應用PCIS 系統實現了集團化管理，減員增效作用明顯。此外，北京燕通應用PCIS 系統，很好地解決了與上下游企業的信息溝通、工期不可控、多個基地統一排產、產品質量可追溯性、產品儲存、運輸和安裝效率低下等突出問題，實現了信息化管理和智能化生產的高度融合，實現了全產業鏈企業對預制構件的實時動態管理。