賀俊紅

（山西應(yīng)用科技學(xué)院，山西 太原 030062）

在建筑行業(yè)的轉(zhuǎn)型和發(fā)展中，合理運(yùn)用信息化技術(shù)提高裝配式建筑的建設(shè)水平，使裝配式建筑智能建設(shè)達(dá)到一個(gè)新的層次，是當(dāng)前建筑行業(yè)比較重視的問題。近年來，裝配式建筑受到的重視程度越來越高，裝配式建筑工程數(shù)量越來越多，但建設(shè)項(xiàng)目的綜合性不強(qiáng)、交叉性不強(qiáng)等問題依然十分突出，同時(shí)在信息技術(shù)整合利用方面也存在一定缺陷。因此，在今后的發(fā)展過程中需要對(duì)裝配式建筑智能建造全過程管理展開更加深入的研究。

1 裝配式建筑智能建造全過程管理概述及其優(yōu)勢分析

1.1 裝配式建筑智能建造全過程管理

裝配式建筑的智能化施工全過程管理是在精益價(jià)值鏈理論的基礎(chǔ)上，將信息化技術(shù)應(yīng)用到裝配式構(gòu)件的設(shè)計(jì)、加工、運(yùn)輸、吊裝和維護(hù)等環(huán)節(jié)中，充分利用信息化手段，降低或消除施工中的深化設(shè)計(jì)、長途運(yùn)輸和二次搬運(yùn)造成的效率低下問題，從而實(shí)現(xiàn)科學(xué)控制項(xiàng)目施工安全、施工質(zhì)量、施工進(jìn)度及施工成本的目的。通過對(duì)全過程的管理和控制，使整個(gè)施工過程的智能化建設(shè)和管理得以實(shí)現(xiàn)，提高了各參與主體之間的信息透明度和協(xié)作能力，減少了投資成本，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1.2 裝配式建筑智能建造全過程管理優(yōu)勢分析

裝配式建筑是一種以標(biāo)準(zhǔn)化的建筑材料為基礎(chǔ)，由工廠生產(chǎn)出結(jié)構(gòu)構(gòu)件，然后運(yùn)往施工現(xiàn)場組裝而成，具有施工速度快、施工成本低的顯著特征，同時(shí)還具有綠色環(huán)保的優(yōu)勢。針對(duì)裝配式建筑智能建造進(jìn)行全過程管理，為建筑企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化加工、信息化管理開辟了一條新的工程管理道路，有效地改變了以往粗放型管理的現(xiàn)狀，從而讓工程施工管理逐漸向工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化、精細(xì)化轉(zhuǎn)變。將各種信息技術(shù)全面地運(yùn)用到建筑施工的每一個(gè)環(huán)節(jié)中，能夠極大地提高施工企業(yè)的信息化管理水平，從而為工程整體建設(shè)質(zhì)量奠定良好基礎(chǔ)，同時(shí)還有利于提高設(shè)計(jì)和施工效率。在此基礎(chǔ)上，還可以對(duì)綠色可持續(xù)發(fā)展的智慧施工全流程管理思想和方法展開深入研究。在整個(gè)施工流程中，通過信息技術(shù)的全面運(yùn)用，使各參與方、各系統(tǒng)之間的信息互通，能夠有效整合整個(gè)施工流程，為裝配式建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展起到了重要的支撐作用。

2 BIM在裝配式建筑施工管理中的應(yīng)用

2.1 施工質(zhì)量管理

對(duì)于裝配式建筑工程來說，確保工程質(zhì)量是首要任務(wù)，而BIM技術(shù)在保證施工質(zhì)量上有著得天獨(dú)厚的優(yōu)越性。BIM技術(shù)在工程質(zhì)量管理中的應(yīng)用，主要是通過碰撞探測和管道的集成控制來實(shí)現(xiàn)，因?yàn)轭A(yù)制裝配式建筑的管線較多，所以需要許多不同的工作方式，其中預(yù)制件的設(shè)計(jì)和施工精度都有很高的要求。利用BIM技術(shù)可以更好地完成裝配式建筑的構(gòu)件制作和吊裝工作，并可對(duì)管道進(jìn)行碰撞檢測，以檢驗(yàn)其施工質(zhì)量[1]。在應(yīng)用BIM技術(shù)時(shí)，首先利用BIM技術(shù)進(jìn)行建模，再將BIM模型進(jìn)行集成，以便更好地了解管線的分布情況，并結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)特征和實(shí)際建設(shè)要求，合理規(guī)劃管線布置。

2.2 施工進(jìn)度管理

與傳統(tǒng)的施工進(jìn)度管理方法相比，BIM技術(shù)的最大特征在于它能使工程項(xiàng)目的進(jìn)度管理更加精細(xì)。建立與施工進(jìn)度控制系統(tǒng)有關(guān)的模型，可以使施工單位對(duì)工程進(jìn)度有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，便于全面掌握工程動(dòng)態(tài)。同時(shí)，通過BIM技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)施工過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)的控制，并對(duì)各環(huán)節(jié)的施工過程產(chǎn)生的影響進(jìn)行智能分析。將項(xiàng)目進(jìn)度進(jìn)行精細(xì)分解，使之與BIM計(jì)劃的進(jìn)度同步，并與實(shí)際的裝配式建筑項(xiàng)目進(jìn)度進(jìn)行比較，可以更好地掌握項(xiàng)目的整體進(jìn)展情況，有利于施工人員隨時(shí)調(diào)整施工進(jìn)度。

2.3 施工成本管理

在傳統(tǒng)的建筑施工中，由于缺乏對(duì)施工成本管理的重視，導(dǎo)致缺乏精細(xì)的成本管理模式，而BIM技術(shù)在建筑裝配式施工中的應(yīng)用，可以為工程造價(jià)的統(tǒng)計(jì)提供可靠的基礎(chǔ)，同時(shí)也可以快速準(zhǔn)確地生成工程量報(bào)表，為建筑施工管理人員提供了一種有效的工程造價(jià)估算方法，有利于對(duì)工程造價(jià)進(jìn)行細(xì)致的管理。BIM技術(shù)的關(guān)鍵在于確定工程量清單，并建立相應(yīng)的BIM模型，以便于控制工程工作量[2]。將BIM模型與工程報(bào)告數(shù)據(jù)結(jié)合起來，可以找出施工中存在的造價(jià)漏洞和工程量清單中存在的疏漏，從而合理安排裝配式建筑的施工資源，防止材料的浪費(fèi)，使其達(dá)到最大的經(jīng)濟(jì)效益。

2.4 施工安全管理

在裝配式建筑的智能建造安全管理中合理運(yùn)用BIM技術(shù)，必須要加強(qiáng)技術(shù)交底，特別是對(duì)施工圖紙的審查和交底。BIM技術(shù)可以使工程模型與設(shè)計(jì)圖相結(jié)合，并在此基礎(chǔ)上找出工程圖紙中的不合理因素，然后對(duì)施工中可能發(fā)生的危險(xiǎn)和事故進(jìn)行重點(diǎn)標(biāo)注，從而為施工人員提供直觀的指導(dǎo)，保證施工的安全。

3 完善裝配式建筑集成體系及其標(biāo)準(zhǔn)化

3.1 建立標(biāo)準(zhǔn)化體系

基于標(biāo)準(zhǔn)化組件庫，對(duì)裝配式建筑智能化施工的全程管理進(jìn)行全面的推廣和應(yīng)用。目前，組裝施工企業(yè)各自發(fā)展，構(gòu)件的設(shè)計(jì)與制造工藝的規(guī)范各不相同，導(dǎo)致市面上的構(gòu)件種類繁多、尺寸多變，無法適用于所有的裝配式建筑工程中，大大制約了裝配式建筑智能建造效率，同時(shí)成本也有所增加。為此，應(yīng)加大對(duì)裝配式結(jié)構(gòu)的科研力度，制定國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范預(yù)制構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)，建立預(yù)制構(gòu)件的尺寸和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系，從而實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)（圖1）。通過對(duì)普通組件庫中的標(biāo)準(zhǔn)組件的選取，設(shè)計(jì)師進(jìn)行了前向集成設(shè)計(jì)，以規(guī)范制度為依據(jù)，并借鑒國外的實(shí)踐，對(duì)符合中國住宅特色的構(gòu)件進(jìn)行綜合整理，并將其納入其中.同時(shí)，還需要對(duì)“標(biāo)準(zhǔn)化模板體系、施工方法、施工設(shè)備等”進(jìn)行整合，為實(shí)現(xiàn)裝配式建筑的智能化施工提供堅(jiān)實(shí)的依據(jù)[3]。

圖1 基于BIM的裝配式建筑智能建造體系

3.2 滿足大規(guī)模定制化、多樣性的要求

以精益價(jià)值鏈為基礎(chǔ)的裝配式建筑智能化施工全流程管理，以用戶需求為主要目標(biāo)，通過下游的生產(chǎn)環(huán)節(jié)帶動(dòng)上游的建造環(huán)節(jié)，從而達(dá)到精益管理的目的。當(dāng)裝配式建筑發(fā)展到一定程度時(shí)，由于普通的標(biāo)準(zhǔn)化部件導(dǎo)致的單一的建筑風(fēng)格，不能適應(yīng)客戶的個(gè)性化需求。如果過于強(qiáng)調(diào)個(gè)性化、多元化，會(huì)阻礙裝配式建筑的發(fā)展。所以，要把客戶的要求與施工的特性結(jié)合起來，把客戶的個(gè)性化要求轉(zhuǎn)變成批量生產(chǎn)的可實(shí)施的模型。將BIM等信息技術(shù)相結(jié)合，充分做好市場調(diào)研、信息采集等前期工作，利用虛擬建筑的可視化仿真工程建設(shè)的全過程，并對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，以確定其與市場的要求相匹配，從而提高批量生產(chǎn)預(yù)制件的必要性和創(chuàng)新性[4]。通過對(duì)裝配式建筑技術(shù)的持續(xù)改進(jìn)和革新，采用高度集成、工廠化、流水線協(xié)同工作模式，不僅可以減少建設(shè)周期，而且還能進(jìn)一步提高施工質(zhì)量。

3.3 自主開發(fā)軟件平臺(tái)與生產(chǎn)工藝創(chuàng)新

在自主創(chuàng)新方面，要堅(jiān)持科技創(chuàng)新，以技術(shù)創(chuàng)新為中心，重視裝配式建筑技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展與軟件平臺(tái)的自主研發(fā)，以及如何解決建筑工程中的技術(shù)難點(diǎn)。要全面貫徹創(chuàng)新理念，拋棄陳舊的設(shè)計(jì)理念，積極向信息化、技術(shù)化方向發(fā)展，并創(chuàng)造出一種符合我國裝配式建筑行業(yè)實(shí)際的信息化管理流程。

3.4 創(chuàng)建裝配式建筑實(shí)訓(xùn)實(shí)踐基地

不斷優(yōu)化和改進(jìn)裝配式施工的教學(xué)體系和人才的培養(yǎng)模式，搭建企業(yè)與高校的協(xié)作交流平臺(tái)，在教育實(shí)踐中運(yùn)用云計(jì)算等信息技術(shù)，建立一套完整的裝配式建筑施工管理體系。學(xué)校是為社會(huì)提供應(yīng)用型人才的主要場所，也是建設(shè)工程亟需的應(yīng)用型人才的重要訓(xùn)練基地，而企業(yè)擁有現(xiàn)代化的設(shè)備、優(yōu)良的實(shí)踐場所等資源，兩者進(jìn)行合作，通過資源整合、提供技術(shù)支持為培養(yǎng)專業(yè)型人才服務(wù)，從而進(jìn)一步推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。建立裝配式施工實(shí)習(xí)基地，對(duì)各大院校的培訓(xùn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行綜合利用，為學(xué)生提供線上和線下的教學(xué)服務(wù)，全面培養(yǎng)高水平的裝配式施工專業(yè)技術(shù)人員。利用實(shí)踐基地這個(gè)平臺(tái)，定期對(duì)各大院校進(jìn)行專業(yè)技能培訓(xùn)，實(shí)行“雙導(dǎo)師制”，注重實(shí)踐操作技能，利用專業(yè)或行業(yè)這條紐帶，開展定崗實(shí)習(xí)活動(dòng)，進(jìn)一步縮短專業(yè)化人才與崗位需求之間的差距，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展與教育體制的良好銜接。

4 裝配式建筑智能建造全過程管理應(yīng)用發(fā)展

目前，我國大力提倡裝配式建筑，并大力推進(jìn)EPC管理，今后的發(fā)展趨勢將是裝配式施工和工程總承包模式。在EPC模型中，以BIM+多種信息技術(shù)為基礎(chǔ)的智能施工全程管理模式，其優(yōu)勢和作用日益凸顯。

根據(jù)項(xiàng)目類型來看，目前國內(nèi)大部分裝配式建筑項(xiàng)目都是以保障房為主，在市政和高端商業(yè)區(qū)還很少見。在結(jié)構(gòu)形式上，以預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)為主。近年來，由于施工技術(shù)的不斷發(fā)展，裝配式鋼結(jié)構(gòu)逐漸進(jìn)入人們的視線。2019年年底，中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議明確提出，要在全國范圍內(nèi)大力發(fā)展節(jié)能、綠色建筑，加快鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅的試點(diǎn)，促進(jìn)建筑模式的轉(zhuǎn)變[5]。在信息技術(shù)的應(yīng)用方面，以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)的多種信息技術(shù)的集成是建筑行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。基于BIM技術(shù)，結(jié)合CAM、北斗和三維激光掃描技術(shù)，將物聯(lián)網(wǎng)、VR/AR等數(shù)字化技術(shù)融入到裝配施工的全過程中，獲得了結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化的信息。施工企業(yè)也在不斷完善信息化管理，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)方案，從而實(shí)現(xiàn)裝配式建筑智能建造和信息技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。

5 結(jié)語

近年來，信息化技術(shù)獲得突飛猛進(jìn)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了各種信息技術(shù)的深度融合，將這些先進(jìn)的信息化技術(shù)應(yīng)用到裝配式建筑的智能建造管理全過程中，有利于進(jìn)一步提升管理水平和質(zhì)量，有助于實(shí)現(xiàn)信息的互聯(lián)互通。但不可否認(rèn)，我國目前在這方面的研究仍處于初步探索階段，在數(shù)據(jù)兼容、標(biāo)準(zhǔn)化等方面還存在很多問題，還沒有形成一套行之有效的裝配式建筑智能建造全過程管理模式。所以，在將來的裝配式建筑工程建設(shè)中，還需要針對(duì)信息化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行更深層次的研究，進(jìn)一步推動(dòng)裝配式建筑的健康發(fā)展。