1.引言

傳統(tǒng)的建筑業(yè)及其上游的建材、冶煉、鋼鐵、水泥行業(yè)不僅資源、資金、勞動(dòng)力投入強(qiáng)度大，也是典型的高消耗、高排放、高污染行業(yè)。不符合當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)轉(zhuǎn)型升級(jí)的發(fā)展要求，更不符合綠色節(jié)能的可持續(xù)發(fā)展要求。目前國(guó)家大力推廣PC預(yù)制件裝配式建筑，結(jié)合BIM技術(shù)、3D打印技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，帶動(dòng)了PC構(gòu)件工廠(chǎng)預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)裝配的建筑工業(yè)化。下面以某框架結(jié)構(gòu)辦公樓為例(地下室200m2，地上三層，單層600m2,共2000m2)，針對(duì)資源消耗和污染排放比較如下（表1）。

PC預(yù)制構(gòu)件從下達(dá)生產(chǎn)計(jì)劃、檢驗(yàn)出廠(chǎng)、運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)直到吊裝就位，如何高效有序地排產(chǎn)、運(yùn)輸、吊裝是施工組織的一個(gè)難點(diǎn)。問(wèn)題的核心就是從工廠(chǎng)到工地不同工序之間的協(xié)同和PC構(gòu)件的信息跟蹤。本文擬探討通過(guò)全過(guò)程協(xié)同計(jì)劃和二維碼信息對(duì)PC構(gòu)件的跟蹤管理，實(shí)現(xiàn)排產(chǎn)、運(yùn)輸、吊裝的無(wú)縫銜接，構(gòu)件在工廠(chǎng)驗(yàn)收合格立即裝運(yùn)、運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)立即吊裝就位，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)零庫(kù)存、零堆放、零轉(zhuǎn)運(yùn)。

2.PC構(gòu)件識(shí)別的方法和載體

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)要實(shí)現(xiàn)物與物、物與人、物與環(huán)境的識(shí)別與交互，核心還是信息技術(shù)，包括信息的格式規(guī)范、載體設(shè)計(jì)、內(nèi)容生成及更新、識(shí)別與利用。比如定義一個(gè)人的信息，包括姓名、性別、年齡、生日、住址等，這些信息需要有個(gè)載體就是身份證，大家現(xiàn)在乘坐飛機(jī)高鐵、住酒店都離不開(kāi)身份證。同樣道理，超市商品通過(guò)條碼或RFID電子標(biāo)簽跟蹤商品的儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)運(yùn)、銷(xiāo)售、庫(kù)存。

表1 傳統(tǒng)建筑與裝配式建筑資源消耗和污染排放比較

表2 RFID與二維碼應(yīng)用特性比較

具體到PC預(yù)制構(gòu)件，信息的內(nèi)容可以基于BIM圖元信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新和全生命周期管理，識(shí)別方法和載體目前討論比較多的主要有兩種，RFID和二維碼。二維碼和RFID技術(shù)都被認(rèn)為是一維條碼的替代產(chǎn)品，它們對(duì)物體完成的識(shí)別和認(rèn)證是物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。它們相對(duì)比一維條碼具有存儲(chǔ)信息量大、安全性高的特點(diǎn)。這兩種方式的應(yīng)用特性比較如下（表2）。

RFID通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，主要是由電子標(biāo)簽、天線(xiàn)、讀寫(xiě)器、中間件和主機(jī)組成。電子標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收讀寫(xiě)器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息，或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)；讀寫(xiě)器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。中建科技閩清PC工廠(chǎng)也開(kāi)展了專(zhuān)項(xiàng)研究和嘗試，RFID應(yīng)用到PC構(gòu)件有兩個(gè)難點(diǎn)：一是標(biāo)簽的附著，如果直接粘貼或綁扎在PC構(gòu)件上，運(yùn)輸轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中容易損壞或丟失；如果預(yù)埋澆筑在構(gòu)件里則帶來(lái)信息讀寫(xiě)和標(biāo)簽損壞后更換的不便。二是標(biāo)簽的識(shí)別，非接觸式識(shí)別本來(lái)是RFID的優(yōu)勢(shì)，但無(wú)論是堆場(chǎng)的構(gòu)件還是安裝就位的構(gòu)件距離都很近，容易誤讀或多讀。最后還是要抵近識(shí)別，標(biāo)簽埋設(shè)的位置就需要制訂規(guī)范并在出廠(chǎng)前標(biāo)識(shí)。

二維碼主要是通過(guò)將信息通過(guò)一定的算法轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)容易識(shí)別的二維圖形，可以打印標(biāo)簽粘貼在構(gòu)件上或者直接噴涂在構(gòu)件上，成本可以忽略不計(jì)。二維碼最大的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在不需要專(zhuān)門(mén)的識(shí)別設(shè)備，除了手機(jī)攝像頭可以?huà)呙枳R(shí)別外，還可以集成到工地監(jiān)控?cái)z像頭和全站儀等測(cè)量設(shè)備上。針對(duì)二維碼在PC構(gòu)件上的應(yīng)用，考慮到構(gòu)件在運(yùn)輸?shù)跹b過(guò)程中的特殊性和工地環(huán)境的復(fù)雜性，有個(gè)技術(shù)難點(diǎn)就是二維碼的附著和防污損，普通打印的紙質(zhì)二維碼很容易污損而無(wú)法識(shí)別。中建科技閩清PC工廠(chǎng)進(jìn)行了積極探索，目前用強(qiáng)力膠水粘貼塑封二維碼已經(jīng)有效解決了這個(gè)問(wèn)題。

總之，二維碼應(yīng)用在PC構(gòu)件管理上，相關(guān)技術(shù)和配套措施已經(jīng)成熟，目前需要解決的問(wèn)題是信息的高效流轉(zhuǎn)和有效應(yīng)用。

3.PC構(gòu)件全過(guò)程協(xié)同計(jì)劃

二維碼作為PC構(gòu)件的信息載體，也是各環(huán)節(jié)有效協(xié)同的紐帶，通過(guò)二維碼承載信息實(shí)現(xiàn)對(duì)PC構(gòu)件的身份識(shí)別、狀態(tài)確認(rèn)、技術(shù)交底等操作，最終實(shí)現(xiàn)PC構(gòu)件從計(jì)劃下達(dá)、生產(chǎn)下線(xiàn)、檢驗(yàn)出廠(chǎng)、現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收、吊裝就位、后期維護(hù)的全過(guò)程管理。有了二維碼這個(gè)載體，還需要有效協(xié)同才能實(shí)現(xiàn)PC構(gòu)件高效有序地排產(chǎn)、運(yùn)輸、吊裝。以下的協(xié)同計(jì)劃通過(guò)倒排吊裝日期、到場(chǎng)日期、出廠(chǎng)日期、生產(chǎn)日期、排產(chǎn)日期，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、運(yùn)輸、吊裝等不同工序的高效協(xié)同。協(xié)同計(jì)劃原理示意如下（圖1）。

圖1 各工序協(xié)同示意圖

根據(jù)各工序計(jì)劃日期提前推送任務(wù)消息給相關(guān)工序負(fù)責(zé)人，每個(gè)工序完成時(shí)給后續(xù)工序推送任務(wù)消息。下面以某住宅樓地基工程為例，協(xié)同計(jì)劃如下所示（表3）。

該計(jì)劃跟傳統(tǒng)的進(jìn)度計(jì)劃有幾點(diǎn)不同：（1）現(xiàn)場(chǎng)工序任務(wù)分解到具體構(gòu)件；（2）基于構(gòu)件倒排吊裝日期、到場(chǎng)日期、出廠(chǎng)日期、生產(chǎn)日期、排產(chǎn)日期；（3）基于構(gòu)件對(duì)應(yīng)的物料清單，根據(jù)排產(chǎn)日期下達(dá)采購(gòu)計(jì)劃；（4）可以形成工作任務(wù)推送到相關(guān)人員的日程安排，支持PC和手機(jī)移動(dòng)端提醒查看。

圖2 PC構(gòu)件粘貼二維碼

表3 某地基工程PC構(gòu)件各工序協(xié)同計(jì)劃

4.二維碼在PC構(gòu)件運(yùn)輸?shù)跹b過(guò)程中的應(yīng)用

二維碼生成與附著（圖2）：PC構(gòu)件在工廠(chǎng)下線(xiàn)驗(yàn)收合格后，質(zhì)檢員生成動(dòng)態(tài)二維碼并打印、塑封，粘貼在構(gòu)件指定區(qū)域。

構(gòu)件信息如圖3所示。

二維碼在運(yùn)輸過(guò)程的識(shí)別與應(yīng)用：司機(jī)根據(jù)協(xié)同計(jì)劃推送的運(yùn)輸任務(wù)，掃描構(gòu)件的二維碼，確認(rèn)無(wú)誤后裝車(chē)運(yùn)輸。貨到現(xiàn)場(chǎng)辦理驗(yàn)收交接后，確認(rèn)運(yùn)輸任務(wù)完成。

二維碼在吊裝過(guò)程的識(shí)別與應(yīng)用（圖4）： 現(xiàn)場(chǎng)施工員根據(jù)協(xié)同計(jì)劃推送的吊裝作業(yè)任務(wù)，掃描構(gòu)件的二維碼，確認(rèn)無(wú)誤后吊裝就位。與后續(xù)工序交接后，確認(rèn)吊裝作業(yè)完成。

5.結(jié)語(yǔ)

這套方法原理簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟、容易推廣，已經(jīng)在中建科技閩清綜合樓項(xiàng)目施工過(guò)程得到有效檢驗(yàn)，設(shè)計(jì)、采購(gòu)、生產(chǎn)、施工各相關(guān)單位按照協(xié)同計(jì)劃組織各項(xiàng)作業(yè)，構(gòu)件下線(xiàn)驗(yàn)收合格即可安排車(chē)輛運(yùn)輸，貨到現(xiàn)場(chǎng)立即吊裝就位，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了施工現(xiàn)場(chǎng)PC構(gòu)件的零庫(kù)存、零堆放、零轉(zhuǎn)運(yùn)。

圖3 PC構(gòu)件二維碼識(shí)別信息

圖4 PC構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)吊裝作業(yè)