曹小菊 麻文娜 徐文龍

西安歐亞學(xué)院 人居環(huán)境學(xué)院 陜西 西安 710065

傳統(tǒng)裝配式建筑體系以及技術(shù)工藝等，無法滿足現(xiàn)代化裝配式建筑精益建造需求，對(duì)于裝配式建筑業(yè)的發(fā)展也造成了一定阻礙。針對(duì)傳統(tǒng)裝配式建筑建造效率低下以及信息水平落后的局面，急需轉(zhuǎn)變裝配式建筑建造體系，利用現(xiàn)代化裝配式建造工藝以及管理模式，以BIM作為信息化技術(shù)手段，為實(shí)現(xiàn)裝配式建筑精益建造奠定良好基礎(chǔ)。

1 裝配式建筑

裝配式建筑主要是通過利用預(yù)制構(gòu)件，完成各項(xiàng)建筑結(jié)構(gòu)連接工作，在工程現(xiàn)場(chǎng)完成裝配建筑。一般情況下，裝配式建筑基礎(chǔ)構(gòu)件主要由工廠生產(chǎn)預(yù)制，在完成生產(chǎn)后，做好質(zhì)量檢測(cè)，在無任何問題的情況下運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，大型裝配式構(gòu)件需要采用機(jī)械設(shè)備吊裝完成裝配工作。裝配式建筑建設(shè)全過程主要包含了建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃、裝配式構(gòu)件生產(chǎn)、運(yùn)輸、建造施工以及驗(yàn)收，過程中需要充分與業(yè)主、承包單位、生產(chǎn)商以及監(jiān)理單位做好緊密的溝通交流，全面考慮裝配式建筑構(gòu)件吊裝裝配施工的可行性，明確裝配式構(gòu)件接方式，以此提高裝配式建筑施工效率，減少構(gòu)件類型，明確裝配式建筑施工工藝以及施工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

2 精益建造概念

我國(guó)相關(guān)研究學(xué)者所提出的精益建造概念，是通過結(jié)合建筑施工特點(diǎn)，以建筑精益化管理以及精益建造施工作為基礎(chǔ)，確保實(shí)現(xiàn)建筑工程項(xiàng)目的最大化價(jià)值，從而形成完善的項(xiàng)目精益建造交付體系。精益建造主要是以精益生產(chǎn)施工作為基礎(chǔ)，對(duì)建筑工程整個(gè)建造過程加以指導(dǎo)，通過流暢的信息交流，實(shí)現(xiàn)裝配式建筑高效建設(shè)，促使建筑各個(gè)階段在施工中，可以形成良好的工廠化生產(chǎn)，減少工程建造資源浪費(fèi)，最大化滿足客戶需求，實(shí)施一套高效項(xiàng)目管理模式。

3 裝配式建筑精益建造數(shù)據(jù)協(xié)同問題

3.1 信息數(shù)據(jù)共享受阻

要想實(shí)現(xiàn)裝配式建筑精益建造，需要在工程項(xiàng)目全面實(shí)施中獲取工程參數(shù)信息的支持，確保各方可共享工程建設(shè)施工進(jìn)度信息，以便精準(zhǔn)定位產(chǎn)品供應(yīng)量以及時(shí)間。但階段性建筑建造目標(biāo)難以對(duì)工程全過程加以控制，裝配式建筑施工信息難以得到有效利用，并會(huì)造成裝配式建筑精益建造無法從整體方面進(jìn)行分析，使得工程項(xiàng)目建設(shè)出現(xiàn)混亂的情況。

3.2 信息數(shù)據(jù)交互方式落后

裝配式建筑工程項(xiàng)目在全面實(shí)施的過程中，經(jīng)常會(huì)受到外界因素影響，造成工程信息難以達(dá)到有效溝通，或者造成信息溝通成本增加。在裝配式建筑施工信息互動(dòng)或者協(xié)調(diào)過程中，經(jīng)常會(huì)因?yàn)楣こ坦芾砣藛T的主觀因素影響，造成工程信息傳遞出現(xiàn)疏漏問題，導(dǎo)致精益建造工程信息丟失，甚至出現(xiàn)誤差影響。

3.3 信息數(shù)據(jù)傳遞效率低

在裝配式建筑工程項(xiàng)目全面開展過程中，經(jīng)常會(huì)因施工方溝通方式落后、內(nèi)部管理出現(xiàn)混亂的情況，造成工程信息無法得到及時(shí)傳遞。在施工方溝通交流過程中，一般都是在會(huì)議上，通過管理者的交流以及實(shí)現(xiàn)信息溝通，整體信息化程度相對(duì)較低，導(dǎo)致信息無法在第一時(shí)間內(nèi)完成傳遞。加上工程項(xiàng)目?jī)?nèi)部管理方式過于落后，工程項(xiàng)目信息人員在接收信息后，無法得到有效地傳遞，甚至信息傳遞出現(xiàn)了明顯了延遲現(xiàn)狀，導(dǎo)致信息傳遞不及時(shí)，造成裝配式建筑精益建造工程工期存在延誤的情況[1]。

4 裝配式建筑精益管理

裝配式建筑精益管理與傳統(tǒng)裝配式施工管理存在一定的差異性，需要將裝配式建筑項(xiàng)目劃分為項(xiàng)目設(shè)計(jì)、構(gòu)件生產(chǎn)、施、運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段。雖然裝配式各個(gè)施工階段的任務(wù)以及管理要求存在不同，但彼此之間具有一定的關(guān)聯(lián)性，為此對(duì)其作出了相應(yīng)總結(jié)，如圖1所示。

圖1 裝配式建筑精益管理周期主要任務(wù)

通過裝配式建筑四個(gè)階段精益管理主要任務(wù)分析。1）在設(shè)計(jì)階段中，需要對(duì)裝配式建筑設(shè)計(jì)方案進(jìn)行深化處理，合理運(yùn)用BIM技術(shù)，快速生成施工方案，發(fā)揮出BIM篩選功能，確保裝配式建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)以及設(shè)計(jì)功能滿足實(shí)際要求。2）構(gòu)件生產(chǎn)階段。在得出最佳方案后，及時(shí)與各個(gè)施工方以及生產(chǎn)方做好溝通協(xié)調(diào)工作，安排合理的構(gòu)件生產(chǎn)計(jì)劃，通過利用BIM技術(shù)，實(shí)施精益管理，將裝配式構(gòu)件各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息及時(shí)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫(kù)中，由生產(chǎn)廠家在BIM數(shù)據(jù)庫(kù)中直接提取裝配式構(gòu)件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)信息，并嚴(yán)格按照規(guī)定完成裝配式構(gòu)件生產(chǎn)工作。如果發(fā)現(xiàn)其中存在數(shù)據(jù)偏差，則需要通過數(shù)據(jù)庫(kù)及時(shí)反饋給設(shè)計(jì)方。在生產(chǎn)中，根據(jù)施工需求，將構(gòu)件進(jìn)行分批生產(chǎn)，及時(shí)將構(gòu)件運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，避免出現(xiàn)庫(kù)存積壓，造成管理和維護(hù)成本增加。3）施工階段。在施工過程中，由于構(gòu)件信息儲(chǔ)存在BIM數(shù)據(jù)庫(kù)中，所以施工管理人員只有需要通過查詢數(shù)據(jù)庫(kù)，即可對(duì)裝配式構(gòu)件質(zhì)量加以了解，明確構(gòu)件生產(chǎn)日期、物理屬性、功能屬性等信息，裝配式構(gòu)件質(zhì)量在得到全面提高的作用下，根據(jù)BIM實(shí)施施工吊裝模擬，從而合理安排施工計(jì)劃。4）運(yùn)維管理階段。在吊裝裝配施工完成后，管理人員需要及時(shí)將施工構(gòu)件和相關(guān)設(shè)備信息及時(shí)傳輸?shù)紹IM數(shù)據(jù)庫(kù)中，為后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理工作的實(shí)施奠定良好基礎(chǔ)。

5 依托BIM實(shí)現(xiàn)裝配式建筑精益建造

為了達(dá)到裝配式建筑精益建造工程目標(biāo)，通過利用BIM技術(shù)，構(gòu)建信息化管理平臺(tái)，如圖2所示，并在平臺(tái)構(gòu)建的基礎(chǔ)下，發(fā)揮出BIM技術(shù)的可視化。集成化以及模擬化等優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)對(duì)裝配式建筑各個(gè)施工階段進(jìn)行精益化管理，提高裝配式建筑精益建造質(zhì)量。

圖2 BIM建筑管理平臺(tái)

5.1 依托BIM的設(shè)計(jì)協(xié)同-體化

5.1.1 基于BIM技術(shù)的各專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)

在裝配式建筑獨(dú)立設(shè)計(jì)中，需要及時(shí)轉(zhuǎn)化為合并協(xié)同設(shè)計(jì)，為裝配式建筑精益建造提供良好幫助。在BIM技術(shù)的集成化功能技術(shù)上，可以通過利用BIM平臺(tái)信息共享功能，完成裝配式建筑施工協(xié)同設(shè)計(jì)，如圖3所示。在BIM技術(shù)的基礎(chǔ)上，可以及時(shí)識(shí)別裝配式構(gòu)件所存在的偏差，并及時(shí)加以修正，以此保障裝配式建筑精益建造，為后續(xù)裝配式施工窩工良好幫助。通過專業(yè)協(xié)同功能的技術(shù)上，促使BIM模型信息更新速度快加，及時(shí)解決裝配式構(gòu)件中所存在的問題，確保裝配式構(gòu)件實(shí)現(xiàn)高效銜接，保障裝配式建筑整體施工質(zhì)量得到全面提升。

圖3 BIM專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)

5.1.2 應(yīng)用BIM技術(shù)推進(jìn)并行工程實(shí)施

并行工程所涉及的專業(yè)內(nèi)容相對(duì)較多，需要全面明確裝配式建筑施工流程以及步驟，而非根據(jù)固有的工程順序制定精益建造，在并行工程項(xiàng)目的全面實(shí)施下，發(fā)揮出BIM集成性，做好工程現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)信息收集工作，構(gòu)建信息化建筑工程模型，通過多專業(yè)并行設(shè)計(jì)，了解裝配式建筑構(gòu)件的生產(chǎn)工藝、安裝細(xì)節(jié)以及工程維護(hù)等，及時(shí)利用BIM模型各項(xiàng)參數(shù)，對(duì)裝配式建筑進(jìn)行檢驗(yàn)審核，確保裝配式建筑工程質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。并行工程系統(tǒng)中主要包含了以下幾部分。1）建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)組織執(zhí)行。該部分主要是為了確保裝配式建筑構(gòu)件設(shè)計(jì)滿足工程施工要求，同時(shí)明確裝配式建筑施工流程。2）BIM技術(shù)可以為并行工作提供準(zhǔn)確的施工信息，發(fā)揮出工程信息共享功能。3）建筑工程數(shù)據(jù)庫(kù)以及仿真系統(tǒng)，利用功能界面及時(shí)完成數(shù)據(jù)查詢[2]。

5.2 利用BIM實(shí)現(xiàn)精益準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)與供應(yīng)鏈管理

5.2.1 借助BIM技術(shù)制定精益生產(chǎn)計(jì)劃

通過BIM技術(shù)及時(shí)將裝配式構(gòu)件設(shè)計(jì)信息傳遞給生產(chǎn)商，通過利用各項(xiàng)參數(shù)信息，及時(shí)在生產(chǎn)車間系統(tǒng)中輸入裝配式構(gòu)件基礎(chǔ)信息，精準(zhǔn)完成裝配式構(gòu)件生產(chǎn)。在生產(chǎn)制造時(shí)，通過利用BIM憑條可以及時(shí)讀取裝配式構(gòu)件設(shè)計(jì)信息，明確裝配式構(gòu)件型號(hào)以及材質(zhì)，為下一步構(gòu)件的生產(chǎn)制作以及安裝施工提供有效準(zhǔn)備。針對(duì)裝配式構(gòu)件信息查詢，工作人員可以通過利用BIM平臺(tái)，及時(shí)了解裝配式構(gòu)件的所有生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息，同時(shí)也能夠?yàn)檠b配式構(gòu)件訂單加以管理，明確裝配式構(gòu)件的運(yùn)輸物流信息等，避免裝配式構(gòu)件在運(yùn)輸期間內(nèi)出現(xiàn)質(zhì)量問題。

5.2.2 運(yùn)用BIM技術(shù)實(shí)施準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)（JIT）和訂單驅(qū)動(dòng)

裝配式建筑構(gòu)件準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)對(duì)于工程進(jìn)度和效益起到了重要性作用，但在傳統(tǒng)管理工作中，信息傳遞效率較低，無法及時(shí)完成裝配式構(gòu)件的生產(chǎn)，延誤了工程施工進(jìn)度，而且許多構(gòu)件體積及重力較大，現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)存較為困難。通過對(duì)BIM技術(shù)實(shí)施準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)管理，既能保障構(gòu)件生產(chǎn)準(zhǔn)時(shí)性，又可減少構(gòu)件生產(chǎn)維護(hù)成本，避免因構(gòu)件生產(chǎn)問題，影響裝配式建筑施工效率。

5.2.3 基于BIM信息平臺(tái)構(gòu)建精益供應(yīng)鏈管理機(jī)制

針對(duì)裝配式構(gòu)件生產(chǎn)供應(yīng)企業(yè)，建筑單位應(yīng)當(dāng)根據(jù)精益建造理念，明確建筑工程施工進(jìn)度以及施工計(jì)劃，通過對(duì)BIM技術(shù)的有效運(yùn)用，構(gòu)建精益建造供應(yīng)鏈管理機(jī)制，要求施工單位與生產(chǎn)供應(yīng)企業(yè)做好協(xié)調(diào)管理工作，相互配合，以此增強(qiáng)裝配式建筑整體經(jīng)濟(jì)效益，減少建造成本支出。

5.3 利用BIM的構(gòu)件物流精益運(yùn)輸管理

5.3.1 制定運(yùn)輸計(jì)劃

裝配式構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)及時(shí)與物流運(yùn)輸承包商之間做好溝通交流，根據(jù)工程施工計(jì)劃，制定完善的裝配式構(gòu)件運(yùn)輸計(jì)劃，根據(jù)不同裝配式構(gòu)件外形、重力以及體積大小，合理安排匹配的運(yùn)輸車輛，根據(jù)道路交通管理制度，及時(shí)做好裝配式構(gòu)件物流運(yùn)輸動(dòng)態(tài)計(jì)劃調(diào)整工作，以此方便管理人員在實(shí)際工作中，全面掌握裝配式構(gòu)件運(yùn)輸情況，在物流運(yùn)輸車輛中安裝GPS，并對(duì)BIM信息化平臺(tái)連接，實(shí)現(xiàn)信息共享，從而利用BIM信息管理平臺(tái)及時(shí)定位車輛位置，同時(shí)掌握構(gòu)件運(yùn)輸量，根據(jù)道路交通管制實(shí)際情況，為物流車輛駕駛 人員及時(shí)找出最快運(yùn)輸路線，保障裝配式構(gòu)件運(yùn)輸達(dá)到精益化要求[3]。

5.3.2 優(yōu)化運(yùn)輸線路

通過對(duì)BIM信息管理共享平臺(tái)的有效運(yùn)用，可以及時(shí)接受運(yùn)輸車輛GPS傳遞的信息，及時(shí)了解車輛運(yùn)輸路線以及車輛運(yùn)行狀態(tài)等，根據(jù)路況實(shí)際情況，對(duì)物流車輛運(yùn)輸路線及時(shí)做好優(yōu)化調(diào)整工作。

5.3.3 管控構(gòu)件運(yùn)輸

通過利用BIM信息管理共享平臺(tái)，針對(duì)裝配式構(gòu)件運(yùn)輸實(shí)施統(tǒng)一調(diào)度管理工作，針對(duì)一批裝配式構(gòu)件運(yùn)輸，全面提高構(gòu)件運(yùn)輸物流效率，減少承包商物流運(yùn)輸成本。在BIM技術(shù)的有效運(yùn)用下，還可以及時(shí)對(duì)構(gòu)件物流配送計(jì)劃及時(shí)調(diào)整，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況，確保所運(yùn)輸?shù)臉?gòu)件滿足現(xiàn)場(chǎng)施工安裝計(jì)劃要求，盡可能及時(shí)將裝配式建筑施工現(xiàn)場(chǎng)中所需要的構(gòu)件運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)中，如果有需要的情況下，可以在運(yùn)輸?shù)缆分虚g，設(shè)置裝配式構(gòu)件中轉(zhuǎn)倉(cāng)庫(kù)，以此完成裝配式構(gòu)件的儲(chǔ)存管理工作。

6 結(jié)語

在新時(shí)代的發(fā)展下，裝配式建筑工程要想達(dá)到精益建造要求，務(wù)必轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)建筑工程管理理念以及施工理念，加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)代化BIM技術(shù)的有效運(yùn)用，構(gòu)建BIM三維可視化模型，并在BIM系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，保障裝配式建筑設(shè)計(jì)方案滿足實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的要求，同時(shí)利用BIM集成功能，全面收集裝配式現(xiàn)場(chǎng)工程施工信息，根據(jù)工程施工進(jìn)度，要求裝配式構(gòu)件生產(chǎn)商及時(shí)完成構(gòu)件生產(chǎn)，保障裝配式構(gòu)件的銜接安裝，提高工程建造施工效率以及施工進(jìn)度，減少成本支出，以此全面實(shí)現(xiàn)裝配式建筑精益建造，為裝配式建筑的進(jìn)一步發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。