基于裝配式建筑智能建造全過程管理應用發展研究

趙艷艷

巨野縣職業中等專業學校 山東 菏澤 274900

近年來，裝配式建筑得到了更多的關注，其數量也在不斷增加。但是，在建設項目中，仍然存在著綜合性不強、交義性不強等問題，此外，在信息技術的集成應用上，還存在著一些不足之處[1]。比如裝配式建筑整個建設過程復雜，傳統管理模式存在各種問題，無疑會導致大量設計變更以及返工；其次我國裝配式建筑的發展仍處在前期，生產管理相對落后、技術效率等諸多關鍵問題，會對建設項目質量和進度產生重要影響[2-3]。因此，在今后的發展過程中需要對裝配式建筑智能建造全過程管理展開更加深入的研究。協調好裝配式建筑建設全過程，開展充分利用各項信息技術，形成裝配式建筑新的生產模式，使得各階段參與方能夠更加信息交流順暢，達到裝配式建筑施工全過程的數據集成與信息化管理的目的，這對解決上述問題具有重要作用[4-5]。

1 裝配式建筑概述

1.1 裝配式建筑特點

裝配式建筑使用的是一種標準化的設計，將建筑構件從工廠中經過加工，然后運輸到施工現場，再利用吊裝的方法進行組裝，從而構成一個整體。裝配式建筑具有低勞動強度、快速組裝和綠色環保的特點。

裝配式建筑物是指在信息化的基礎上，通過模塊化設計，標準化生產，精益裝配的建筑物。有協同化與傳統的施工方式不同，在設計、施工、裝修及管理等方面，裝配式建筑具有一體化、精細化、施工干作業等特征。目前，在國內，由于裝配式建筑還處于普及階段，由于其技術難點、造價高昂、剛性和質量難以保障等原因，其還沒有得到大多數中小承包商的認可。

1.2 裝配式建筑的分類

（1）預制混凝土結構。PC （預制混凝土）結構是裝配式建筑中應用最為廣泛的一種，由于 PC作為主體承載構件，且成本較低，而且具有高質量、強性能、快速作業等優點，因此它能更好的適應于多種環境。在三類結構體系中， PC與鋼混比，在造價上具有明顯的優越性，但是在抗風和抗震性能以及超高設計上都存在著缺陷。

PC的造價比較低廉，主要應用在寫字樓及多層、小高層住宅中，并且與傳統的現澆砼建筑有著緊密的聯系，在當前的結構體系中， PC的推廣是最容易，也是最廣泛的一種。在此基礎上，采用了“設計-安裝-裝修”的技術，使其施工費用與常規施工費用相近，施工時間僅為5天。目前，在我國，裝配式建筑還處于普及階段，雖然混凝土行業的發展速度比較快，但是在 PC構件領域，其成本的競爭比較激烈，并且沒有太大的優化空間，所以在短期之內，還不能取代傳統的建筑。

（2）裝配式鋼結構。鋼結構是由鋼柱、鋼梁、構件連接的方法主要有螺栓鋼結構、焊縫、鉚釘等。根據使用目的及制作方法，可將其詳細劃分為輕質與重質兩類。鋼結構擁有優良的抗震性能。隨著科技的發展，鋼結構技術日趨成熟，近幾年，我國也在大力倡導鋼結構的應用。

（3）裝配式木結構。在組合木結構中，木材是最主要的承載力系統。在我國，木構房屋因其經濟、易得的特點，加上其自身的保溫、隔聲、節能、舒適、抗震等特點，已成為我國最常用的房屋類型。但是，由于我國的國情，加之對木構建筑的層數、長度和面積的制約，導致其不能滿足我國建筑發展的需要，其行業的總體規模也相對較小。

1.3 裝配式建筑管理現狀

裝配式建筑以其綠色環保、可持續、生產標準化、質量成本可控、施工進度快等優點，是實現高品質建筑的重要途徑，是當前我國建筑業轉型發展的關鍵。然而，當前的裝配式施工管理，仍然是以傳統施工管理模式為基礎，施工過程中各個環節相互割裂，各利益方相互獨立，造成返工多、工期長、質量差等問題。實踐表明，當前的裝配式建筑管理模式還不能很好地滿足它的發展需要，其中最突出的問題是：①現行的管理模式明顯不能與裝配式建筑集成的特征相匹配，從而造成了施工流程中各個環節之間的相互分離，造成了溝通不暢、合作不緊密、成本上升等一系列問題，制約了裝配式建筑的發展；②目前采用的是傳統的現澆施工的管理方式，在施工過程中很難實現施工信息化。造成了設計者使用的建筑物信息模型的準確性無法滿足工程建設的需要，建設部門必須對其進行重建，并對其進行仿真和管理。

2 裝配式建筑智能建造全過程管理概念及其優勢分析

2.1 裝配式建筑智能建造全過程管理

裝配式建筑的智能化施工全過程管理，指的是以精益價值鏈理論為依據，把信息化技術運用到了裝配式構件的設計、加工、運輸、吊裝和維護等環節中，利用信息化手段，減少乃至消除建造過程中的深化設計、遠距離運輸、二次搬運、施工偏差等非增值活動，最終完成項目的安全、質量、進度、成本控制，實現了裝配式建筑項目全過程一體化的智能化建造與管理，從而達到對項目施工全階段、全周期成本進行科學控制的目的[6]。利用對全過程的管理和控制，可以實現整個施工過程的智能化建設和管理，提高項目各參與方之間的信息透明度與協作，從而減少了成本，提高了公司的利潤[7]。

2.2 裝配式建筑智能建造全過程管理優勢分析

裝配式房屋是指將制造好的標準件在工地上拼裝起來的一種建造方式。具有高效率，低成本，同時具有明顯的綠色特性。裝配式建筑智能建造全過程管理的模式，將會讓我國的建設行業更加規范化、信息化，從目前的粗放型管理狀態向更加精細的方向發展。智能建造全過程管理模式將會在各個階段進行應用，不僅可以提高項目設計和施工時間，而且可以為綠色、智能施工管理模式的建設提供思路。智能建造全過程管理將會使建設系統信息數據更加共享化，為企業發展提供強有力的保障[8]。

裝配式建筑智能建造管理可以增強企業競爭力，創建出新的管理模式，助力于建筑企業參與轉型升級，從而推動市場活躍。同時，基于BIM信息平臺，將會更加促進各建設方、各各企業進行技術交流、資源分享，達到良性競爭的目的。

智能建造全過程管理模式基于BIM的協同工作與信息集成。從設計環節到拼接安裝環節；再到待預制構件組裝完成后，進行智能化精準運輸；之后施工環節，關聯工期、成本實時控制；最后待施工完工交付后，后期信息化、可視化的維護運營，這些都將有力提高項目工作效率。

3 裝配式建筑智能建造全過程管理模式

裝配式建筑具有多個體系的整合特征，可以利用 BIM信息的技術優勢，建立一個協同設計平臺，從而達到對裝配式建筑進行整體設計的目的。實現了項目全周期信息互聯與共享，實現了裝配式建筑、結構、機電、裝修的多專業橫向集成。與此同時，還方便了參與建設方提前介入，構建關聯設計、生產、施工的綜合信息模型，進而有效地解決了各階段信息不對稱的問題，實現了全過程縱向整合。

首先，將 BIM技術引入到裝配式建筑的施工過程中，將其運用到施工過程中，將 BIM技術引入到施工過程中，使其能夠更好地進行施工過程中的施工過程，同時， BIM技術還能有效地對施工過程中的各個環節進行監測，從而掌握施工過程中各環節的具體位置，從而根據施工過程中的具體特點，根據施工過程中各環節的具體特點，對施工過程中出現的各種影響因素進行分析，從而達到對施工過程中各環節的準確把握。

其次，在 BIM技術的基礎上，實現了項目的精細化管理。為了更好地了解項目的動態，本文提出了一種基于時間序列的項目進度控制方法。另外，還可對全周期精細化控制及智能化分析。比如，針對施工風險和事故，展開重點的提醒，給施工人員以視覺上的引導，從而確保施工的安全。

最后，與在傳統建筑施工中的成本管理相比較，在建筑智能建造全過程管理模式中，可高效工程造價計算，運用 BIM技術快速準確地生成工程量報表，為工程造價提供有效的計算方法，這對于對工程造價展開精細的管理是有利的。此外，還可以針對工程造價清單中各種錯誤、漏洞等問題進行查找，進而對裝配式建筑的施工資源進行合理配置，實現其最大的經濟效益。

4 完善裝配式建筑集成體系及其標準化

4.1 建立標準化體系

當前，因為各公司都是自己發展，而且沒有相關的標準，導致零件和制造工藝參差不齊，生產出來的零件并不適合在工程中使用，極大地降低了施工效率，提高了相應的成本。因此，必須加強對裝配式結構的研究和研究，建立適合中國房屋特點的構件技術規范，為智能建造在裝配式房屋上的應用奠定基礎。最終，在此基礎上，對該系統進行了綜合的推廣與應用。

4.2 滿足大規模定制化、多樣性的要求

隨著裝配式建筑的發展，常規的標準化構件所造成的結構形式單一，已不能適應現代社會對結構的需求。結合客戶的個性化需求，利用BIM技術，實現工程的可視化仿真，從而對工程與市場的匹配程度做出了判斷。其次，擴大及提升市場上，裝配式式房屋的工業標準，最大程度地提升勞動者的勞動生產率，使得裝配式房屋具有較高的建造速度和較低的總成本。要達到可持續發展的目的，就是要把市場需求與社會需求結合起來。

4.3 完善市場鏈條及配置資源

要想真正實現智慧建筑的全程化，就必須具備設計、加工、運輸、裝配和運營等完整的產業鏈。當前，裝配式建筑企業大多是分散經營，必須建立和完善建筑產業化的市場鏈條，通過共享、重組、更換配置等方式，將參與的施工單位進行整合，形成一個完整的產業鏈，以解決其高成本問題。

4.4 先易后難，逐步推進

根據當前我國裝配式施工的市場特征，采取先簡單后復雜，逐步推進的發展戰略。在政府相關優惠政策的幫助下，首先在具體地區發展組裝式建筑，然后在政府的政策性項目的基礎上，進行智能施工的全程管理，最后，逐步將其推廣到商業建筑。在進行了大量的工程實踐之后，積累了一定的經驗，然后，再將組裝式施工項目管理的規模和組合率逐漸提高。

在進行智能建造的全過程管理時，也要將其與地方特色有機地結合起來，以當地的房屋設計標準及需求、建筑結構特點為依據，構建出一種既具有地域特色又具有區域特色的裝配式建筑。對地勢地形與資源配比進行全面的考量，并以各個項目的需要為依據，大力推動戰略性的合作關系，運用精益管理的方法，真正做到將裝配式建筑的成本降到最低，最大程度地符合市場的要求。

4.5 加強裝配式建筑人才培養

持續對裝配式建筑方向的人才的培養，開展產學研相結合，構建企業與高校的實訓基地平臺，構建裝配式建筑施工管理體系。運用這個平臺，對各大院校進行定期的專業技能培訓，并將重點放在學生的實際操作上，借助專業或行業這條紐帶，進行定崗實習，更加促進本專業人才與崗位之間關系，專業教育體系的培養才是本行業不斷推進本產業的發展的根本，只有這樣，產業產業才會快速前進。

5 裝配式建筑智能建造全過程管理應用發展

當前，在國家對裝配式建筑的倡導下， EPC也在積極推動，未來的發展方向是以裝配式建造為主，以總承包為主。在 EPC模式下，基于 BIM+多項信息技術的智能化建設全過程管理模式，其優越性和重要性越來越明顯。

就工程類別而言，我國的工程建設多為保障性住房，而對于城市、高檔商務區域的工程建設則相對較少。在建筑構造方面，主要采用預制混凝土構造。隨著建筑技術的進步，裝配式鋼結構在建筑中的應用越來越廣泛。2019年末，中央經濟工作會議上，明確指出要大力發展節能和綠色建筑，推進鋼結構裝配式住宅試點，推動建造方式轉型。從信息化的角度來看，基于 BIM技術的各種信息化技術的整合已成為建筑業發展的一種趨勢。本項目基于 BIM，以計算機輔助制造、北斗導航和三維激光掃描等為主要方法，將物聯網、虛擬現實和虛擬現實等數字化技術融入到建設過程中，對建設過程中的結構、半結構和非結構信息進行實時采集。施工企業也在不斷地改善信息化管理，不斷地優化設計標準、設計方案，最后實現了裝配式建筑的智能建造與信息技術的融合。

6 結語

裝配式建筑是我國建筑業轉型升級的必然選擇，信息技術為其快速發展提供了條件，多種信息技術的深入結合，將為工程信息的互聯互通提供了條件。然而，到現在為止，我們還處在裝配式建筑的早期發展和探索階段，在一些方面，還存在著很大的不足比如數據兼容、標準化等方面，在裝配式建筑的智能建造全過程管理上也存在著很多問題，還沒有形成一套行之有效的裝配式建筑智能建造全過程管理模式。所以，在今后的裝配式建筑工程中，仍然需要加強對其信息化的研究，以推動其良性發展。