建筑業(yè)是我國國民經(jīng)濟的重要支柱產(chǎn)業(yè)。2020年建筑業(yè)實現(xiàn)增加值達到了7.3萬億元，比2019年增長3.5%，占國內(nèi)生產(chǎn)總值的7.2%，有力支撐了國民經(jīng)濟持續(xù)健康發(fā)展。但目前我國建筑業(yè)大而不優(yōu)，落后的施工手段及施工方式制約了行業(yè)效率及建筑質(zhì)量提升。

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展代表了建筑業(yè)的發(fā)展方向。發(fā)展智能建造是促進建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級、實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的必然要求。大力發(fā)展裝配式建筑則是推動智能建造、推動建筑工業(yè)化升級的重要切入點。

2020年年底召開的全國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)工作會議明確指出，2021年要推動工程總承包向全產(chǎn)業(yè)鏈延伸以及裝配式建筑全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展，逐步提高裝配式建筑在新建建筑中的比例。近年來，隨著建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展理念的深入，裝配式建筑由于其低碳環(huán)保經(jīng)濟的特點成為建筑工業(yè)化的重要表現(xiàn)形式之一，也是建筑行業(yè)未來的主要發(fā)展方向。

裝配式建筑建造具有設(shè)計標準化、協(xié)同化，構(gòu)件部品生產(chǎn)工業(yè)化，施工裝配機械化等典型特點。設(shè)計階段需實現(xiàn)建筑、結(jié)構(gòu)、裝飾、機電等多專業(yè)協(xié)同、接口統(tǒng)一及預留預埋統(tǒng)籌；生產(chǎn)階段需實現(xiàn)流水化生產(chǎn)、減少施工過程的相互依賴制約；施工階段則需大幅提升機械化作業(yè)水平，各階段之間需高度協(xié)同。

隨著國家層面、主管部門以及地方政策的聯(lián)合驅(qū)動，加上市場內(nèi)生動力的不斷增強，近年來裝配式建筑相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。然而，裝配式建筑各類預制構(gòu)件部品部件在設(shè)計、施工、運維全過程管理中產(chǎn)生的信息量巨大、格式各異，設(shè)計單位、構(gòu)件生產(chǎn)單位及施工單位之間信息傳遞效率低，各階段頻繁出現(xiàn)設(shè)計錯誤、碰撞沖突、安裝精度等問題，既不利于質(zhì)量又影響工程進度，使工程項目質(zhì)量下降、造價增加、工期延長，不僅不能體現(xiàn)裝配式建筑的優(yōu)勢，反而因信息不能及時共享阻礙裝配式建筑的發(fā)展。

打通數(shù)據(jù)共享壁壘 實現(xiàn)高度集成協(xié)作

由于裝配式建筑全過程包含的信息量巨大，所以提高工程數(shù)據(jù)與信息管理效率是影響裝配式建筑發(fā)展的重要影響因素。如何保證各個環(huán)節(jié)信息的有效傳遞和共享是裝配式建筑信息化管理的重要內(nèi)容，也是裝配式建筑得以順利發(fā)展的前提。

裝配式建筑要求設(shè)計、生產(chǎn)及施工各階段打通數(shù)據(jù)共享壁壘，集成各專業(yè)軟件，實現(xiàn)各環(huán)節(jié)的高度集成、協(xié)作。裝配式建筑對全過程信息化管理提出了新的需求，即在裝配式建筑各階段信息分類匯總的基礎(chǔ)上，通過信息化技術(shù)的自身價值特性，建立基于裝配式建筑全過程的信息共享管理模型，搭建全過程數(shù)據(jù)信息管理平臺，以信息數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一為導向解決裝配式建筑信息共享困難的問題，為裝配式建筑全壽命周期信息共享提供解決方案，更好的實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息在工程關(guān)聯(lián)參與者之間的共享與傳遞。

基于裝配式建筑全過程信息共享、協(xié)同工作需求，可以利用BIM、云計算等技術(shù)建立裝配式建筑全過程信息化管理平臺。一方面，裝配式建筑全過程信息化管理平臺可以為裝配式建筑全過程各環(huán)節(jié)信息匯聚提供底層支撐，形成了統(tǒng)一數(shù)據(jù)源，為各環(huán)節(jié)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)；另一方面，依托平臺可為各階段不同參與方協(xié)同工作、業(yè)務(wù)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)服務(wù)；此外，平臺可以整合多種數(shù)據(jù)挖掘與決策支持手段，支持更加靈活、高效的管理決策過程。

總結(jié)而言，典型的裝配式建筑全過程信息化管理平臺應(yīng)具有以下三大特征：一是通用性，兼容不同工程項目管理模式、不同組織結(jié)構(gòu)、不同管理流程，可服務(wù)不同參與方、不同軟件的應(yīng)用需求。二是可擴展性，面向不同工程項目、參與方特點，對平臺功能進行定制開發(fā)和擴展。三是靈活性，可根據(jù)不同業(yè)務(wù)和安全需求，對數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)權(quán)限、平臺接口、服務(wù)、流程進行靈活調(diào)整，可服務(wù)于不同管理需求。

以裝配式建筑EPC項目為例，高效率的信息化管理可以為業(yè)主及承包商帶來更高的收益，同時也會顯著提升項目管理水平。裝配式建筑EPC模式下的全過程信息化管理，需要借助高效、系統(tǒng)、完善的組織架構(gòu)建立裝配式建筑EPC項目信息化管理平臺。通過項目信息化管理平臺將業(yè)主、設(shè)計單位、監(jiān)理單位、總承包商和專業(yè)分包單位及供貨商聯(lián)為一體，并在平臺內(nèi)部配置EPC業(yè)務(wù)流程，項目各相關(guān)方通過電子流程進行協(xié)作，形成集中統(tǒng)一信息管理的平臺，實現(xiàn)模塊化信息業(yè)務(wù)模式，提高項目工作效率的同時，也強化了EPC總承包商統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的優(yōu)勢。

EPC總承包項目管理平臺可以有效集成設(shè)計、采購、施工等業(yè)務(wù)進程，達到滿足EPC過程服務(wù)的目的，實現(xiàn)包括工程電子文檔、項目大數(shù)據(jù)采集與分析、資源與合作伙伴管理等數(shù)據(jù)共享及采購協(xié)作機制，從而達到對EPC項目的動態(tài)控制，實現(xiàn)密切追蹤、實時分析、流程優(yōu)化等目的。

協(xié)同一致的全過程信息化管理平臺，涵蓋EPC項目的全部管理內(nèi)容，更有利于裝配式建筑項目的實施。借助項目信息化管理平臺可以幫助業(yè)主及EPC總承包商完成信息交流與過程控制，從而建立全新的裝配式建筑項目管理模式，達到強化及發(fā)揮總承包商科學化管理的目的。

搭建全過程數(shù)據(jù)信息管理平臺

裝配式建筑全過程信息化管理平臺應(yīng)以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)，利用IFC標準、數(shù)據(jù)庫、云計算等技術(shù)實現(xiàn)結(jié)構(gòu)化及非結(jié)構(gòu)化BIM數(shù)據(jù)的存儲、管理與共享。依托服務(wù)端實現(xiàn)BIM數(shù)據(jù)的分析、處理與可視化，并在此技術(shù)上為裝配式建筑全過程各階段的共性的BIM數(shù)據(jù)管理、集成、共享、分析處理、可視化與綜合分析評價提供支撐平臺，服務(wù)裝配式建筑全過程的協(xié)同設(shè)計、生產(chǎn)跟蹤、施工管理、計價算量等應(yīng)用。

裝配式建筑全過程信息化管理平臺功能通?？煞譃橄到y(tǒng)管理、BIM數(shù)據(jù)集成、BIM數(shù)據(jù)處理、Web服務(wù)API、圖形引擎、數(shù)據(jù)監(jiān)測分析等部分支撐模塊以及資源配置優(yōu)化等擴展性分析評價模塊。

具體來看，系統(tǒng)管理模塊用于支持平臺管理員建立項目數(shù)據(jù)庫及其初始化配置工作。主要包括數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建、數(shù)據(jù)備份，用戶組織結(jié)構(gòu)及其權(quán)限設(shè)置，數(shù)據(jù)版本管理以及平臺操作日志等功能。

BIM數(shù)據(jù)集成模塊用于提供不同BIM數(shù)據(jù)解析、提取、轉(zhuǎn)換和導出等功能。其中IFC接口可解析.ifc、.ifcxml等STEP及XML格式及其壓縮格式的IFC數(shù)據(jù)，并集成到數(shù)據(jù)庫中，同時可將數(shù)據(jù)導出為IFC文件；MS Project文件接口可以導入或?qū)С鯩S Project文件，并將其數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IFC格式進行存儲；gbXML文件接口可基于XML格式解析和導入性能分析模型數(shù)據(jù)；監(jiān)測數(shù)據(jù)接口則可通過csv等格式導入能耗監(jiān)測、安全監(jiān)測等有關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)；其他數(shù)據(jù)集成接口可以集成dxf格式圖紙數(shù)據(jù)、3dxml格式Catia模型等數(shù)據(jù)，充分利用各類設(shè)計及模型數(shù)據(jù)。

BIM數(shù)據(jù)處理模塊主要用于支持其他功能模塊共性的BIM數(shù)據(jù)分析及處理工作，包括模型提取集成，根據(jù)具體應(yīng)用場景或業(yè)務(wù)需求，從系統(tǒng)提取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，或?qū)I(yè)務(wù)應(yīng)用產(chǎn)生的數(shù)據(jù)動態(tài)更新到平臺數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)分類統(tǒng)計分析，利用分布式計算等技術(shù)實現(xiàn)有關(guān)數(shù)據(jù)的分類統(tǒng)計分析，提高數(shù)據(jù)處理效率。模型輕量化，通過數(shù)據(jù)壓縮、相似模型合并、傳輸優(yōu)化以及動態(tài)加載等技術(shù)，減少模型傳輸量、提升模型顯示效率。數(shù)據(jù)緩存，將上述數(shù)據(jù)處理結(jié)果，以及輕量化數(shù)據(jù)等在服務(wù)端進行緩存處理，以提高有關(guān)數(shù)據(jù)服務(wù)效率，降低服務(wù)器數(shù)據(jù)庫負載。

Web服務(wù)API模塊主要是平臺其他功能模塊對外開放功能的服務(wù)封裝，除各功能模塊有關(guān)功能外，還可進行授權(quán)校驗，根據(jù)API調(diào)用參數(shù)判斷調(diào)用方是否具有該API調(diào)用權(quán)限，并對跟蹤記錄各應(yīng)用軟件調(diào)用方對API的調(diào)用情況，便于平臺及時解決有關(guān)問題。

圖形引擎模塊主要提供裝配式建筑全過程信息管理的模型三維顯示相關(guān)功能。例如模型瀏覽，平臺圖形引擎提供基本模型瀏覽功能，包括縮放、平移、旋轉(zhuǎn)等功能，以及顯示、隱藏構(gòu)件與調(diào)整顯示效果等功能。圖形引擎還提供剖切面定義、調(diào)整與剖切視圖創(chuàng)建功能，便于工程人員自行定義剖切視圖、查看模型信息。圖形引擎通過提供模型室內(nèi)外漫游功能，可交互式查看模型效果；通過提供構(gòu)件點選、框選等多種交互選擇方式，實現(xiàn)高效的模型選擇、查看。此外，平臺提供圖形數(shù)據(jù)離線緩存功能，從而降低數(shù)據(jù)獲取頻率，提升數(shù)據(jù)加載效率。

資源配置優(yōu)化模塊主要面向裝配式建筑施工過程提供資源配置與進度優(yōu)化功能，具體包括進度數(shù)據(jù)集成，平臺可基于Microsoft Project數(shù)據(jù)集成接口實現(xiàn)進度數(shù)據(jù)的自動導入，并可基于平臺修改和完善有關(guān)進度數(shù)據(jù)。資源數(shù)據(jù)集成，平臺可基于數(shù)據(jù)表格等方式自動導入工程資源數(shù)據(jù)，或通過手工錄入等方式建立工程項目的資源信息。動態(tài)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，平臺能夠?qū)崿F(xiàn)進度計劃與模型的動態(tài)關(guān)聯(lián)，提供手動關(guān)聯(lián)、自動關(guān)聯(lián)等方式，實現(xiàn)進度計劃與BIM設(shè)計模型的集成。集成后，可在平臺中對施工過程及施工工藝進行模擬，并為資源配置優(yōu)化基礎(chǔ)，同時，平臺提供模型與清單算量和資源信息的動態(tài)關(guān)聯(lián)，通過自動或半自動方式構(gòu)建模型與資源的關(guān)聯(lián)信息。仿真優(yōu)化分析，平臺根據(jù)前述關(guān)聯(lián)建立的BIM模型，自動生成資源配置與優(yōu)化模型，并基于人工智能算法求解資源配置優(yōu)化模型，對工程施工的關(guān)鍵資源需求進行分析和均衡，提高資源利用效率，節(jié)約時間與成本。

數(shù)據(jù)監(jiān)測分析模塊則主要面向裝配式建筑物料管理及施工管理提供物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測功能。平臺可將各物聯(lián)網(wǎng)感知系統(tǒng)的能耗、沉降、測控定位等監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)一集成到BIM模型中，從而支持施工質(zhì)量、安裝精度等一系列指標的對比和分析，進行監(jiān)測數(shù)據(jù)集成。平臺還可以將物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)與BIM模型進行關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)基于模型的數(shù)據(jù)可視化點選、交互與動態(tài)展示，從而更好的體現(xiàn)數(shù)據(jù)與模型的關(guān)系。此外，平臺還能動態(tài)分析統(tǒng)計物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)，并采用人工智能等算法對數(shù)據(jù)未來趨勢進行分析預測，輔助管理人員更好的決策與掌控工程進展。

基于EPC模式的裝配式建筑全過程信息化管理平臺

項目采用EPC工程總承包管理模式，利用全過程信息化管理平臺，貫穿設(shè)計、加工、裝配、運維各階段，避免重復建模，實現(xiàn)設(shè)計-加工-裝配一體化協(xié)同控制。引入基于BIM的虛擬制造和裝配技術(shù)，減少生產(chǎn)、裝配問題；同時，構(gòu)建基于BIM的構(gòu)件部品族庫、生產(chǎn)模具族庫與工裝系統(tǒng)族庫，并可整合部品件計算機輔助加工（CAM）、構(gòu)件生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)（MES）、無線射頻、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)，充分共享裝配式建筑產(chǎn)品的設(shè)計信息、生產(chǎn)信息和運輸?shù)榷囝愋畔?，為工程項目實時動態(tài)調(diào)整，制定科學完善、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理的裝配優(yōu)化方案。

該項目裝配式建筑智能建筑平臺是一個基于BIM輕量化引擎的智能BIM建筑平臺，主要功能包括：平臺提供項目庫、預制構(gòu)件庫、模型庫三個層次的數(shù)據(jù)組織。用戶可將項目中的BIM模型通過專用的客戶端工具上傳到服務(wù)器上，并提供在線瀏覽BIM數(shù)據(jù)的服務(wù)，作為共享、協(xié)同的基礎(chǔ)。同時還可以將預制構(gòu)件、通用模型等共用的BIM模型和數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器，方便在不同的項目中使用。

平臺后臺管理功能強大，建立了合理的分權(quán)管理機制；所有操作易學易用、操作簡便。平臺基于最新的BIM模型輕量化機制，使用戶通過互聯(lián)網(wǎng)訪問三維BIM數(shù)據(jù)無需長時間等待，并針對移動設(shè)備訪問，做了專門的推送優(yōu)化，以取得最好的交互體驗和流量花費之間的平衡。同時，平臺還支持模型的重用。

基于“企業(yè)云”的裝配式建筑協(xié)同平臺，設(shè)定了設(shè)計資源標準、設(shè)計行為標準和設(shè)計交付標準，實現(xiàn)“全員、全專業(yè)、全過程”三全BIM應(yīng)用。此外，采用BIM方式可以實現(xiàn)點對面的協(xié)同模式，通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更可以打破地域的限制，實現(xiàn)跨區(qū)域的工作協(xié)同。并采用虛擬桌面實現(xiàn)局域網(wǎng)基于同一服務(wù)器進行協(xié)同工作，在保證帶寬的前提下可以實現(xiàn)遠程登陸服務(wù)器進行協(xié)同工作，另一種方式是通過不同地域的服務(wù)器進行同步備份實現(xiàn)協(xié)同工作。

裝配式建筑智能建筑平臺將各個流程模塊化，整合到各個功能模塊。通過云數(shù)據(jù)庫儲存信息，實現(xiàn)信息的共享與傳遞。通過共同的BIM模型，實現(xiàn)各個參與方的工作協(xié)同，包括各專業(yè)設(shè)計師工作的協(xié)同，在同一模型上完成各自的設(shè)計工作，查閱每一個構(gòu)件的工程信息，每一個預制構(gòu)件的屬性信息可以集成匯總。

裝配式建筑智能建筑平臺通過BIM技術(shù)一體化協(xié)同，實現(xiàn)了模塊化設(shè)計，個性化定制。在設(shè)計過程中可以實時與業(yè)主交互，提供個性化的服務(wù)，讓“建筑不再是遺憾的藝術(shù)”。

平臺集成裝配式建筑全產(chǎn)業(yè)鏈信息，為建筑全生命周期提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。裝配式建筑智能建筑平臺將裝配式建筑全產(chǎn)業(yè)鏈條的數(shù)字信息集成在BIM模型中，實現(xiàn)了設(shè)計、采購、生產(chǎn)、施工和運維全過程的信息交互，為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，智能工廠和智慧工地的部署提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。

裝配式建筑智能建筑平臺還提供了更加綠色環(huán)保、品質(zhì)優(yōu)良的建筑產(chǎn)品供給，并提供智能化、數(shù)字化的“幸?？臻g”。平臺的建設(shè)以引領(lǐng)建筑業(yè)實現(xiàn)“中國制造2025”為目標，既保障了綠色、節(jié)能、質(zhì)量更好，性能更優(yōu)的建筑產(chǎn)品的供給，也能提供一個數(shù)字化虛擬的“幸?？臻g”，不僅讓業(yè)主在美好的體驗中了解各種建筑信息，而且能提供諸如照明模擬、建筑體檢等實用功能。