南京裝配式建筑信息服務與監管平臺的研發與應用*

文/東南大學建筑設計研究院有限公司 印 江

東南大學建筑學院 張 宏 周 超

南京禹騰信息科技有限公司 孫 峰 柴鵬飛

1 平臺開發背景

建筑工業化是我國建筑業發展的重要方向，也是產業結構升級改造和建筑綠色發展的客觀需求。國家及省市各級政府均出臺各項措施以推進裝配式建筑發展，南京市住建委立足服務與監管的本職工作，響應國家關于信息化和智能化號召，結合東南大學BIM-CIM技術研究中心和南京禹騰信息科技有限公司等各方力量，以政產學研模式推進平臺研發和應用，助力南京裝配式建筑高質量發展。

南京市住建委以“南京裝配式建筑信息服務與監管平臺”為抓手，充分發揮政府監管職能，推動建造方式變革和建筑業轉型升級，促進建筑產業現代化目標的實現（見圖1）。同時，以線上線下相結合的方式為裝配式建筑參建各方提供信息服務，借助移動端APP、二維碼或無線射頻芯片等技術精細化追蹤每個預制構件，以高效、公平、透明的方式服務于建設、設計、生產、施工和監理各方，進一步發揮市場機制在資源配置中的決定性作用，著力打造“BIM+互聯網+物聯網”裝配式建筑服務與監管新模式，即以信息化手段及BIM相關技術為基礎，建立面向裝配式建筑監管的綜合信息平臺，以網絡化方式實現市、區管理部門及各類企業間的信息溝通、上報及監管，以BIM技術為基礎，滿足政府對裝配式建筑設計、生產及質量的服務與監管需求。

圖1 平臺頁面展示

2 平臺特色

作為行業主管部門對于南京市全域裝配式建筑日常管理的工作平臺，可滿足政府和行業的諸多需求。

1）政府層面 促進裝配式建筑相關職能部門的信息共享，實現主管部門的信息聯動與協同管理，以及主管部門對于裝配式建筑質量的全方位監管，保障裝配式建筑行業健康發展，并滿足政府部門打通從設計到施工的BIM全過程應用要求。

2）行業層面 滿足裝配式建筑建設全過程管理要求，提高生產和施工的協同效率；保障裝配式建筑全產業鏈信息互通，實現建筑行業信息互動；確定正向設計方法和事件途徑，并用科學的方法實現對預制裝配率的論證與設計優化；采用可視化、輕量化設計加強移動終端的服務能力。

2.1 政府部門與企業信息互通共享

該平臺是在政府大數據信息系統下專門針對裝配式建筑管理開發而成。項目前期相關數據不僅可與自然資源和規劃、房產等部門實施信息共享和數據交換，而且可與住建委系統內部的圖審機構、市場監管和質量安全監管部門進行信息共享，直接抓取土地出讓、規劃審批、施工圖審查、施工許可證申領等前期手續等數據，也為各環節審核與監管提供信息服務。同時避免企業相同信息的重復填報，減少企業負擔。政府通過南京裝配式建筑信息服務與監管平臺規定所有提交的項目需上傳BIM模型，而平臺可自動處理通用數據格式——IFC（industry foundation class）的所有版本，并支持從Revit插件中導出輕量化模型及信息。平臺通過對IFC格式模型的高效率轉換，極大降低文件大小，實現在線查看模型；平臺采用自主開發的插件導出開源數據格式文件，并上傳平臺后實現預制構件初始數據的采集，避免商業化軟件在政府平臺所帶來的問題。同時，平臺也為政府和企業之間搭建有效及時的信息互通共享通道，實時更新的數據信息可通過平臺即時反饋給各參與方，提高信息傳遞的效率和BIM協同工作的可能性。

2.2 核心控制指標的自動計算與正向設計優化

裝配式建筑的核心控制指標——預制裝配率的計算，是衡量裝配式建筑設計方案是否滿足相關政策要求的定量證明，因此相關指標計算的高效和準確與否尤為重要。以往采用傳統手工方式進行指標計算不僅效率低，而且無法從設計階段進行前端優化。為解決此弊端，平臺根據江蘇省裝配式建筑預制裝配率計算規則，采用二次開發技術將指標自動計算功能與主流建模軟件進行集成，實現設計與計算一體化同步優化，并支持一鍵導出標準計算表格，如圖2所示，以供主管部門審核[1-3]。

圖2 預制裝配率自動計算及表格導出

2.3 基于BIM技術進行構件全生命周期質量追溯

裝配式建筑構件在工廠預制后，轉運至施工工地進行現場裝配，建筑整體層面質量與各預制構件密切相關，因此對構件全生命周期的質量追溯十分重要。平臺建立基于BIM的統一建模和構件編碼規則，數據信息以構件為載體存儲于BIM模型中并導入平臺。一套完善的編碼規則是實現信息聯動的重要手段，而編碼規則的統一更是實現全流程信息管理的唯一途徑，按規定的規則賦予每個構件唯一的編碼，同時將編碼特征提取賦值功能內置到BIM建模軟件中，實現系統自動識別賦值功能，并可自動生成唯一的二維碼[4]，如圖3所示。對于在施工圖設計中尚未采用BIM技術建模的項目，可通過Excel表格導入系統，也可自動生成唯一的二維碼。建設項目各參建單位，涉及構件生產、運輸、施工單位的操作人員在實際工作過程中可通過手機掃描構件二維碼后提交構件狀態，平臺可自動全程記錄狀態數據更新情況及定位信息，實現對構件軌跡和狀態真實有效的追蹤。相關數據與BIM模型進行交互比對，可直觀反映工程建設全過程進度，包括構件在工廠生產、庫存情況，運輸至現場的安裝進度、質量等情況，以此為工廠排產和現場施工組織計劃安排提供相關信息服務。

圖3 二維碼自動生成

3 運行情況

南京裝配式建筑信息服務與監管平臺于2019年正式上線運行，截至2021年5月，通過平臺數據統計分析顯示，全市已管理企業1533家，項目572個，可查詢構件動態250余萬條，總建筑面積8400余萬m2，其中，2019年新開工建筑面積約646萬m2，占全市同期新開工建筑面積的28.3%；供應南京市裝配式部品部件的本地和外地生產企業已達62家。2020年全年新開工裝配式建筑面積占同期新建建筑面積比例達到30%以上，如圖4所示。隨著裝配式建筑面積和項目數據不斷增加，加強裝配式建筑信息化服務與監管工作更為重要。平臺從2018年開發建設以來，經不斷完善和測試，截至目前已錄入完成近年來南京市在建、竣工等裝配式建筑地塊和項目基本信息，對試運行以來新開工項目進行全過程跟蹤管理。

圖4 項目數據統計分析

4 結語

1）南京裝配式建筑信息服務與監管平臺為政府主管部門與行業各參與方提供了一個多功能的信息化平臺手段，平臺結合BIM技術、項目管理與構件追蹤等技術，實現全產業鏈信息互通、各相關部門信息共享、全過程軌跡跟蹤、全方位質量監管等功能。

2）南京裝配式建筑信息服務與監管平臺是為政府主管部門提供裝配式建筑質量實時監管與各方面數據實時監控和動態調整的信息化工具，解決了當前裝配式建筑面臨的政府監管難題，并對BIM技術在相關全產業鏈的應用起到推廣服務的作用。

3）南京裝配式建筑信息服務與監管平臺為行業內各企業提供基于BIM的信息互通共享工具，通過高效裝配式控制指標的自動計算軟件，為建筑師在裝配式建筑設計期間的工作提供正確的技術引導和指向性優化。