信息化手段在裝配式建筑中的應用

張亞偉

（河南城源建設工程有限公司，河南鄭州 450000）

0.引言

裝配式建筑得益于節能環保、設計靈活、施工便捷等優勢，近年來在我國建筑施工領域備受青睞。由于相關信息化手段跟進應用不力，制約著裝配式建筑的進一步發展和普及。科學應用信息化手段是提升裝配式建筑精細化管理水平的有力措施，促進規范建筑管理信息交互共享，增強裝配式建筑從前期準備工作到后期運維的整體實施質量。為此，相關人員應當明確信息化手段在裝配式建筑中的應用必要性和優勢，針對裝配式建筑生命周期的各個階段，合理應用信息化手段，從而借助信息技術加快我國裝配式建筑發展進程，下面我們就對此目標展開研討。

1.信息化手段和裝配式建筑概述與關聯

從廣義上來講，信息化手段就是指以擴展人類信息器官功能為目標，所使用的各種工具、技能以及方法的總稱，該定義立足哲學視角，明確闡釋信息技術和人本質上的關系。從狹義上來講，信息化手段是利用計算機、物聯網、人工智能等技術工具，采集、存儲、處理、分析、傳輸、使用文圖聲像等各類數據信息的總稱，該定義突出的是人們對信息化手段的一般認識，以及信息化手段的技術含量。所謂裝配式建筑，主要是指一種新型建筑物建造制式，其采用工業化生產方式，在工廠內完成建筑部分組件的預制生產，然后再運輸到建筑施工現場，進行現場裝配和澆筑作業，工業化生產方式可以保障建筑物構件尺寸預制的精準度，進而提升建筑施工質效。信息化手段和裝配式建筑之間存在緊密關聯，裝配式建筑預制構件從接單、到設計出圖、生產、運輸、裝配、運維等各個流程管理，都離不開信息化手段的支持，將信息化手段引入裝配式建筑領域，可以顯著提高裝配式建筑生產效能和管理水準。

2.信息化手段在裝配式建筑中的應用意義

2.1 應用信息化手段可以實現對裝配式建筑的全生命周期管理

裝配式建筑構件從設計加工到施工裝配是一個非常龐雜的流程，涉及的管理板塊非常多，任何運行流程出現紕漏，都可能影響裝配式建筑的整體質量。信息時代的裝配式建筑追求全生命周期管理，信息化手段采用BIM4D、BIM5D、大數據、云計算、信息化物聯監控、移動化信息互聯等技術，將其和裝配式建筑作業相整合，搭建物聯網運營管理平臺，可以實現對裝配式建筑的全生命周期管理（見圖1）。其中的可視化進度管理和智能化項目預警模塊，可以實現對裝配式建筑預制構件的可視化監測管理，不斷完善對BIM模型的優化調整，其中的精益成本管理和實時統計報表等模塊，也能自動化統計、生成、處理裝配式建筑作業中各項成本支出和物料消耗報表數據，促進工廠和施工現場作業流程無縫對接，從而提高裝配式建筑全生命周期管理水平，彰顯信息化手段應用實效。

圖1 信息化運維圖

2.2 應用信息化手段可以實現對裝配式建筑結構和構件的精細化設計

方案設計、構件設計以及施工圖設計都是裝配式建筑工程的最重要環節，相關人員只有嚴格落實裝配式建筑結構、構件的標準化設計和施工方案，才能切實滿足裝配式建筑的生產和施工工藝要求。在裝配式建筑中應用信息化手段最重大的意義就是可以實現對裝配式建筑結構和構件的精細化設計，對推動裝配式建筑信息化、產業化發展提供新的賦能。首先，目前裝配式建筑結構和構件設計所搭載的核心信息技術，主要以BIM技術和物聯網運營管理系統為主，BIM技術可以迅速確定和導出裝配式建筑結構和構件的BIM模型與核心數據范圍，自動按照建筑構件生產、安裝工藝標準和要求，對建筑BIM模型族的尺寸、規格和參數等進行標準化、智能化調整，再直接把建筑三維模型數據傳輸到工廠生產線，生產過程中如果發生預制信息和建筑結構圖紙要求不符的問題，智能化項目預警模塊也會自動預警，預警規則可個性化定制，物聯網運營管理系統還會自動建立公平、開放的部品信息庫，與建筑BIM模型設計、加工進行聯動管理，裝配式建筑結構和構建的精細化設計管理目標初步達成。再者，現階段各類高新軟件在裝配式建筑設計領域也得到大范圍應用。根據市場應用現狀，按照裝配式建筑的主要設計環節，整理出部分建筑設計所應用的軟件以及來源信息（見表1），應用這些設計軟件，有助于對裝配式建筑方案、施工圖、結構和構件，實施輔助表達、深化設計和渲染處理等，從而進一步提升裝配式建筑精細化設計管理水平。

表1 建筑設計常用軟件信息

2.3 應用信息化手段可以實現對裝配式建筑管理數據的追溯和監控

裝配式建筑作業流程具有復雜性，在整個運行生命周期中會產生海量的管理數據信息，以往管理這些數據信息不具備追溯性，裝配式建筑構件在各業務部門和作業環節的流轉操作非常混亂，信息孤島和數據結構不規范問題較為突出，這些都增加管理者對裝配式建筑作業進度管理和追蹤難度。在裝配式建筑中應用信息化手段的最顯著優勢就是能夠實現對裝配式建筑管理數據的追溯和監控。首先，物聯網運營管理平臺可以全程記錄和監測裝配式建筑構件所收到的流轉操作指令，包括其經手的作業環節和業務部門，相關人員對其發布哪些指令、執行結果如何等都會得到全面的數據反饋和監控，使各類管理信息可以追溯源頭、有據可查。其次，信息化運營管理平臺對裝配式建筑作業流程采用分布式數據管理模式，可以自動化規范不同作業部門的數據結構，把不規范的管理數據轉碼為能夠交互傳輸的有價值的數據，從而解決信息孤島問題，提高裝配式建筑作業管理中的信息追溯、交互和傳輸效率。

3.信息化手段在裝配式建筑中的應用策略

3.1 在裝配式建筑工程開展前期的準備工作中應用

在裝配式建筑工程開展前期的準備工作中應用信息化手段，主要分為物料清單生成和二維編碼數據庫建立兩部分。首先，在針對裝配式建筑生成物料清單時，相關人員應該利用物聯網運營管理系統建立公用的、開放的部品信息庫，對于部分裝配式建筑中的常規生產模型，可以直接加入數據庫中，將裝配式建筑BIM模型和數據庫相連接，生成BOM物料清單，為物料采購和物料存放場地管理提供依據支持。其次，在針對裝配式建筑建立二維編碼數據庫時，裝配式建筑工程的總承包單位、設計人員和預制加工廠必須通力合作，結合開放接口技術對各種建筑構件和部品等開展二維編碼制作，建立統一標準的二維編碼數據庫，為后期預制生產和施工安裝提供可靠的技術服務，同時保障裝配式建筑中不同技術、不同性質的構件和部品能夠高度鏈接。

3.2 在裝配式建筑結構和構件設計出圖階段應用

在裝配式建筑結構和構件設計出圖階段，相關人員應該加強BIM、云計算以及三維可視化技術的應用，力求對裝配式建筑結構和構件實現智能化、集成式的設計出圖管理。首先，在設計出圖階段應用BIM技術時，設計人員必須擴大設計范圍，使用BIM技術對建筑結構、設備進行專業間的綜合設計，同時加強各環節的關聯設計，比如采用BIM技術對裝配式建筑規劃、單體、功能模塊、部品以及構件實施關聯設計，促進裝配式建筑信息化集成設計出圖的雙向延伸。其次，在針對裝配式建筑超大模型開展設計出圖工作時，設計人員可以應用云計算和三維可視化技術，采集建筑模型的各項數據信息，比如通過構建GUID、采集位置信息、設置建筑通用構件標簽的方式來提高裝配式建筑結構和構件設計圖紙參數信息的精準度，從而減少人工測量誤差，提高后續自動化構件加工效率和水平[1]。

3.3 在裝配式建筑預制構件生產階段應用

在裝配式建筑預制構件生產階段，相關人員可以開發利用信息化控制系統和微信化物聯監控模塊的生產管理技術優勢對預制構件生產進行全程、實時監控管理，一方面保障建筑預制構件生產加工信息的可追溯性，另一方面也能及時發現構件生產參數錯誤問題，從而避免施工裝配中構件尺寸出現誤差的情況。首先，在裝配式建筑預制構件正式生產加工之前，設計人員和預制加工廠作業人員應該充分溝通，復核建筑圖紙中各部品、構件BIM模型族的尺寸、規格以及參數信息無誤。其次，把復核后的預制構件BIM模型數據傳輸到工廠生產線，在信息化控制管理系統中設置個性化二維碼格式和生產預警規則，這樣建筑預制構件生產一旦違反預警規則，信息化監控管理系統就會自動發出警報，作業人員可以根據監控管理系統生成的輔助解決方案，及時調整構件生產數控程序設置，從而提升裝配式建筑預制構件生成加工的信息化和標準化水平。與此同時，在裝配式建筑預制構件投入生產加工階段，相關人員還可以采用BIM模型和二維碼相結合的監控方式，通過物聯網運營管理平臺實時智能監控預制構件生產和BIM模型數據的匹配情況，真正實現對裝配式建筑預制構件生產的智能化預警和微信化物聯監控管理，切實增強預制構件生產質量和工序的標準化[2]。

3.4 在裝配式建筑預制構件成品運輸環節應用

在裝配式建筑預制構件成品運輸環節，相關人員應當加強信息化監控設備和大數據資料信息統計管理技術的應用。首先，裝配式建筑預制構件成品從生產線到施工現場的整個運輸過程都要應用信息化監控設備和技術進行嚴密監管，將監控影像資料實時上傳到物聯網數據存儲中心，一旦構件成品運輸過程中發生碰撞和損傷，可以查閱監控影像資料明確部品運輸損壞責任。其次，在建筑構件成品運輸環節，相關人員還可以應用大數據資料信息統計管理技術，生成預制構件成品的出庫報表數據，比如在報表數據中體現預制構件成品的出庫量、提醒待出庫運輸量等，物聯網運營管理平臺也會根據報表數據統計結果，自動生成輔助性的運輸車輛調配決策方案，如果運輸人員和車輛沒有發生大的變動，相關人員可直接按平臺給出的車輛調度方案執行構件成品運輸工作，從而實現對裝配式建筑構件成品運輸的全程監控和車輛靈活調配。

3.5 在裝配式建筑施工安裝組織管理階段應用

在裝配式建筑施工安裝組織管理階段，相關人員仍舊要加強BIM、無線射頻識別以及建筑項目大數據管理等技術的應用。首先，在管理和取用施工現場各類建筑構件和裝配材料時，相關人員可以應用RFID無線射頻識別技術，自動讀取構件和材料外包裝上的二維碼信息，提升現場構件和材料的管控和取用效率。其次，在正式連接和安裝裝配式建筑各預制構件之前，相關人員可以利用BIM技術對建筑構件的裝配過程實施立體化模擬，防止建筑部品和構件連接安裝錯誤，不僅有效規避施工作業事故，也能進一步加快建筑預制構件的安裝作業進度。最后，在裝配式建筑施工安裝的組織管理工作中，相關人員還可以啟用項目大數據管理技術實施統計和生成項目剩余裝配工程量和各類構建、材料庫存數據報表，這樣現場人員也可以對施工安裝進度、構建材料進行靈活的調整和調配，從而確保裝配式建筑安裝作業高效、順利完工[3]。

3.6 在裝配式建筑工程后期運維管理階段應用

在裝配式建筑工程后期運維管理階段，信息化手段的應用空間也是非常大的，可以顯著提升裝配式建筑運維管理的便捷性和高效性。首先，在對裝配式建筑工程開展后期運維管理工作時，相關人員可以應用數據鏈接技術將建筑供應鏈平臺、ERP、OA辦公等不同軟件平臺進行無縫對接，這樣裝配式建筑產業鏈前后各環節、各平臺就能夠實現信息互通和數據交換，最大程度簡化運維管理工作內容。其次，在對裝配式建筑部品進行后期的維護或更換時，相關人員可以查詢BIM部品信息庫，直接在供應鏈平臺下單，這樣裝配式建筑工程后期運維的數據連通和信息共享傳輸效率都可以大幅提高，實現信息化手段全生命周期的科學應用。

4.總結

在裝配式建筑中應用信息化手段，可以實現對裝配式建筑的全生命周期管理，提高建筑結構和構件的精細化設計水平，對建筑管理數據落實有效的源頭追溯和監控。為此，相關人員應該深化信息化手段在裝配式建筑中的應用優勢，加強在裝配式建筑工程開展前期準備階段、結構和構件設計出圖階段、預制構件生產階段、構件成品運輸階段、施工安裝組織管理階段以及后期運維管理階段，應用BIM、大數據、云計算、無線射頻識別等技術，從而加快裝配式建筑信息化、智能化、標準化發展進程。