裝配式建筑智能建造全過程管理分析

郭志亞

摘 要：為了提高裝配式建筑的管理水平，實現建筑行業的現代化發展，建筑施工企業需要不斷優化施工管理方案，采用智能建造手技術，實現全過程管理。在裝配式建筑施工階段，相關單位務必要掌握智能建造技術的關鍵內容，包括BIM技術、大數據技術、人工智能技術、物聯網技術與云計算技術等，并詳細分析裝配式建筑管理存在的不足，比如管理組織不完善、現有產業鏈不完整、構件規劃不充分、管理信息化水平低等多個方面的不足。在此基礎上，靈活應用智能建造技術，優化基本設計流程，借助現代信息化技術，提高裝配式建筑的全過程管理水平，實現對建筑工程管理的創新與優化。

關鍵詞：裝配式建筑；智能建造；管理

中圖分類號：TU71 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2023）02-0083-03

0 引言

全過程管理裝配式建筑，能夠充分發揮智能建筑的優勢，使得各項智能技術能夠推動裝配式建筑的高效進行，實現現代建筑行業管理的創新發展，以此為高效、高質、高量施工奠定基礎。

1智能制造的關鍵技術內容

智能化建造過程中，科技成果所展現出的優勢更為明顯。建筑施工可充分發揮BIM技術、云計算技術以及人工技術等多項科技的優勢，在工程建造過程中優化不同管理環節，使得勘察、規劃、施工等環節得到全面優化，保障建筑工程質量符合實際標準，推動建筑施工高質量進行。同時還需掌握智能制造的關鍵技術，以此實現建筑施工的高質量發展。

1.1 BIM技術

BIM技術是在傳統計算機輔助設計技術的基礎上發展而來的，能夠集中多維建筑模型信息，屬于集成管理技術，實現了傳統二維技術向三維技術的轉變。BIM技術的核心為共享數據庫，其無論是物理性能還是各項功能，在建筑工程項目的每一生命周期都可得到廣泛應用，包括開發設計、運維管理[1]。在項目開展的不同階段，不同參與方可通過BIM技術對信息進行提取、更新與修改，保障項目信息化科學開展，實現項目決策合理化，從而提高建筑施工效率，保障項目綜合質量，維護項目的綜合收益。

1.2 大數據技術

大數據技術可結合巨量的數據資源，主要功能在于信息交換、存儲與處理，通過對大量數據的精準分析，提高了數據處理效果。與傳統的數據庫功能相比，大數據可存儲與管理大量的數據信息，同時也能夠對數據進行精準分析，保障數據的快速流轉，及時獲取更高價值的數據信息。大數據的特點為規模大且處理速度相對較快，數據的真實性較高，應用該功能，能夠對各項數據信息進行抓取分析處理，從而為基礎的數據運營提供可靠的決策支持，獲取具有預測性的數據信息，及時發現可能被忽視的數據規律，為運營與管理提供可靠的決策支持。

1.3 人工智能技術

人工智能技術屬于計算機科學技術的分支，是利用計算機操作機器人實現智能思考的一種模式。人工智能會深入研究大腦思考問題的模式，同時也會在嘗試解決問題過程中，判斷如何進行學習、決策以及工作等流程，所獲得的各類研究結果能夠為開發智能軟件提供支持。人工智能包含的功能模塊較為廣泛，包括機器人圖像識別、語言處理、專家系統等，整體發展較為迅速，涉及范圍相對較廣[2]。人工智能融合了自然科學、社會科學以及技術科學，同時也涉及到計算機科學、神經生理學、仿生學、控制論、數學等多個學科。

1.4 物聯網技術

互聯網來源于傳統的傳感網絡，其始終處于動態且不斷拓展的一種發展狀態?；ヂ摼W可接觸信息轉換設備，可實現物品與互聯網之間的有效連接，在連接過程中也能夠實現信息的有效交換，達到智能化識別的最終目的。物聯網的組成包括感知層、應用層與其網絡層。感知層可智能識別世界中的信息，完成信息的處理與采集，并實現自動控制的目的。網絡層可借助互聯網、通信網絡等，實現信息之間的有效傳遞，加強對信息的有效控制。應用層可在基礎設施的支持下，推動物聯網的有效聯動，促進信息功能的全面發揮。尤其是隨著5G技術的發展，物聯網的發展也更加迅速，萬物互聯的目標可逐漸達成。

1.5 云計算技術

云計算屬于分布式計算，通過互聯網訪問可獲得IT資源共享池，所選擇的定價方式為用量付費。云計算屬于服務的交付模式與使用模式，在網絡的支持下，能夠按需獲取相應的資源，整體更容易擴展。此種服務模式是在IT硬件、軟件等多項基礎設施的支持下完成其他服務。云計算的核心理念在于按照需求提供服務，比如數據備份、虛擬桌面軟件開發、大數據分析等，而且能夠對物理數據中心進行維護。云計算的服務方式包括IaaS、PaaS、SaaS，分別代表基礎設置即服務、平臺即服務、軟件即服務，而不同的元計算方式可代表不同級別的控制，整體管理更加靈活。

2 裝配式建筑管理存在的不足

2.1 管理組織不合理

大部分裝配式建筑結構所采用的管理模式較為傳統，組織管理模式較陳舊，與普通建筑工程項目相比，裝配式建筑無論是施工、設計，還是生產管理，各過程之間緊密相連，在獲得相關設計圖紙后，往往難以在工程項目中直接應用，需要對其進行深化設計，對構件進行拆分以及標準化設計優化。經過深化設計后的圖紙需要直接給生產單位生產，生產單位在完成生產以后可派送車輛到施工現場，并進行后續的吊裝工作。

通過對裝配式建筑的管理過程分析可以發現，在設計建設與裝備式建筑過程中，需要多個單位之間進行緊密配合[3]。但是傳統的施工管理模式和工作環節之間卻相互分離，管理組織較為片面，管理安排不夠合理。如果繼續沿用此種管理模式，會直接影響裝配式建筑的綜合質量，難以實現裝備式建筑的統一規劃，無法覆蓋裝配式建筑的多個流程，同時也難以實現建筑一體化施工優勢的全面發揮。

2.2 產業鏈不完整

在建設裝配式建筑時，需要建筑施工單位、設計單位、生產單位等多個單位之間進行深度交流。各單位在設計裝配式構件時，需要完成初步設計、深化設計與標準化拆分優化設計、運輸調度等，在多個問題之間達到共識以后，可形成更為完整的產業鏈。但是就現實施工情況來看，涉及職工生產的多個環節都需要分類開展，而業主不需要分別與不同單位簽訂相應的合同，并在中間環節負責溝通協調，從而導致各單位之間的信息交流不暢，使用單位對項目的掌握不夠精準，同時也無法形成產業鏈，難以發揮集成化管理優勢。

2.3 構件規劃不充分

裝配式建筑施工現場不需要使用過多的施工原料，構件的生產全部轉移至工廠內，構件廠需要提前按照生產需求完成構件的生產，同時分批次向施工現場進行運輸，而后進行裝配，以保障施工的有序進行。但是預制構件的體積相對較大，所帶來的運輸成本相對較高，而施工現場在堆放場地構件時，也缺乏充足的場地。構件運輸時需要滿足以下要求：第一，需要符合施工現場的日常使用需求，待使用的構件務必在施工前運輸到現場，不可延誤工期。第二，要盡量做到施工現場的零庫存，實現構件的隨用隨運，減少堆放問題，以減輕工地的用地壓力，同時也能夠降低構件保存過程中產生的各項費用。第三，結合不同構件的生產廠家，提前做好各項規劃，使得構件的生產更加合理，將運輸費用降至最低水平。但是在實際工程管理過程中，施工單位的排產與運輸規劃都不夠合理，導致構件資源浪費、資金浪費等問題時有發生。

2.4 管理信息化程度較低

裝配式建筑屬于一項復雜的工程，設計環節、采購環節、生產環節之間需要緊密關聯，各單位需要將信息共享。但是當下裝備式建筑管理的機械化水平相對較低，信息的覆蓋面不夠充足，在主觀判斷的影響下，生產工作安排常常不夠合理[4]。當前建筑行業的管理類軟件已經初步得到應用，但裝配式建筑管理平臺的構建還不夠完善，未體現出裝備時建筑管理的特點。而且物聯網技術、大數據技術為裝配式建筑管理帶來的優勢，未得到充分發揮，在實際管理中的應用范圍較為狹隘。

3裝配式建筑智能建造的全過程管理分析

3.1 優化基本設計流程

3.1.1構件拆分

要想達到標準化生產的最終目標，就應當確保構件拆分合理。預制構件拆分過程會直接影響建筑的綜合功能，也會影響結構的穩定情況，甚至會對工程造價成本產生影響，因此在構件拆分過程中需要綜合考慮各項影響因素。BIM技術的合理應用能夠將二維圖紙轉換為三維模型，直觀的展示出不同的建筑細節，在項目的全生命周期管理中，構件信息能夠實現完整的流通。同時BIM軟件能夠對構件的受力情況進行精準化分析。設計人員能夠開展和在計算對設計方案加以優化，從而控制成本，保障預制構件的綜合品質，獲取更為可靠的經濟效益。

3.1.2預埋件布置

在隱蔽工程中，預埋件屬于工程的連接件，其主要作用是對其他固件進行連接與固定，裝配式建筑的構件需要在工廠來完成生產，因此在生產時就需要確定構件中預埋件的實際位置。在BIM技術的支持下，能夠用有限元分析預埋件，保證預埋件的位置符合結構的受力情況，同時也能夠對各單位的設計模型進行全面統籌，保障管線與預埋件安裝的合理換，避免出現返工問題。

3.1.3標準化設計

裝配式建筑工業化生產的關鍵在于標準化設計，也就是在完成構件的拆分以后，獲得具體的規格與尺寸，工廠可進行批量化生產。裝配式建筑在進行標準化設計時，需要盡量減少規格，增加組合，使得構件經過標準化設計以后，通用性得到全面強化。同時在使用過程中可有序完成拼裝保障工程質量。BIM技術能夠提供標準化設計平臺，保障構件拆分的合理性與協調性，使得構件內部空間結構符合實際標準，減少交叉碰撞問題的發生，促進預制構架的批量化生產，提高裝配式建筑的施工效率，維護裝備式建筑的綜合質量。

3.2 施工過程管理應用

3.2.1BIM技術

BIM技術能夠構建信息化建筑模型，通過對建筑信息的全面集成，最終呈現出三維模型結構。在不同的構件結構中，包含著相應的規格信息和非結構信息，在建筑施工中，各單位都能夠在模型中獲取自己所要的數據信息，有效減少工作量，使得合作效率得到全面提升。此外，BIM技術展現出的3D模型除了提供信息以外，也能夠實現模型的實時更新，工程項目可視化程度的全面強化，在3D基礎上衍生出4D模型，能夠獲取項目整個生命周期的施工進度，及時發現施工進度中存在的偏差并加以調整。BIM技術近年來也得到了快速發展，既能夠查看施工進度，也能夠分析成本情況，及時發現成本偏差，控制經濟損失。比如某大型商業體在建設過程中采用了裝配式建筑結構，由于整體均方跨度較大，不同節點預留的鋼筋較多，施工難度較高。在BIM技術的支持下，本項目從規劃的設計階段進行了全方位的計劃、模擬與復核，使得施工過程更加獨立、安全。

3.2.2物聯網技術

物聯網可借助感應設備與識別設備，對物體信息進行實時提取操作。作為現代建筑行業的代表，裝配式建筑施工與物聯網之間也存在著緊密關聯，在物聯網技術的支持下，能夠獲得更為廣闊的空間。物聯網技術應用于裝配式建筑中，主要分為3個應用部分。

第一，能夠實現對材料進廠與庫存的管理，在微電子新品芯片的支持下，每一個預制構件都能夠形成專屬二維碼，使用無線射頻技術能夠清晰獲得構件中的相關信息，包括規格、名稱、位置等，物品的信息也能夠直接與物聯網平臺相連，便于人們清晰掌握構件在安裝過程中的實際情況。

第二，監測建筑結構的實際情況，根據施工過程中構件受力存在的變化，準確判斷是否需要進行加固與拆除。

第三，監督施工的安全性，比如在施工中，可選擇在裝配式結構相對較為薄弱之處安裝傳感器與自動報警系統，面對存在的危險要做到提前預警，以免發生危險事件。另外，施工電梯與腳手架等設備，也可通過物聯網技術對其溫度等信息進行密切監測，以便全面管理施工存在的安全問題。

3.2.3 大數據技術

裝配式建筑是一個較為復雜的建設過程，在建設期間會產生諸多數據，而大數據技術能夠通過對數據的整合與分析，為建筑施工提供了更多支持。在合理的時間內大數據技術能夠全面整理巨大的資料，同時在裝配式建筑中可與BIM技術相結合，將施工現場所形成的數據進行全面整合，包括工程設備的信息、施工質量、施工進度、施工成本等。

而在BIM技術的支持下，它能夠對信息的全面集成構建全數據模型，使得數據的集成、存儲與共享而更加便利。大數據技術的開展，需要對PM模型的數據進行全面提取，而后構建成分類存儲的數據倉庫，在數據倉庫的基礎上對數據展開全面的處理與分析，通過獲取價值信息，為施工管理提供可靠的決策。

4 結語

隨著現代技術的快速發展，新技術實現了與裝配式建筑的全面融合，不僅能夠保障建筑施工的綜合品質，也能夠滿足社會高效生產的各項需求，降低成本損耗，增加建筑施工的綜合效益。智能建造應用于裝配式建筑中，當前已經取得了初步成效，但大部分施工單位技術的應用還停留于表面，對各項智能技術的應用還不夠透徹，未來還需要進一步探究智能技術的應用方式，推動裝配式建筑的創新與發展。

參考文獻

[1] 張洋.基于智能建造技術的裝配式建筑施工管理研究[J].中國建筑金屬結構，2022（7）：131-133.

[2] 尚春靜，姚凱卿，李小冬，等.基于區塊鏈的裝配式建筑建造質量智能管理平臺研究[J].建筑經濟，2022，43（5）：76-83.

[3] 李政道，郭振超.智能建造背景下的裝配式建筑項目數字化管理課程教學改革探索[J].安徽建筑，2022，29（4）：98-100.

[4] 曹海濤.面向裝配式建筑智能建造的思考與實踐[J].智能城市，2021，7（23）：26-27.