BIM信息化平臺(tái)助力南京裝配式建筑高質(zhì)量發(fā)展

圖1 平臺(tái)四大技術(shù)功能

建筑工業(yè)化是我國(guó)建筑業(yè)發(fā)展的重要方向，也是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)改造和建筑綠色發(fā)展的客觀需求。國(guó)家、省、市各級(jí)政府均出臺(tái)了各項(xiàng)措施來推進(jìn)裝配式建筑的發(fā)展，南京立足服務(wù)與監(jiān)管的本職工作，響應(yīng)國(guó)家關(guān)于信息化和智能化的號(hào)召，整合東南大學(xué)BIM-CIM 技術(shù)研究中心和南京禹騰信息科技有限公司等各方力量，以政產(chǎn)學(xué)研模式推進(jìn)平臺(tái)的研發(fā)和應(yīng)用，助力南京裝配式建筑的高質(zhì)量發(fā)展。

一、平臺(tái)技術(shù)功能

平臺(tái)采用BIM 技術(shù)、項(xiàng)目管理與構(gòu)件追蹤技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈信息互通、各相關(guān)部門信息共享、全過程軌跡跟蹤、全方位質(zhì)量監(jiān)管四大功能，解決當(dāng)前裝配式建筑政府監(jiān)管難題，同時(shí)也滿足了主管部門和行業(yè)各方雙邊的各種需求。

圖2 服務(wù)與監(jiān)管平臺(tái)主界面

政府需求：

1.各相關(guān)部門的信息共享，實(shí)現(xiàn)信息聯(lián)動(dòng)與協(xié)同管理；

2.建立一套通用規(guī)則，打通從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到施工的BIM 全過程應(yīng)用；

3.強(qiáng)化裝配式建筑構(gòu)件各環(huán)節(jié)的監(jiān)管，保障裝配式建筑行業(yè)健康發(fā)展。

行業(yè)需求：

1.統(tǒng)一BIM 建模與編碼規(guī)則，實(shí)現(xiàn)裝配式建筑全過程信息化管理；

2.賦予裝配式構(gòu)件身份辨識(shí)信息，實(shí)施設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與施工全產(chǎn)業(yè)鏈的信息互通與交換，提高協(xié)同效率；

3.建立通用和標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件庫，引導(dǎo)和確立裝配式建筑正向設(shè)計(jì)方法與實(shí)施路徑；

4.按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)預(yù)制裝配率自動(dòng)計(jì)算，為技術(shù)選用與設(shè)計(jì)優(yōu)化提供服務(wù)；

5.通過可視化、輕量化展示，實(shí)現(xiàn)實(shí)際建造與虛擬建造的耦合，提升組織計(jì)劃執(zhí)行力。

二、平臺(tái)技術(shù)特點(diǎn)

平臺(tái)包括信息服務(wù)、地塊信息、項(xiàng)目信息、名錄庫、試點(diǎn)示范、構(gòu)件庫、產(chǎn)業(yè)地圖和項(xiàng)目管理八大模塊。其中前七項(xiàng)內(nèi)容向社會(huì)公眾開放，項(xiàng)目管理模塊需要登錄確定權(quán)限后訪問，以獲取相應(yīng)的信息，并根據(jù)需要上傳相關(guān)工作內(nèi)容。

基于BIM 的統(tǒng)一建模與構(gòu)件編碼規(guī)則：裝配式建筑是預(yù)制部品部件在工地裝配而成的建筑。整體質(zhì)量由組成建筑的每個(gè)預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量所決定的，因此需要對(duì)每個(gè)構(gòu)件賦予唯一編碼。海量的編碼需要輸入系統(tǒng)，采用手工方式則效率低下也必然錯(cuò)誤高發(fā)，因此在平臺(tái)研發(fā)初期，我們通過采用6 個(gè)獨(dú)立字段組合的方式獲取唯一編碼的基礎(chǔ)上，將編碼特征提取賦值功能內(nèi)置到BIM 建模軟件中，實(shí)現(xiàn)了其中5 個(gè)字段的系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別賦值，并自動(dòng)對(duì)應(yīng)生成唯一的二維碼，從而大幅度簡(jiǎn)化了操作流程，提高信息的正確度。

目前，對(duì)于在施工圖設(shè)計(jì)中尚未采用BIM技術(shù)建模的項(xiàng)目，可通過Excel 表格導(dǎo)入系統(tǒng)，也可自動(dòng)生成唯一的二維碼，滿足后期生產(chǎn)、施工過程中數(shù)據(jù)采集和管理的需要。

基于物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)件全流程追蹤與信息交換：建設(shè)項(xiàng)目各參建單位，涉及到構(gòu)件的生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工單位的操作人員在實(shí)際工作過程中使用手機(jī)掃描構(gòu)件二維碼（平臺(tái)自動(dòng)生成），選擇構(gòu)件狀態(tài)，提交完成后，平臺(tái)可自動(dòng)全程記錄狀態(tài)數(shù)據(jù)更新情況及定位，可實(shí)現(xiàn)對(duì)構(gòu)件軌跡和狀態(tài)真實(shí)有效的追蹤。這些數(shù)據(jù)與BIM 模型進(jìn)行比對(duì)和交換，可直觀地反映工程建設(shè)的全過程及進(jìn)度，包括構(gòu)件在工廠生產(chǎn)、庫存情況，運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)的安裝進(jìn)度、質(zhì)量等情況，為工廠排產(chǎn)和現(xiàn)場(chǎng)施工組織計(jì)劃安排提供相關(guān)信息服務(wù)。

構(gòu)建通用構(gòu)件庫和企業(yè)構(gòu)件庫：構(gòu)建完善的、通用的和標(biāo)準(zhǔn)化的構(gòu)件庫體系也是進(jìn)行BIM 正向設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)與核心。平臺(tái)根據(jù)國(guó)家和江蘇省裝配式建筑構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)圖集，正在著手逐步建立一套完善的構(gòu)件庫體系。同時(shí)，為滿足建設(shè)、設(shè)計(jì)單位個(gè)性化的需求和生產(chǎn)企業(yè)之間模具、設(shè)備信息的交互，平臺(tái)也單獨(dú)建立了企業(yè)構(gòu)件庫，部品部件生產(chǎn)企業(yè)將曾生產(chǎn)過的異型構(gòu)件上傳至平臺(tái)供其它生產(chǎn)企業(yè)查詢，可減少相同構(gòu)件重復(fù)開模費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件資源的共享，提升全產(chǎn)業(yè)工作效率。

圖3 構(gòu)件唯一編碼字段組成

圖4 移動(dòng)端APP 上傳構(gòu)件狀態(tài)

圖5 后臺(tái)根據(jù)移動(dòng)端上傳信息實(shí)時(shí)顯示構(gòu)件狀態(tài)

基于大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析應(yīng)用：面對(duì)海量的數(shù)據(jù),如何對(duì)這些零散的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析，得到有價(jià)值的信息一直是政府和企業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)問題。平臺(tái)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)分析功能包含地塊數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、項(xiàng)目數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析以及構(gòu)件數(shù)據(jù)分析，可以實(shí)現(xiàn)自定義信息統(tǒng)計(jì)，通過選擇頻率、周期、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)類型來具體化數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。相關(guān)數(shù)據(jù)可以服務(wù)于日常監(jiān)管服務(wù)工作，也能夠?yàn)楫a(chǎn)業(yè)宏觀管理、產(chǎn)能預(yù)測(cè)及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整提供數(shù)據(jù)支撐。如通過對(duì)構(gòu)件生產(chǎn)、安裝過程狀態(tài)的統(tǒng)計(jì)，可以分析出全市構(gòu)件的總體需求量，也可以分析各個(gè)工廠實(shí)際產(chǎn)能和產(chǎn)品質(zhì)量，為引導(dǎo)行業(yè)發(fā)展提供依據(jù)，也可為施工單位采購(gòu)構(gòu)件提供決策參考。

圖6 通用構(gòu)件庫

圖7 數(shù)據(jù)的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)分析

圖8 基于Trimble SketchUp 建模軟件的指標(biāo)自動(dòng)計(jì)算與正向優(yōu)化設(shè)計(jì)流程

圖9 基于Autodesk Revit 建模軟件的指標(biāo)自動(dòng)計(jì)算

圖10 平臺(tái)監(jiān)管流程圖

預(yù)制裝配率的自動(dòng)計(jì)算與設(shè)計(jì)優(yōu)化：裝配式建筑核心控制指標(biāo)的計(jì)算是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜、也是非常重要的工作。衡量裝配式建筑設(shè)計(jì)方案是否滿足或達(dá)到出廠合同或相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，采用傳統(tǒng)手工方式進(jìn)行指標(biāo)計(jì)算不僅效率較低，且無法從設(shè)計(jì)階段進(jìn)行前端優(yōu)化。平臺(tái)根據(jù)江蘇省裝配式建筑預(yù)制裝配率計(jì)算規(guī)則采用二次開發(fā)技術(shù)將指標(biāo)自動(dòng)計(jì)算功能與主流建模軟件進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)“邊設(shè)計(jì)邊計(jì)算”的設(shè)計(jì)優(yōu)化方法。當(dāng)前已經(jīng)完成了對(duì)于Trimble SketchUp 和Autodesk Revit 兩款建模軟件指標(biāo)自動(dòng)計(jì)算的集成，并支持一鍵導(dǎo)出計(jì)算表格。

三、平臺(tái)監(jiān)管流程

1.政府監(jiān)管信息的共享

該平臺(tái)是在政府大數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)下專門針對(duì)裝配式建筑管理開發(fā)而成的。項(xiàng)目前期相關(guān)數(shù)據(jù)不僅可與自然資源和規(guī)劃、房產(chǎn)等部門實(shí)施信息共享和數(shù)據(jù)交換，還可與建委系統(tǒng)內(nèi)部的圖審機(jī)構(gòu)、市場(chǎng)監(jiān)管和質(zhì)量安全監(jiān)管部門信息共享，實(shí)施從土地出讓、規(guī)劃審批、施工圖審查、施工許可證申領(lǐng)等前期手續(xù)等數(shù)據(jù)的直接抓取，也為各環(huán)節(jié)審核與監(jiān)管提供信息服務(wù)。同時(shí)避免了企業(yè)相同信息的重復(fù)填報(bào)，減少企業(yè)負(fù)擔(dān)。

2.構(gòu)件狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集

平臺(tái)通過BIM 和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)每個(gè)預(yù)制構(gòu)件追蹤追溯的集成，以自下而上的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目的有效監(jiān)管。根據(jù)江蘇省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳《關(guān)于加強(qiáng)江蘇省裝配式建筑工程質(zhì)量安全管理的意見》，以預(yù)制構(gòu)件為線索串聯(lián)起建設(shè)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、監(jiān)理各方主體的責(zé)任、控制節(jié)點(diǎn)及相關(guān)要求，明確管理流程。