數(shù)字技術(shù)讓“積木建房”更智慧

文｜本刊記者 汪莉莉

大力發(fā)展裝配式建筑是住房和城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域推進(jìn)綠色發(fā)展的戰(zhàn)略舉措。裝配式建筑是用預(yù)制構(gòu)件、部品部件在工地通過可靠連接方式裝配而成的建筑。裝配式建筑的優(yōu)點(diǎn)是建造速度快，受氣候條件制約小，節(jié)約勞動(dòng)力，有效提高建筑質(zhì)量。它有兩大特征：一是構(gòu)成建筑的主要部品部件特別是結(jié)構(gòu)部件是預(yù)制的；二是預(yù)制部品部件的連接必須是可靠的。

推動(dòng)裝配式建筑全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展

裝配式建筑發(fā)展迅速，產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展也日趨完善，但目前也存在一些制約裝配式建筑發(fā)展的障礙。一是裝配式建筑使用的預(yù)制部品、構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和模數(shù)化較低，建筑與部品間模數(shù)難以協(xié)調(diào)，部品集成和配套能力弱。例如大部分工程使用的是定制構(gòu)件，這些構(gòu)件需要單獨(dú)制作、生產(chǎn)模具，導(dǎo)致工程造價(jià)較高。二是沒有形成行業(yè)或企業(yè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化部品，一方面造成裝配式產(chǎn)業(yè)鏈設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工等各階段數(shù)據(jù)對接難度加大；另一方面造成數(shù)據(jù)不統(tǒng)一，無法形成規(guī)模化生產(chǎn)，難以體現(xiàn)裝配式建筑的優(yōu)勢。

裝配式建筑要實(shí)現(xiàn)走工業(yè)化道路，亟需為實(shí)現(xiàn)裝配式建筑在全產(chǎn)業(yè)鏈的信息共享和傳遞，數(shù)據(jù)融匯貫通，建立行業(yè)或企業(yè)統(tǒng)一的、全產(chǎn)業(yè)鏈共享的、基于建筑信息模型的部品庫。通過建立裝配式建筑全行業(yè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)部品庫，積極發(fā)展裝配式通用部品，在產(chǎn)業(yè)鏈源頭上提供標(biāo)準(zhǔn)化支撐，作為信息共享的基礎(chǔ)，逐步形成系統(tǒng)開發(fā)、規(guī)模生產(chǎn)、配套供應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)裝配式建筑部品體系。

建立和完善裝配式建筑和部品體系，實(shí)現(xiàn)部品開發(fā)、生產(chǎn)和供應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化，是實(shí)現(xiàn)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)化的重要標(biāo)志。由于裝配式建筑涉及大量各種不同功能、不同規(guī)格的部品，要建立部品庫首先必須建立分類體系。裝配式部品庫分類通過確定不同個(gè)體的相似性把他們歸入同質(zhì)的群體，或通過確定其非相似性把個(gè)體歸到群體之外。類目劃分是構(gòu)建分類體系的基礎(chǔ)，劃分的原則和標(biāo)準(zhǔn)決定著分類體系的性質(zhì)和功能。按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T51231-2016《裝配式混凝土建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的定義，裝配式建筑是“結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、外圍護(hù)系統(tǒng)、內(nèi)裝系統(tǒng)、設(shè)備與管線系統(tǒng)的主要部分采用部品部件集成的建筑”。

信息技術(shù)為裝配式建筑筑牢基礎(chǔ)

作為國內(nèi)首家從事建筑工業(yè)化體系研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的綜合型企業(yè)，近年來，長沙遠(yuǎn)大住宅工業(yè)集團(tuán)股份有限公司（以下簡稱“遠(yuǎn)大住工”）通過建立并完善遠(yuǎn)大裝配式建筑技術(shù)體系，在大幅提升效率的同時(shí)保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量、工期、成本可控。并發(fā)展成為集研發(fā)設(shè)計(jì)、工業(yè)生產(chǎn)、運(yùn)營服務(wù)等為一體的建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化服務(wù)平臺。

遠(yuǎn)大住工是中國裝配式建筑行業(yè)中首家完整運(yùn)用全流程數(shù)字信息化體系的PC生產(chǎn)設(shè)備企業(yè)，也是行業(yè)內(nèi)首家擁有專屬知識產(chǎn)權(quán)的全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)體系的企業(yè)，提供全球化、規(guī)模化、專業(yè)化及智能化的裝配式建筑制造與服務(wù)。歷經(jīng)20余年發(fā)展，遠(yuǎn)大住工擁有了6代高層裝配式建筑的產(chǎn)品體系、全國領(lǐng)先的信息系統(tǒng)、逾1000個(gè)項(xiàng)目實(shí)踐累積的經(jīng)驗(yàn)和覆蓋中國的戰(zhàn)略性工廠布局。截至2019年4月30日，遠(yuǎn)大住工擁有15家全資PC工廠及已訂約投資85家聯(lián)合工廠。按2018年的收益計(jì)算，遠(yuǎn)大住工在中國PC構(gòu)件制造業(yè)務(wù)中，占據(jù)市場份額的13.0%；在PC設(shè)備制造業(yè)務(wù)中，市場份額達(dá)到38.3%，是同時(shí)具備PC構(gòu)件制造和PC生產(chǎn)設(shè)備制造能力的裝配式建筑服務(wù)提供商。

依托PC構(gòu)件的一流制造能力，遠(yuǎn)大住工部品庫面向預(yù)制工廠生產(chǎn)，并逐步形成比較成熟的產(chǎn)品線，PC構(gòu)件有外墻掛板、疊合樓板、疊合梁、預(yù)制樓梯、預(yù)制陽臺等。直接調(diào)用構(gòu)件生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)，推動(dòng)結(jié)構(gòu)件、部品、部件的標(biāo)準(zhǔn)化，豐富標(biāo)準(zhǔn)件的種類，提高通用性和可置換性，形成批量化生產(chǎn)，提升整體生產(chǎn)能力。

2018年9月，遠(yuǎn)大住工攜手中國建研院共同研發(fā)的基于BIM平臺的裝配式建筑正向設(shè)計(jì)軟件PCMaker I上線。該軟件結(jié)合遠(yuǎn)大住工20年裝配式經(jīng)驗(yàn)，采用中國建筑科學(xué)研究院“十三五”國家課題最新BIM理念軟件技術(shù)，導(dǎo)入設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，具備正向設(shè)計(jì)建模、快速預(yù)制指定、構(gòu)件自動(dòng)拆分、結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)計(jì)算、鋼筋自動(dòng)避讓、機(jī)電預(yù)留預(yù)埋、工藝一鍵出圖、內(nèi)置成套技術(shù)體系等八大核心優(yōu)勢。以PCMaker I促進(jìn)和實(shí)現(xiàn)整個(gè)建筑建造過程的高效化、智能化和可視化，

PCMaker I可為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師、機(jī)電工程師和工藝工程師提供專業(yè)的裝配式建筑整體解決方案，提供符合規(guī)范和審圖要求的裝配式建筑結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件庫，其中包含施工圖和深化構(gòu)件加工圖，并為工廠提供每個(gè)構(gòu)件詳細(xì)的BOM清單指導(dǎo)備料和報(bào)價(jià)。

遠(yuǎn)大住工通過推動(dòng)裝配式建筑的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，可以降低裝配式建筑的建筑安全成本，使原來的粗放型模式向集約型模式轉(zhuǎn)變，促進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)化的可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，為后端工廠生產(chǎn)提供詳細(xì)的配套信息數(shù)據(jù)，指導(dǎo)工廠的備料和報(bào)價(jià)，提高工廠的生產(chǎn)效率。精細(xì)化的BIM模型可以用于指導(dǎo)施工方案的確定，在前端設(shè)計(jì)階段為施工提供技術(shù)支持，提高現(xiàn)場施工效率。軟件還提供計(jì)算機(jī)自動(dòng)出圖，進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)人員的工作效率，降低圖紙的錯(cuò)誤率，最終提高整個(gè)設(shè)計(jì)的品質(zhì)。

通過信息化和自動(dòng)加工技術(shù)，提高生產(chǎn)的自動(dòng)化程度，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的自動(dòng)化加工，使構(gòu)件生產(chǎn)擺脫人為干擾的影響，提高生產(chǎn)質(zhì)量和效率。利用信息化技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)組織、生產(chǎn)調(diào)度、協(xié)調(diào)與控制等，從而實(shí)現(xiàn)物質(zhì)變換、產(chǎn)品生產(chǎn)、價(jià)值創(chuàng)造。通過信息化平臺把設(shè)計(jì)、采購、生產(chǎn)、物流、施工等各個(gè)環(huán)節(jié)集成起來，共享信息和資源。從項(xiàng)目管理、采購管理、倉庫管理、生產(chǎn)管理等方面全面運(yùn)用信息化手段，有效幫助預(yù)制生產(chǎn)企業(yè)安排生產(chǎn)計(jì)劃及采購任務(wù)，減少物料浪費(fèi)、降低成本、保證產(chǎn)品交期等。

裝配式建筑并不只是簡單的“積木蓋房”，而是要解決標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)、工業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)業(yè)鏈供給等涉及整個(gè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)的多個(gè)問題。標(biāo)準(zhǔn)化則是裝配式建筑產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)，標(biāo)準(zhǔn)化便于直接應(yīng)用于深化設(shè)計(jì)，選用部品庫中合適的部品部件，通過有序的組合裝配，提高設(shè)計(jì)的建造效率；通用化則可滿足各類建筑的功能需求，便于預(yù)制構(gòu)件廠的流水線施工，減少成本造價(jià)。