朱陳翔 王廣 王慶晨

(上海中森建筑與工程設(shè)計(jì)顧問(wèn)有限公司)

當(dāng)前我國(guó)建筑行業(yè)正向工業(yè)化、數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)[1]，自2016 年我國(guó)大力推廣裝配式建筑產(chǎn)業(yè)以來(lái)，隨著預(yù)制構(gòu)件產(chǎn)量需求的不斷提升，國(guó)內(nèi)預(yù)制構(gòu)件工廠也有了蓬勃的發(fā)展，得益于機(jī)械行業(yè)高水平自動(dòng)化發(fā)展，裝配式預(yù)制構(gòu)件智能生產(chǎn)線應(yīng)運(yùn)而生。但時(shí)至今日，預(yù)制構(gòu)件工廠智能化總體水平并不高，仍以人工作業(yè)為主，主要原因便是智能化的體系缺少了數(shù)據(jù)的驅(qū)動(dòng)；智能化固然是發(fā)展的必然趨勢(shì)，但沒(méi)有數(shù)字化的基礎(chǔ)，就沒(méi)有驅(qū)動(dòng)智能工廠的動(dòng)力[2]。因此，亟需加快裝配式建筑相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)轉(zhuǎn)型升級(jí)步伐，建筑企業(yè)必須認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)對(duì)于建筑智能制造在建筑全生命周期的現(xiàn)實(shí)意義，肯定裝配式建筑設(shè)計(jì)成果數(shù)據(jù)交付的應(yīng)用價(jià)值。

1.現(xiàn)狀分析

現(xiàn)階段，絕大多數(shù)預(yù)制構(gòu)件工廠的工作模式都是依據(jù)設(shè)計(jì)院交付的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（Computer Aided Design，以下簡(jiǎn)稱“CAD”）二維圖紙通過(guò)人工解析的方式將數(shù)據(jù)信息手動(dòng)輸入到設(shè)備中完成生產(chǎn)，如此一來(lái)，在費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)財(cái)?shù)耐瑫r(shí)，預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)質(zhì)量也得不到保證。在面對(duì)圖紙修改或有時(shí)間緊迫的生產(chǎn)任務(wù)時(shí)，難免會(huì)出現(xiàn)影響生產(chǎn)節(jié)拍，耽誤生產(chǎn)進(jìn)度等一系列問(wèn)題，無(wú)疑增加了項(xiàng)目成本，無(wú)法體現(xiàn)裝配式建筑的優(yōu)勢(shì)[3]。總結(jié)為三方面原因：一是設(shè)計(jì)與生產(chǎn)數(shù)據(jù)交互性差；二是現(xiàn)有BIM 模型建模標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一且模型精度要求不高；三是自動(dòng)化生產(chǎn)受限于裝配式建筑設(shè)計(jì)。針對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行研究分析，從上游產(chǎn)業(yè)設(shè)計(jì)端提出具體解決方案。

2.實(shí)施方案

將裝配式建筑設(shè)計(jì)成果從傳統(tǒng)的二維圖紙交付轉(zhuǎn)為數(shù)據(jù)交付。首先制定裝配式建筑設(shè)計(jì)成果數(shù)據(jù)交付原則，在設(shè)計(jì)之初便將預(yù)制構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和后續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn)考慮在內(nèi)，優(yōu)化設(shè)計(jì)流程、提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、提升設(shè)計(jì)質(zhì)量，制定BIM 建模要求，保證交付數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，明確裝配式建筑設(shè)計(jì)成果數(shù)據(jù)包交付內(nèi)容；同時(shí)編制《裝配式預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)—生產(chǎn)數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)》，規(guī)范數(shù)據(jù)傳輸及轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn)格式；最后搭建通用數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)從BIM 模型中提取數(shù)據(jù)、傳輸數(shù)據(jù)、以及用以滿足生產(chǎn)加工及后續(xù)施工全階段的數(shù)據(jù)類型一站式平臺(tái)轉(zhuǎn)換。如此，信息傳遞不再依賴二維圖紙，而是以數(shù)據(jù)包的格式將設(shè)計(jì)信息提供給裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件工廠作為生產(chǎn)加工的直接數(shù)據(jù)來(lái)源，實(shí)現(xiàn)裝配式建筑設(shè)計(jì)成果數(shù)據(jù)交付。

2.1 制定裝配式建筑設(shè)計(jì)成果數(shù)據(jù)交付原則

2.1.1 構(gòu)建預(yù)制構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化拆分構(gòu)件庫(kù)

裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)是建筑工業(yè)化的核心，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的前提[4]，將復(fù)雜的構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)件參數(shù)化，無(wú)疑是實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的必由之路。以疊合板標(biāo)準(zhǔn)化拆分為例：通過(guò)固定邊界條件，控制板寬、鋼筋排布間距、桁架筋排布間距，應(yīng)用枚舉法計(jì)算得出較為經(jīng)濟(jì)的板寬，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范整理形成整體方案，從而構(gòu)建預(yù)制構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件庫(kù)。

2.1.2 優(yōu)化裝配式建筑設(shè)計(jì)流程

從二維圖紙轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)交付，無(wú)疑對(duì)裝配式建筑設(shè)計(jì)提出了更高的要求，而設(shè)計(jì)要求的提高也必將促使設(shè)計(jì)流程進(jìn)行革新。需要在裝配式構(gòu)件設(shè)計(jì)初始階段就提前為構(gòu)件自動(dòng)化生產(chǎn)做考慮，要求選用標(biāo)準(zhǔn)化拆分構(gòu)件庫(kù)中的預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化拆分，標(biāo)準(zhǔn)化率不低于85%，其余非標(biāo)構(gòu)件體量也應(yīng)大小合適，以滿足工廠生產(chǎn)要求。同時(shí)，需要對(duì)鋼筋、線盒以及其他預(yù)埋件相互之間做碰撞檢測(cè)，并根據(jù)結(jié)果修正一切碰撞[5]。如圖1 所示。分清主次關(guān)系，修正后的位置，需反提各方復(fù)核。

圖1 線盒與鋼筋碰撞修正前后對(duì)比

2.1.3 設(shè)立BIM 建模要求

創(chuàng)建裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件BIM 模型需要達(dá)到螺栓級(jí)別要求，在保證精細(xì)化建模的基礎(chǔ)上，按要求設(shè)置對(duì)應(yīng)參數(shù)信息，保證預(yù)制構(gòu)件參數(shù)信息的完整性也是裝配式建筑設(shè)計(jì)的基本原則之一[6]。裝配式建筑設(shè)計(jì)成果數(shù)據(jù)交付，主要數(shù)據(jù)來(lái)源就是BIM 模型，其重要程度不言而喻，為了能更精確的提取數(shù)據(jù)信息，要求BIM 模型中預(yù)制構(gòu)件的所有組成部分模型創(chuàng)建和屬性信息的準(zhǔn)確度為100%，同時(shí)形成BIM 構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，方便建模過(guò)程中統(tǒng)一選取使用。

2.1.4 明確裝配式建筑設(shè)計(jì)成果數(shù)據(jù)包交付內(nèi)容

按目前裝配式預(yù)制構(gòu)件工廠數(shù)據(jù)需求，裝配式建筑設(shè)計(jì)成果數(shù)據(jù)交付需包含：

（1）預(yù)制混凝土可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言(Precast Concrete Extensible Markup Language，以下簡(jiǎn)稱“PCXML”)數(shù)據(jù)包，用以記錄預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)生產(chǎn)信息以及作為對(duì)其他數(shù)據(jù)格式進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的初始數(shù)據(jù)。

（2）物料清單（Bill of Material，以下簡(jiǎn)稱“BOM”），囊括預(yù)制構(gòu)件中的所有物料信息，為企業(yè)資源計(jì)劃（Enterprise Resource Planning，以下簡(jiǎn)稱“ERP”）系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。

（3）生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（Manufacturing Execution System，以下簡(jiǎn)稱“MES”）數(shù)據(jù)表，對(duì)接MES 系統(tǒng)，提供生產(chǎn)所需全部數(shù)據(jù)。

（4）CAD 繪圖交換文件（Drawing Interchange Format或 Drawing Exchange Format，以下簡(jiǎn)稱“DXF”）鋼筋數(shù)據(jù)文件，直傳鋼筋數(shù)控加工設(shè)備，實(shí)現(xiàn)鋼筋自動(dòng)化生產(chǎn)。

同時(shí)，也將視項(xiàng)目需求，提供CAD 二維圖紙，以滿足送審需要。

2.2 編制《裝配式預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)—生產(chǎn)數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)》

2.2.1 確定PCXML 為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式

經(jīng)過(guò)對(duì)可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言(Extensible Markup Language 以下簡(jiǎn)稱“XML”)、HTML 與Access、Oracle 和SQL Sever等數(shù)據(jù)庫(kù)的對(duì)比得出：XML 的宗旨是傳輸數(shù)據(jù)，極其簡(jiǎn)單;與其同屬標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)記語(yǔ)言的HTML 則主要用于顯示數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)庫(kù)則是提供了更強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和分析能力。在對(duì)比的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)XML 與其他數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式最大的不同是：它極其簡(jiǎn)單，易于理解，并且通過(guò)XML 格式定義的輕量化協(xié)議也更加便捷[7]。

由此確定PCXML 為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式，以XML 數(shù)據(jù)格式為基礎(chǔ)，繼承XML 標(biāo)準(zhǔn)文檔相關(guān)規(guī)范。

2.2.2 PCXML 數(shù)據(jù)類型約定

PCXML 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式，主要用于裝配式建筑設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的數(shù)據(jù)信息記錄、傳輸與轉(zhuǎn)換。為規(guī)范PCXML 數(shù)據(jù)格式，避免不必要的問(wèn)題和復(fù)雜情況，我們約定：PCXML 文檔應(yīng)使用UTF-8 格式編碼，數(shù)據(jù)類型目前僅支持字符串（String）、單字符（Char）、雙浮點(diǎn)數(shù)（Dobule）、整型（Int）、布爾類型（Bool），對(duì)于部分缺省的標(biāo)簽，會(huì)指定默認(rèn)值，根據(jù)不同數(shù)據(jù)類型，將指定默認(rèn)值如表1 所示。

表1 PCXML數(shù)據(jù)類型約定

2.2.3 獨(dú)創(chuàng)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽和擴(kuò)展標(biāo)簽

標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽，用于表達(dá)固定的節(jié)點(diǎn)定義，為主要描述對(duì)象，在后續(xù)相關(guān)軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，可在標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽中添加裝配式建筑的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)信息。擴(kuò)展標(biāo)簽，用于表達(dá)軟件或設(shè)備廠商自定義的非標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽的節(jié)點(diǎn)定義，任何軟件、設(shè)備廠商都可以根據(jù)需要，使用擴(kuò)展標(biāo)簽去定義或增加任何類型的專有內(nèi)部標(biāo)簽。在添加的擴(kuò)展標(biāo)簽前應(yīng)加上前綴“EX_”；這將有助于避免與標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽的名稱沖突。標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽與擴(kuò)展標(biāo)簽僅用于表達(dá)固定的節(jié)點(diǎn)定義，無(wú)實(shí)際意義，如表2 所示，使用時(shí)以對(duì)應(yīng)的描述說(shuō)明為準(zhǔn)。

表2 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽與擴(kuò)展標(biāo)簽示例

2.2.4 PCXML 數(shù)據(jù)格式記錄的數(shù)據(jù)信息

以預(yù)制疊合板信息的節(jié)點(diǎn)為例，如圖2 所示。

圖2 疊合板節(jié)點(diǎn)記錄PCXML數(shù)據(jù)示例

描述預(yù)制疊合板數(shù)據(jù)信息同時(shí)應(yīng)滿足下列要求：

（1）板的編號(hào)數(shù)據(jù)應(yīng)記錄于板編號(hào)節(jié)點(diǎn)。

（2）板的類型數(shù)據(jù)應(yīng)記錄于板類型節(jié)點(diǎn)。

（3）板的數(shù)量數(shù)據(jù)應(yīng)記錄于板數(shù)量節(jié)點(diǎn)。

（4）板的質(zhì)量數(shù)據(jù)應(yīng)記錄于質(zhì)量信息節(jié)點(diǎn)。

（5）板的體積數(shù)據(jù)應(yīng)記錄于體積信息節(jié)點(diǎn)。

（6）板的輪廓數(shù)據(jù)應(yīng)記錄于輪廓信息節(jié)點(diǎn)。

（7）板包含的部品數(shù)據(jù)應(yīng)記錄于部品信息節(jié)點(diǎn)。

（8）板中鋼筋數(shù)據(jù)應(yīng)記錄于鋼筋信息節(jié)點(diǎn)。

（9）板生產(chǎn)所需模具數(shù)據(jù)應(yīng)記錄于模具信息節(jié)點(diǎn)。

（10）板的其他生產(chǎn)加工及運(yùn)輸數(shù)據(jù)應(yīng)記錄于生產(chǎn)加工及運(yùn)輸信息節(jié)點(diǎn)。

（11）板的變更數(shù)據(jù)應(yīng)記錄于變更信息節(jié)點(diǎn)。

（12）板的擴(kuò)展信息應(yīng)記錄于擴(kuò)展信息節(jié)點(diǎn)。

在保證對(duì)預(yù)制疊合板信息完整描述的同時(shí)，也需要盡可能的簡(jiǎn)便，當(dāng)單一數(shù)據(jù)不足以準(zhǔn)確描述某一分支節(jié)點(diǎn)時(shí)，例如鋼筋信息、模具信息等，則需要繼續(xù)向下分支，進(jìn)行描述。

2.2.5 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互

PCXML 數(shù)據(jù)格式文件，根據(jù)數(shù)據(jù)來(lái)源可將信息節(jié)點(diǎn)分為兩大類，即設(shè)計(jì)信息與生產(chǎn)加工相關(guān)信息，在項(xiàng)目進(jìn)程中，設(shè)計(jì)端與生產(chǎn)端可隨時(shí)在標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽中添加裝配式建筑的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)信息，為了確保數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用的準(zhǔn)確性，規(guī)定生產(chǎn)端可以讀取設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)信息使用但不能對(duì)其更改，設(shè)計(jì)端也是如此。這樣在數(shù)據(jù)讀取時(shí)僅提取所需數(shù)據(jù)即可。由于數(shù)據(jù)傳遞沒(méi)有方向的限制，使得數(shù)據(jù)不僅可以從設(shè)計(jì)端傳遞到生產(chǎn)端，也可以反向傳遞，由此實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)-生產(chǎn)的數(shù)據(jù)交互，如圖3 所示。

圖3 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互

以預(yù)制疊合板構(gòu)件為例，生產(chǎn)軟件可以通過(guò)讀取PCXML 數(shù)據(jù)文件中的設(shè)計(jì)信息，得到疊合板的構(gòu)件編號(hào)、長(zhǎng)度、寬度、混凝土等級(jí)、構(gòu)件類型以及疊合板的輪廓定位、鋼筋、埋件等設(shè)計(jì)信息如圖4 所示，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)疊合板的加工生產(chǎn)。對(duì)于這些設(shè)計(jì)信息，在生產(chǎn)軟件中僅能讀取而不能編輯，但生產(chǎn)軟件可以將疊合板的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)結(jié)果等系列相關(guān)數(shù)據(jù)寫入PCXML 數(shù)據(jù)文件中，和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)一同留存，供各方核對(duì)、查驗(yàn)。

圖4 生產(chǎn)軟件讀取PCXML中的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)

實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與生產(chǎn)數(shù)據(jù)交互，在一定程度上降低了設(shè)計(jì)人員與生產(chǎn)人員的溝通成本，同時(shí)也有利于設(shè)計(jì)人員在有限范圍內(nèi)收集生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息，用以對(duì)設(shè)計(jì)在多方面的優(yōu)化。

2.2.6 《裝配式預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)—生產(chǎn)數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)》發(fā)布實(shí)施

由上海中森建筑與工程設(shè)計(jì)顧問(wèn)有限公司起草的《裝配式預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)—生產(chǎn)數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)》已于2022 年10 月20 日發(fā)布，于2022 年11 月5 日正式實(shí)施[8]，標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)為T/CBMCA034-2022。該標(biāo)準(zhǔn)適用于建筑行業(yè)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)環(huán)節(jié)的鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件數(shù)據(jù)互通，指導(dǎo)規(guī)范設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程，主要技術(shù)內(nèi)容為預(yù)制構(gòu)件信息的收集、整理、分析及編碼，從典型鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件開(kāi)始逐步豐富，其他構(gòu)件或行業(yè)領(lǐng)域均可參考本標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式，在此基礎(chǔ)上對(duì)其特有的數(shù)據(jù)信息加以擴(kuò)充使用。

《裝配式預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)—生產(chǎn)數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)》的制定旨在打通設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)與構(gòu)件生產(chǎn)環(huán)節(jié)間的信息交互，遵循已有的設(shè)計(jì)生產(chǎn)接口標(biāo)準(zhǔn)，細(xì)化約定構(gòu)件的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，滿足新時(shí)代智能制造發(fā)展的信息化需求。通過(guò)建立標(biāo)準(zhǔn)PCXML 數(shù)據(jù)格式，實(shí)現(xiàn)深化設(shè)計(jì)與構(gòu)件加工設(shè)備間的數(shù)據(jù)化直接傳遞的信息溝通方式，以統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交互格式，提高構(gòu)件深化設(shè)計(jì)與構(gòu)件加工設(shè)備間以及工廠MES 管理系統(tǒng)間的信息利用效率。

數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布實(shí)施填補(bǔ)了在建材與家居行業(yè)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域此類標(biāo)準(zhǔn)的空白，為裝配式建筑設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)交互與數(shù)據(jù)交付提供標(biāo)準(zhǔn)支持，引導(dǎo)設(shè)計(jì)——生產(chǎn)各階段對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與交互的規(guī)范作用，推動(dòng)裝配式全產(chǎn)業(yè)鏈向智能制造方向發(fā)展。

2.3 搭建通用數(shù)據(jù)處理平臺(tái)

PCXML 數(shù)據(jù)處理平臺(tái)將集成PCXML 數(shù)據(jù)提取、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)換等功能，以項(xiàng)目為單位，實(shí)現(xiàn)分人員、分功能、分?jǐn)?shù)據(jù)、分等級(jí)管理。設(shè)計(jì)人員登錄平臺(tái)將BIM 信息提取為PCXML數(shù)據(jù)上傳儲(chǔ)存，工廠技術(shù)人員登錄平臺(tái)按需下載即可，操作簡(jiǎn)單，使用方便。開(kāi)發(fā)人員也僅需根據(jù)需求模板文件做一次數(shù)據(jù)匹配即可滿足不同工廠之間的差異化數(shù)據(jù)需求。目前，工廠中最為常見(jiàn)的數(shù)控全自動(dòng)柔性焊網(wǎng)機(jī)所需的DXF 圖紙、控制智能化生產(chǎn)線的MES、BOM 清單、ERP 管理系統(tǒng)所需的表格文件等均已實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)差異化導(dǎo)出。同時(shí)，平臺(tái)也將開(kāi)放開(kāi)發(fā)接口，各設(shè)計(jì)院、預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠家，也可以根據(jù)各自需求，開(kāi)發(fā)PCXML 數(shù)據(jù)提取或轉(zhuǎn)換軟件對(duì)接平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。

3.應(yīng)用成果

裝配式建筑設(shè)計(jì)成果以數(shù)據(jù)交付的方式取代對(duì)工廠傳統(tǒng)二維圖紙的交付，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)快速、準(zhǔn)確、有效的傳遞，如圖5 所示。對(duì)工廠實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)可視化，過(guò)程規(guī)范化，問(wèn)題可追溯，管理精益化奠定了良好的信息基礎(chǔ)。

圖5 PCXML數(shù)據(jù)平臺(tái)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程圖

3.1 ERP、MES、BOM

ERP、MES 和BOM 目前都是以Excel 數(shù)據(jù)文件的形式進(jìn)行傳輸，工廠技術(shù)人員可從數(shù)據(jù)平臺(tái)下載文件直接導(dǎo)入到對(duì)應(yīng)軟件中使用，省去了之前依照二維圖紙進(jìn)行人工解析、計(jì)算和匯總的過(guò)程，在減輕人工壓力、降低人工成本的同時(shí)也保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3.2 全自動(dòng)鋼筋網(wǎng)片柔性焊接生產(chǎn)線

目前預(yù)制構(gòu)件工廠中常見(jiàn)的全自動(dòng)鋼筋網(wǎng)片柔性焊接生產(chǎn)線是裝配式預(yù)制構(gòu)件制品的專用設(shè)備，能有效提高30%生產(chǎn)效率，顯著提升生產(chǎn)的綜合效能[9]。在交付的設(shè)計(jì)成果數(shù)據(jù)包中，包含生產(chǎn)鋼筋網(wǎng)片的所有數(shù)據(jù)信息，即能夠被全自動(dòng)鋼筋網(wǎng)片柔性焊接生產(chǎn)線所識(shí)別的DXF 文件，批量導(dǎo)入設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)快速生產(chǎn)。

3.3 智能化構(gòu)件生產(chǎn)模臺(tái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器代人

裝配式建筑智能化構(gòu)件生產(chǎn)模臺(tái)如圖6 所示，建立以機(jī)器人為裝配中心的多工位集成工作站的形式，按裝配式預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)工廠生產(chǎn)線實(shí)際場(chǎng)景5 ∶1 縮尺建造。通過(guò)PCXML 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)智能化機(jī)械手臂實(shí)現(xiàn)將原有裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)模臺(tái)的智能化改造，展示裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)：布模、布筋、安裝預(yù)埋件的機(jī)器化組裝過(guò)程。驗(yàn)證了PCXML 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化裝配的可行性，為建筑業(yè)以機(jī)器代人、減少人工的智能建造升級(jí)夯實(shí)了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

圖6 裝配式建筑智能化構(gòu)件生產(chǎn)模臺(tái)

4.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)裝配式建筑設(shè)計(jì)與工廠生產(chǎn)之間存在數(shù)據(jù)壁壘現(xiàn)況的研究，提出以裝配式建筑設(shè)計(jì)成果數(shù)據(jù)交付的方式，解決預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)生產(chǎn)與建造數(shù)據(jù)互聯(lián)互通的問(wèn)題。設(shè)計(jì)信息的通用數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換以及數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)設(shè)備，在工廠模具自動(dòng)擺放、鋼筋網(wǎng)片機(jī)自動(dòng)加工、混凝土自動(dòng)澆筑、隱蔽檢測(cè)和成品檢測(cè)等工序均取得階段性的成果。從數(shù)字化設(shè)計(jì)到數(shù)字化產(chǎn)品交付，全過(guò)程通用數(shù)據(jù)將逐步完善，應(yīng)用到項(xiàng)目建設(shè)全過(guò)程中，讓全過(guò)程機(jī)器代人的智能建造成為可能。以此為契機(jī)，進(jìn)一步健全數(shù)據(jù)交付的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，建立完善的數(shù)據(jù)交付流程和管理機(jī)制，讓設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)能更快更好的應(yīng)用到高智能化水平的制造、建造相關(guān)設(shè)備中，助推行業(yè)數(shù)字化發(fā)展，真正實(shí)現(xiàn) “像造汽車一樣去建房子[10]”。