柏 青
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對(duì)于我國(guó)建筑行業(yè)而言,要想實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,就必須努力實(shí)現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)化與建筑信息化,其中建筑信息化不僅滿(mǎn)足行業(yè)發(fā)展的需求,還需符合我國(guó)相關(guān)政策要求。而裝配式建筑作為建筑工業(yè)化中至關(guān)重要的一部分,由于受限于該建筑“系統(tǒng)性”的特點(diǎn)與建設(shè)行政管理體系“碎片化”的矛盾,嚴(yán)重制約著裝配式建筑的不斷發(fā)展。同時(shí),裝配式建筑的建設(shè)方式具有一定的特殊性,其監(jiān)管工作的關(guān)鍵在于預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量,然而當(dāng)前相關(guān)部門(mén)的監(jiān)管方式存在諸多問(wèn)題,具體包括:監(jiān)管不到位、欠缺具有針對(duì)性的監(jiān)管體系等,這就難以保證監(jiān)管質(zhì)量[1]?;诖?,相關(guān)部門(mén)必須對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行全面分析,然后依托于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),科學(xué)合理地構(gòu)建裝配式建筑信息化監(jiān)管平臺(tái)。
物聯(lián)網(wǎng)主要是萬(wàn)物相連的互聯(lián)網(wǎng),即以互聯(lián)網(wǎng)為核心,通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行延伸與拓展,有機(jī)結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)與各種信息傳感設(shè)備,構(gòu)成一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò),打破了時(shí)空的限制,實(shí)現(xiàn)人、機(jī)及物的互聯(lián)互通。物聯(lián)網(wǎng)的組成部分具體包括:感知層、應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層,各部分的特點(diǎn)與工作特性有著很大差異。其中,感知層作為物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù),可讓物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)全面感知,其由傳感器、RFID、二維碼等擁有數(shù)據(jù)采集功能的感知終端組成,核心在于具有更加全面、更加精準(zhǔn)的感知能力,并且具有低成本、小型化及能耗低的優(yōu)點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)層可實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的廣泛覆蓋,這是物聯(lián)網(wǎng)中最為成熟、規(guī)范化程度最高、產(chǎn)業(yè)化能力最強(qiáng)的組成部分,能夠優(yōu)化和改造物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用特征,生成系統(tǒng)感知的網(wǎng)絡(luò),該部分的主要作用在于:對(duì)感知層中的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸、處理、分析及管理。感知層的功能是數(shù)據(jù)存儲(chǔ),網(wǎng)絡(luò)層的功能是數(shù)據(jù)處理與管理,然而這些功能均要在應(yīng)用層中來(lái)完成,該部分作為物聯(lián)網(wǎng)和行業(yè)需求的連接口,最終能夠完整地呈現(xiàn)出已處理的信息。
近年來(lái),我國(guó)信息化管理平臺(tái)日益完善,利用這一管理平臺(tái),有利于提高信息與數(shù)據(jù)的管理水平和能力。基于此,建筑領(lǐng)域可對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行充分利用,構(gòu)建裝配式建筑信息化監(jiān)管平臺(tái),該平臺(tái)的重要性具體包括:(1)有助于加強(qiáng)建筑工程各參與方的信息交流,即通過(guò)信息化管理平臺(tái),各參與方均能夠借助相關(guān)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行信息共享、獲取,掌握工程的進(jìn)行狀態(tài),從而顯著提高預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)調(diào)度能力;(2)有助于實(shí)現(xiàn)混凝土構(gòu)件制造的通用化與規(guī)范化,通過(guò)建筑信息化平臺(tái)開(kāi)展裝配工作,可以進(jìn)一步規(guī)范預(yù)制構(gòu)件的編碼規(guī)則,讓產(chǎn)品編碼相一致,這就能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)件的規(guī)范化與通用化,再構(gòu)件裝配式建筑部品部件庫(kù),借助其通用性與兼容性等特征,從而共享整個(gè)建筑工程的產(chǎn)業(yè)鏈[2];(3)有助于優(yōu)化和更新建筑行業(yè)管理模式,通過(guò)利用信息化平臺(tái),既能夠強(qiáng)化建筑業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈之間的關(guān)聯(lián),還能夠借助各種先進(jìn)信息化技術(shù),來(lái)強(qiáng)化建筑各階段的信息交互,從而推動(dòng)裝配式建筑各流程的順利開(kāi)展;(4)有助于提高監(jiān)管效果,借助信息化監(jiān)管平臺(tái),能夠?qū)ㄖ┕みM(jìn)度等加以有力監(jiān)管,各參與方均能夠?qū)崟r(shí)登錄平臺(tái)獲取工程的進(jìn)度信息,并且平臺(tái)中的信息數(shù)據(jù)可為裝配式建筑建設(shè)提供有力的支持;(5)有利于追尋質(zhì)量管理全過(guò)程,通過(guò)信息化監(jiān)管平臺(tái),能夠采集到的每一個(gè)部品部件的全生命周期信息,從而在實(shí)際工程建設(shè)中對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控,并且有效保全工程項(xiàng)目所有的數(shù)據(jù)信息,從而確保后續(xù)質(zhì)量追溯工程的順利開(kāi)展。
針對(duì)裝配式建筑信息化監(jiān)管平臺(tái)而言,其基本管理單元是預(yù)制構(gòu)件,利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)建設(shè)過(guò)程進(jìn)行跟蹤,圍繞著預(yù)制構(gòu)件廠(chǎng)部品部件工業(yè)化生產(chǎn)、施工現(xiàn)場(chǎng)安裝開(kāi)展一系列工作,而數(shù)據(jù)信息輸入節(jié)點(diǎn)涉及成品圖深化設(shè)計(jì)、預(yù)制構(gòu)件廠(chǎng)原材料檢驗(yàn)、構(gòu)件出廠(chǎng)、構(gòu)件運(yùn)輸、施工安裝等環(huán)節(jié),并將單向工程作為數(shù)據(jù)信息匯總單元的一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)信息化管理系統(tǒng)。為此,可將該平臺(tái)系統(tǒng)的總體架構(gòu)劃分成感知層、管理層及應(yīng)用層[3]。
在構(gòu)件廠(chǎng)工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中,可在預(yù)制構(gòu)件的表面鑲嵌二維碼或RFTD射頻識(shí)別標(biāo)簽,并寫(xiě)入部品部件全部的生產(chǎn)信息,具體包括:構(gòu)件型號(hào)、構(gòu)件設(shè)計(jì)圖、構(gòu)件重量等基本信息,伴隨著生產(chǎn)環(huán)節(jié)的不斷推進(jìn),將會(huì)依次寫(xiě)入構(gòu)件的出廠(chǎng)、運(yùn)輸、進(jìn)場(chǎng)、施工安裝等信息。接下來(lái)在實(shí)際的施工環(huán)節(jié)中,相關(guān)工作人員可借助RFTD或二維碼讀寫(xiě)器來(lái)獲取部品部件的信息數(shù)據(jù),然后依據(jù)信息化管理平臺(tái)的要求將這些信息數(shù)據(jù)上傳到對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)之中,從而有利于后續(xù)更好地存儲(chǔ)和處理。
管理層主要是結(jié)合平臺(tái)系統(tǒng)的功能需求,為其安全穩(wěn)定運(yùn)行提供必要的保障,也可為感知層收集和管理數(shù)據(jù)提供平臺(tái)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換路徑,并為應(yīng)用層提供一定的支持。管理層具體涉及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析及數(shù)據(jù)挖掘等信息技術(shù)。
應(yīng)用層主要是為裝配式建筑信息化監(jiān)管平臺(tái)系統(tǒng)提供相應(yīng)的門(mén)戶(hù)網(wǎng)絡(luò)或APP,從而確保參與該建筑項(xiàng)目工程的各方能夠順利開(kāi)展深化審計(jì)、預(yù)制構(gòu)件制作、施工安裝、工程監(jiān)管等工作。同時(shí),應(yīng)用層涉及兩個(gè)部分:(1)政府監(jiān)管行業(yè)門(mén)戶(hù)網(wǎng)站,具體作用在于提供行業(yè)動(dòng)態(tài)、發(fā)布市場(chǎng)原材料信息價(jià)、市場(chǎng)材料庫(kù)及項(xiàng)目審批;該網(wǎng)站不僅是建筑行業(yè)信息發(fā)布平臺(tái),更是建筑行業(yè)內(nèi)裝配式建筑項(xiàng)目各參與方的互動(dòng)平臺(tái),該網(wǎng)站的主導(dǎo)者為裝配式建筑管理辦公室,主要目標(biāo)是構(gòu)建優(yōu)良的裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)內(nèi)所有企業(yè)的健康穩(wěn)步發(fā)展,創(chuàng)造行業(yè)內(nèi)企業(yè)之間良性的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境;(2)預(yù)制構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng),在準(zhǔn)備階段可提供企業(yè)申請(qǐng)和企業(yè)審批方面的支持,在設(shè)計(jì)階段可提供深化設(shè)計(jì)方面的支持,在生產(chǎn)環(huán)節(jié)可提供原材料檢驗(yàn)、生產(chǎn)過(guò)程記錄及構(gòu)件入庫(kù)檢驗(yàn)方面的支持,在交付階段可提供構(gòu)件出廠(chǎng)、入場(chǎng)記錄方面的支持,在安裝階段可提供預(yù)制構(gòu)件吊裝、安裝節(jié)點(diǎn)記錄及監(jiān)理驗(yàn)收方面的支持,在驗(yàn)收階段可提供分項(xiàng)驗(yàn)收與竣工驗(yàn)收方面的支持[4]。由此可見(jiàn),借助裝配式建筑信息化監(jiān)管平臺(tái),能夠?qū)崿F(xiàn)建筑行業(yè)動(dòng)態(tài)、工程在線(xiàn)審批等一系列信息化管理目標(biāo)。
通過(guò)對(duì)裝配式建筑信息化監(jiān)管平臺(tái)功能進(jìn)行合理的模塊劃分,有利于后續(xù)對(duì)裝配式建筑工程建設(shè)過(guò)程中產(chǎn)生的各類(lèi)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與歸檔,以便更好地進(jìn)行建筑質(zhì)量追溯。以下主要對(duì)該監(jiān)管平臺(tái)的各功能模塊進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。
對(duì)于企業(yè)認(rèn)證模塊而言,主要功能在于對(duì)裝配式建筑工程各參與方進(jìn)入系統(tǒng)的資質(zhì)進(jìn)行全面審查,待工程項(xiàng)目的審批立項(xiàng)通過(guò)以后,這一信息化監(jiān)管平臺(tái)將會(huì)自動(dòng)進(jìn)行目標(biāo)項(xiàng)目編號(hào)。如果有參與方想要進(jìn)入系統(tǒng),那么必須進(jìn)行認(rèn)證申請(qǐng),且獲得政府主管部門(mén)審批以后,方可進(jìn)入到系統(tǒng)之中,同時(shí)系統(tǒng)會(huì)為其提供能夠登錄平臺(tái)的賬號(hào)和密碼[5]。當(dāng)企業(yè)認(rèn)證合格后,有關(guān)政府部門(mén)將會(huì)結(jié)合認(rèn)證結(jié)果發(fā)放生產(chǎn)許可,然后根據(jù)生產(chǎn)企業(yè)的申請(qǐng),為其提供RFID讀寫(xiě)器和芯片。
對(duì)于深化設(shè)計(jì)模塊而言,主要功能在于為深化設(shè)計(jì)工作人員提供相關(guān)圖紙和建筑模型,以便其結(jié)合BIM技術(shù)來(lái)開(kāi)展裝配式建筑工程項(xiàng)目的建模、拆模、碰撞檢查、設(shè)計(jì)圖紙?zhí)岢觥⑹┕つM等多方面的工作,然后將深化設(shè)計(jì)成果上傳到信息化監(jiān)管平臺(tái)上,以便預(yù)制構(gòu)件單位根據(jù)這一設(shè)計(jì)成果來(lái)開(kāi)展生產(chǎn)工作。通常而言,會(huì)通過(guò)圖紙+BIM模型的方式來(lái)展現(xiàn)深化設(shè)計(jì)成果。
對(duì)于預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)單位管理模塊而言,主要是在取得深化設(shè)計(jì)成果以后,為預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)單位提供深化設(shè)計(jì)圖與BIM模型數(shù)據(jù)等,以及部品部件編號(hào)、數(shù)量、規(guī)格、生產(chǎn)時(shí)間、金屬鍵品牌等一系列數(shù)據(jù)信息,而這些數(shù)據(jù)信息將會(huì)寫(xiě)入到RFID標(biāo)簽中,由于僅有RFID具備ID編碼,所以每個(gè)預(yù)制件都具備獨(dú)一無(wú)二的“身份證”,且一一對(duì)應(yīng)BIM模型,從而有效保障后續(xù)預(yù)制件施工安裝的順利開(kāi)展,還能夠迅速定位每一個(gè)構(gòu)建,以便預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量追溯。
對(duì)于施工安裝管理模塊而言,主要功能在于對(duì)預(yù)制構(gòu)件從出廠(chǎng)至施工各個(gè)階段的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行全面記錄,保障預(yù)制構(gòu)件從運(yùn)輸、進(jìn)場(chǎng)、安裝施工等每一個(gè)流程均能夠查詢(xún)、追溯;同時(shí),該模塊能夠?qū)︻A(yù)制構(gòu)件的整個(gè)運(yùn)輸過(guò)程進(jìn)行全面記錄,且在其進(jìn)場(chǎng)時(shí)進(jìn)行驗(yàn)收、定位及節(jié)點(diǎn)裝配記錄等。在具體施工安裝時(shí),信息化監(jiān)管平臺(tái)能夠?qū)︻A(yù)制構(gòu)件的進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收單、吊裝定位信息等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行籌集,然后把施工模擬BIM模型上傳到這一平臺(tái)上,以便相關(guān)參與方隨時(shí)隨地通過(guò)該平臺(tái)獲取施工項(xiàng)目進(jìn)度信息,從而更加合理地管控施工進(jìn)度。
在預(yù)制構(gòu)件的卸載過(guò)程中,可借助RFID技術(shù)來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)制構(gòu)件進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)后的運(yùn)行路線(xiàn)和施工人員操作情況。由于預(yù)制構(gòu)件的操作在技術(shù)上有著很高的要求,因此必須配備具備豐富經(jīng)驗(yàn)、專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平較高的操作人才。施工安裝管理模塊的數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)著工程施工現(xiàn)場(chǎng)所有人員的信息,一旦所配備的操作人員技術(shù)能力不能滿(mǎn)足相關(guān)要求,系統(tǒng)則會(huì)馬上發(fā)出警報(bào)。同時(shí),當(dāng)預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸路線(xiàn)存在障礙時(shí),或是操作人員的行為不當(dāng),導(dǎo)致預(yù)制構(gòu)件無(wú)法保持穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),射頻識(shí)別系統(tǒng)會(huì)把相關(guān)信息傳送至閱讀器,以便相關(guān)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在危險(xiǎn),并采取有效措施進(jìn)行處理。
在預(yù)制構(gòu)件存放過(guò)程中,由于預(yù)制構(gòu)件的數(shù)量較大、種類(lèi)較多,這就大大增加了施工安裝監(jiān)管的難度,而通過(guò)合理運(yùn)用射頻識(shí)別技術(shù),對(duì)預(yù)制構(gòu)件的庫(kù)存信息進(jìn)行采集,具體包括:庫(kù)存地點(diǎn)、進(jìn)庫(kù)日期、各時(shí)間段負(fù)責(zé)監(jiān)管的人員信息等,若查詢(xún)到的實(shí)際信息和預(yù)期設(shè)置不一致,系統(tǒng)會(huì)發(fā)出相應(yīng)的警告信息,提醒相關(guān)監(jiān)管人員及時(shí)處理。
在預(yù)制構(gòu)件吊裝過(guò)程中,通過(guò)將RFID讀寫(xiě)器安裝到施工機(jī)械設(shè)備上,即可有效把握機(jī)械的空間信息,一旦有人員進(jìn)入到機(jī)械設(shè)備周?chē)kU(xiǎn)區(qū)域,則會(huì)馬上發(fā)出警報(bào),避免機(jī)械對(duì)人造成打擊。同時(shí),可將RFID讀寫(xiě)器安裝到預(yù)制構(gòu)件上,吊裝時(shí)能夠?qū)㈩A(yù)制構(gòu)件投影作為圓心,將人的反應(yīng)距離作為半徑,形成一個(gè)圓形區(qū)域,也就是危險(xiǎn)區(qū)域,當(dāng)有人員進(jìn)入這一危險(xiǎn)區(qū)域,就會(huì)發(fā)出警報(bào)。除此之外,可基于現(xiàn)場(chǎng)操作人員和預(yù)支構(gòu)件的空間直線(xiàn)距離,明確是否進(jìn)入危險(xiǎn)范圍的標(biāo)準(zhǔn),若有人員超過(guò)這一標(biāo)準(zhǔn),系統(tǒng)就會(huì)馬上發(fā)出警報(bào),以此來(lái)確保預(yù)制構(gòu)件施工工作的安全有序開(kāi)展[6]。
對(duì)于竣工驗(yàn)收管理模塊而言,主要功能在于在工程驗(yàn)收過(guò)程中,匯總所有的資料信息,然后生成裝配式建筑的工程檔案,以此作為工程竣工驗(yàn)收的依據(jù)。在這一模塊中,可借助Web端來(lái)對(duì)裝配式建筑工程的文檔資料與圖像影像資料等進(jìn)行收集,資料收集涉及分項(xiàng)驗(yàn)收和竣工驗(yàn)收兩個(gè)環(huán)節(jié)。
以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ),構(gòu)建的裝配式建筑信息化監(jiān)管平臺(tái)通過(guò)圍繞著預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)與安裝,借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等先進(jìn)信息化技術(shù),實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)建筑工程的信息化管理。同時(shí),該平臺(tái)能夠?qū)︻A(yù)制構(gòu)件的一系列數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集,并基于自身的共享性特征使得工程參與各方實(shí)現(xiàn)信息共享,并獲得到相應(yīng)的信息管理服務(wù),強(qiáng)化各參與方之間的互動(dòng)交流,從而打破以往建筑工程管理中存在的交互壁壘,保障問(wèn)題可以得到迅速處理,最終有效提高工程的施工效率和質(zhì)量[7]。
現(xiàn)階段我國(guó)建筑行業(yè)實(shí)施的管理制度,并未明確規(guī)定裝配式建筑監(jiān)管的相關(guān)要求,也缺乏對(duì)物聯(lián)網(wǎng)裝配式建筑的政策和法規(guī),而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用需要政府與市場(chǎng)的有效引導(dǎo)。因此,政府應(yīng)積極推廣裝配式建筑,充分發(fā)揮自身所具備的指導(dǎo)作用,健全相關(guān)政策、法律法規(guī),大力推廣物聯(lián)網(wǎng)裝配式建筑。
針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)裝配式建筑施工而言,當(dāng)前我國(guó)預(yù)制裝配式市場(chǎng)中尚未構(gòu)建起與之相適應(yīng)的定額依據(jù),很多施工企業(yè)也沒(méi)有充分掌握相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)。為此,相關(guān)部門(mén)應(yīng)盡快創(chuàng)建本土化的裝配式建筑機(jī)構(gòu)體系,提出全面、科學(xué)的設(shè)計(jì)規(guī)范。同時(shí),可從預(yù)制構(gòu)件種類(lèi)豐富的角度出發(fā),積極研究預(yù)制構(gòu)件成套集層技術(shù),并順應(yīng)5G時(shí)代發(fā)展的需求,研發(fā)相應(yīng)的運(yùn)行軟件,以此來(lái)確保物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在裝配式建筑中的有效應(yīng)用。
現(xiàn)階段,我國(guó)建筑市場(chǎng)缺乏完善的產(chǎn)業(yè)配套,尤其是上下游產(chǎn)業(yè)鏈亟需整合,缺乏高水平的施工單位,無(wú)法滿(mǎn)足裝配式建筑的發(fā)展需求。對(duì)于裝配式建筑施工而言,需要各參與方都協(xié)同合作,生產(chǎn)廠(chǎng)商需結(jié)合構(gòu)件的規(guī)范化要求來(lái)高品質(zhì)地生產(chǎn)相關(guān)預(yù)制構(gòu)件,施工企業(yè)需安排技術(shù)水平高的人員負(fù)責(zé)完成預(yù)制構(gòu)件的安裝與后期維護(hù)工作,建設(shè)企業(yè)必須對(duì)整個(gè)裝配式建筑施工過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管,只有各參與方在產(chǎn)業(yè)鏈上達(dá)成良好的合作,才能夠確保工程施工質(zhì)量和效率。
綜上所述,當(dāng)前我國(guó)建筑事業(yè)的蓬勃發(fā)展,使得預(yù)制裝配式建筑以其工業(yè)化、綠色化等優(yōu)勢(shì)逐漸受到了人們的廣泛關(guān)注,并成為未來(lái)建筑業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵趨勢(shì)之一。然而在實(shí)際的裝配式建筑管理過(guò)程中,依然存在信息不對(duì)稱(chēng)、監(jiān)管難度大等不足,這些不足嚴(yán)重影響到裝配式建筑的品質(zhì)和安全。為了更好地解決這些不足,需要對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行有效利用,構(gòu)建裝配式建筑信息化監(jiān)管平臺(tái),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)裝配式建筑施工過(guò)程的全面、嚴(yán)格監(jiān)管,可讓施工現(xiàn)場(chǎng)有條不紊,有效提高工程的安全管理水平,還能夠切實(shí)保障建筑品質(zhì),為企業(yè)創(chuàng)造更大化的利益,促進(jìn)我國(guó)裝配式建筑行業(yè)的良好發(fā)展。