南京裝配式建筑信息服務(wù)與監(jiān)管平臺的研發(fā)與應(yīng)用*

文/東南大學(xué)建筑設(shè)計研究院有限公司 印 江

東南大學(xué)建筑學(xué)院 張 宏 周 超

南京禹騰信息科技有限公司 孫 峰 柴鵬飛

1 平臺開發(fā)背景

建筑工業(yè)化是我國建筑業(yè)發(fā)展的重要方向，也是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級改造和建筑綠色發(fā)展的客觀需求。國家及省市各級政府均出臺各項措施以推進(jìn)裝配式建筑發(fā)展，南京市住建委立足服務(wù)與監(jiān)管的本職工作，響應(yīng)國家關(guān)于信息化和智能化號召，結(jié)合東南大學(xué)BIM-CIM技術(shù)研究中心和南京禹騰信息科技有限公司等各方力量，以政產(chǎn)學(xué)研模式推進(jìn)平臺研發(fā)和應(yīng)用，助力南京裝配式建筑高質(zhì)量發(fā)展。

南京市住建委以“南京裝配式建筑信息服務(wù)與監(jiān)管平臺”為抓手，充分發(fā)揮政府監(jiān)管職能，推動建造方式變革和建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級，促進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化目標(biāo)的實現(xiàn)（見圖1）。同時，以線上線下相結(jié)合的方式為裝配式建筑參建各方提供信息服務(wù)，借助移動端APP、二維碼或無線射頻芯片等技術(shù)精細(xì)化追蹤每個預(yù)制構(gòu)件，以高效、公平、透明的方式服務(wù)于建設(shè)、設(shè)計、生產(chǎn)、施工和監(jiān)理各方，進(jìn)一步發(fā)揮市場機(jī)制在資源配置中的決定性作用，著力打造“BIM+互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)”裝配式建筑服務(wù)與監(jiān)管新模式，即以信息化手段及BIM相關(guān)技術(shù)為基礎(chǔ)，建立面向裝配式建筑監(jiān)管的綜合信息平臺，以網(wǎng)絡(luò)化方式實現(xiàn)市、區(qū)管理部門及各類企業(yè)間的信息溝通、上報及監(jiān)管，以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)，滿足政府對裝配式建筑設(shè)計、生產(chǎn)及質(zhì)量的服務(wù)與監(jiān)管需求。

圖1 平臺頁面展示

2 平臺特色

作為行業(yè)主管部門對于南京市全域裝配式建筑日常管理的工作平臺，可滿足政府和行業(yè)的諸多需求。

1）政府層面 促進(jìn)裝配式建筑相關(guān)職能部門的信息共享，實現(xiàn)主管部門的信息聯(lián)動與協(xié)同管理，以及主管部門對于裝配式建筑質(zhì)量的全方位監(jiān)管，保障裝配式建筑行業(yè)健康發(fā)展，并滿足政府部門打通從設(shè)計到施工的BIM全過程應(yīng)用要求。

2）行業(yè)層面 滿足裝配式建筑建設(shè)全過程管理要求，提高生產(chǎn)和施工的協(xié)同效率；保障裝配式建筑全產(chǎn)業(yè)鏈信息互通，實現(xiàn)建筑行業(yè)信息互動；確定正向設(shè)計方法和事件途徑，并用科學(xué)的方法實現(xiàn)對預(yù)制裝配率的論證與設(shè)計優(yōu)化；采用可視化、輕量化設(shè)計加強(qiáng)移動終端的服務(wù)能力。

2.1 政府部門與企業(yè)信息互通共享

該平臺是在政府大數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)下專門針對裝配式建筑管理開發(fā)而成。項目前期相關(guān)數(shù)據(jù)不僅可與自然資源和規(guī)劃、房產(chǎn)等部門實施信息共享和數(shù)據(jù)交換，而且可與住建委系統(tǒng)內(nèi)部的圖審機(jī)構(gòu)、市場監(jiān)管和質(zhì)量安全監(jiān)管部門進(jìn)行信息共享，直接抓取土地出讓、規(guī)劃審批、施工圖審查、施工許可證申領(lǐng)等前期手續(xù)等數(shù)據(jù)，也為各環(huán)節(jié)審核與監(jiān)管提供信息服務(wù)。同時避免企業(yè)相同信息的重復(fù)填報，減少企業(yè)負(fù)擔(dān)。政府通過南京裝配式建筑信息服務(wù)與監(jiān)管平臺規(guī)定所有提交的項目需上傳BIM模型，而平臺可自動處理通用數(shù)據(jù)格式——IFC（industry foundation class）的所有版本，并支持從Revit插件中導(dǎo)出輕量化模型及信息。平臺通過對IFC格式模型的高效率轉(zhuǎn)換，極大降低文件大小，實現(xiàn)在線查看模型；平臺采用自主開發(fā)的插件導(dǎo)出開源數(shù)據(jù)格式文件，并上傳平臺后實現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件初始數(shù)據(jù)的采集，避免商業(yè)化軟件在政府平臺所帶來的問題。同時，平臺也為政府和企業(yè)之間搭建有效及時的信息互通共享通道，實時更新的數(shù)據(jù)信息可通過平臺即時反饋給各參與方，提高信息傳遞的效率和BIM協(xié)同工作的可能性。

2.2 核心控制指標(biāo)的自動計算與正向設(shè)計優(yōu)化

裝配式建筑的核心控制指標(biāo)——預(yù)制裝配率的計算，是衡量裝配式建筑設(shè)計方案是否滿足相關(guān)政策要求的定量證明，因此相關(guān)指標(biāo)計算的高效和準(zhǔn)確與否尤為重要。以往采用傳統(tǒng)手工方式進(jìn)行指標(biāo)計算不僅效率低，而且無法從設(shè)計階段進(jìn)行前端優(yōu)化。為解決此弊端，平臺根據(jù)江蘇省裝配式建筑預(yù)制裝配率計算規(guī)則，采用二次開發(fā)技術(shù)將指標(biāo)自動計算功能與主流建模軟件進(jìn)行集成，實現(xiàn)設(shè)計與計算一體化同步優(yōu)化，并支持一鍵導(dǎo)出標(biāo)準(zhǔn)計算表格，如圖2所示，以供主管部門審核[1-3]。

圖2 預(yù)制裝配率自動計算及表格導(dǎo)出

2.3 基于BIM技術(shù)進(jìn)行構(gòu)件全生命周期質(zhì)量追溯

裝配式建筑構(gòu)件在工廠預(yù)制后，轉(zhuǎn)運至施工工地進(jìn)行現(xiàn)場裝配，建筑整體層面質(zhì)量與各預(yù)制構(gòu)件密切相關(guān)，因此對構(gòu)件全生命周期的質(zhì)量追溯十分重要。平臺建立基于BIM的統(tǒng)一建模和構(gòu)件編碼規(guī)則，數(shù)據(jù)信息以構(gòu)件為載體存儲于BIM模型中并導(dǎo)入平臺。一套完善的編碼規(guī)則是實現(xiàn)信息聯(lián)動的重要手段，而編碼規(guī)則的統(tǒng)一更是實現(xiàn)全流程信息管理的唯一途徑，按規(guī)定的規(guī)則賦予每個構(gòu)件唯一的編碼，同時將編碼特征提取賦值功能內(nèi)置到BIM建模軟件中，實現(xiàn)系統(tǒng)自動識別賦值功能，并可自動生成唯一的二維碼[4]，如圖3所示。對于在施工圖設(shè)計中尚未采用BIM技術(shù)建模的項目，可通過Excel表格導(dǎo)入系統(tǒng)，也可自動生成唯一的二維碼。建設(shè)項目各參建單位，涉及構(gòu)件生產(chǎn)、運輸、施工單位的操作人員在實際工作過程中可通過手機(jī)掃描構(gòu)件二維碼后提交構(gòu)件狀態(tài)，平臺可自動全程記錄狀態(tài)數(shù)據(jù)更新情況及定位信息，實現(xiàn)對構(gòu)件軌跡和狀態(tài)真實有效的追蹤。相關(guān)數(shù)據(jù)與BIM模型進(jìn)行交互比對，可直觀反映工程建設(shè)全過程進(jìn)度，包括構(gòu)件在工廠生產(chǎn)、庫存情況，運輸至現(xiàn)場的安裝進(jìn)度、質(zhì)量等情況，以此為工廠排產(chǎn)和現(xiàn)場施工組織計劃安排提供相關(guān)信息服務(wù)。

圖3 二維碼自動生成

3 運行情況

南京裝配式建筑信息服務(wù)與監(jiān)管平臺于2019年正式上線運行，截至2021年5月，通過平臺數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析顯示，全市已管理企業(yè)1533家，項目572個，可查詢構(gòu)件動態(tài)250余萬條，總建筑面積8400余萬m2，其中，2019年新開工建筑面積約646萬m2，占全市同期新開工建筑面積的28.3%；供應(yīng)南京市裝配式部品部件的本地和外地生產(chǎn)企業(yè)已達(dá)62家。2020年全年新開工裝配式建筑面積占同期新建建筑面積比例達(dá)到30%以上，如圖4所示。隨著裝配式建筑面積和項目數(shù)據(jù)不斷增加，加強(qiáng)裝配式建筑信息化服務(wù)與監(jiān)管工作更為重要。平臺從2018年開發(fā)建設(shè)以來，經(jīng)不斷完善和測試，截至目前已錄入完成近年來南京市在建、竣工等裝配式建筑地塊和項目基本信息，對試運行以來新開工項目進(jìn)行全過程跟蹤管理。

圖4 項目數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

4 結(jié)語

1）南京裝配式建筑信息服務(wù)與監(jiān)管平臺為政府主管部門與行業(yè)各參與方提供了一個多功能的信息化平臺手段，平臺結(jié)合BIM技術(shù)、項目管理與構(gòu)件追蹤等技術(shù)，實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈信息互通、各相關(guān)部門信息共享、全過程軌跡跟蹤、全方位質(zhì)量監(jiān)管等功能。

2）南京裝配式建筑信息服務(wù)與監(jiān)管平臺是為政府主管部門提供裝配式建筑質(zhì)量實時監(jiān)管與各方面數(shù)據(jù)實時監(jiān)控和動態(tài)調(diào)整的信息化工具，解決了當(dāng)前裝配式建筑面臨的政府監(jiān)管難題，并對BIM技術(shù)在相關(guān)全產(chǎn)業(yè)鏈的應(yīng)用起到推廣服務(wù)的作用。

3）南京裝配式建筑信息服務(wù)與監(jiān)管平臺為行業(yè)內(nèi)各企業(yè)提供基于BIM的信息互通共享工具，通過高效裝配式控制指標(biāo)的自動計算軟件，為建筑師在裝配式建筑設(shè)計期間的工作提供正確的技術(shù)引導(dǎo)和指向性優(yōu)化。