基于智能建造技術的裝配式建筑施工管理探析

摘 要：以裝配式建筑施工管理為研究對象，從智能建造技術的概念入手展開論述，總結智能建造技術在裝配式建筑施工管理中的技術優勢，重點分析基于智能建造技術的裝配式建筑施工管理中的具體應用路徑，闡述智能建造技術在設計深化、安全管理、進度管理、質量控制等環節有著重要的價值，指出裝配式建筑施工管理具備一定的復雜性。通過智能建造技術的應用，可以實現對施工全過程的監控和數據分析，從而及時發現并解決潛在問題，提高施工管理的科學性和精準性。通過理論分析的方式，闡明智能建造技術背景下，裝配式建筑施工管理在各個環節的具體形式，為裝配式建筑施工管理提供新的思路和方法。

關鍵詞：智能建造技術；裝配式建筑；施工管理

中圖分類號：TU23" " " " " " " " 文獻標識碼：A" " " " " " " " " "文章編號：2096-6903（2024）11-0049-03

0 引言

隨著社會的不斷發展，人們對建筑施工也提出了新的要求，建筑工程行業也面臨著巨大的挑戰和機遇，傳統的建筑施工辦法已經無法滿足快速、高效、節能等方面的施工要求。裝配式建筑作為一種新型建筑形式，憑借施工快速、高效節能等方面的優勢，受到了建筑行業的普遍關注。但裝配式建筑施工管理難度也比較大，協同作業、構件管理等方面的問題，需要憑借先進的技術手段來予以解決。智能建造技術正好滿足這一需求，通過BIM技術、物聯網技術、大數據技術等先進技術手段，可以實現對裝配式建筑施工安全、進度等環節的全面高效管理。因此，基于智能建造技術的裝配式建筑施工管理進行探析是非常有必要的，這將有助于提高施工效率和質量，降低工程成本和風險。

1 智能建造技術及其優勢

智能建造技術是指應用先進的信息技術手段，結合建筑工程領域的特點，以提高建筑施工效率、質量和安全管理水平為目標的一種技術體系。智能建造技術主要借助于BIM技術、物聯網技術、大數據技術等，結合建筑工程管理的需要，在建筑施工的各個環節實現智能化和數字化的管理與控制。智能建造技術在裝配式建筑施工管理中的技術優勢主要體現在以下3方面。

1.1 設計和規劃優化

智能建造技術通過應用先進的BIM技術，可以實現對裝配式建筑的精確的數據分析和模擬，從而在設計和規劃階段，更精確地預測建筑施工的材料需求、工序安排、時間節點等，從而優化設計和規劃，最大限度地減少施工過程的浪費和誤差問題。依托可視化的優勢，可以模擬真實施工環境，有助于更好地理解設計方案，在施工前發現問題，避免造成施工質量缺陷[1]。

1.2 施工過程智能監控

智能建造技術通過物聯網技術能夠實現對施工現場設備、材料、人員等方面的實時監控和管理，其借助傳感器和監控設備，實時監測現場環境參數、設備狀態、人員活動情況等。管理人員通過中央監控系統，即可掌握現場實際情況，有利于更好地進行分析和決策。特別是智能監控能夠及時發現現場的安全隱患，從而提前采取措施進行防范，確保現場施工的安全性。

1.3 質量管理和溯源

智能建造技術可以通過智能傳感器、監控設備等技術手段，實時收集施工過程中所產生的各種質量參數，實現質量管理的有效監控，提供施工質量的分析，有助于改進施工工藝及流程。而實時記錄的質量數據，為質量管理提供了有效的依據，一旦發現問題，可以快速追溯到問題的源頭，及時采取措施進行糾正，避免產生質量上的缺陷。

2 智能建造技術在裝配式建筑施工管理中的應用

2.1 施工規劃與安排

裝配式建筑施工管理中，前期的規劃與安排屬于極為重要的一項內容。通過開展合理的施工規劃與安排，可以確保建筑裝配施工活動的順利完成，有助于提高施工效率，保證施工質量。施工規劃與安排是一項復雜的作業，尤其是裝配式建筑涉及較多的裝配構件，這些構件的尺寸參數、結構特征等信息，均需要進行掌握，這就要求管理人員讀懂設計圖紙，掌握建筑承重結構、受力結構等，以更好地制訂施工方案，明確施工技術工藝和施工順序等信息，以提高施工效率和質量。

BIM技術在輔助施工規劃與安排方面有著極為重要的作用，其通過建筑三維模型的建立，可實現對裝配式建筑構件、設備等立體化的數字表達，從而幫助管理人員更為準確地預測裝配式建筑的具體需求，掌握材料、尺寸等方面的關鍵信息，提前做好資源調配和施工準備。特別是BIM技術可視化、可模擬的技術優勢，可以在前期規劃階段即對整個施工過程進行模擬，其中包括施工進度、材料供應等，從而在虛擬的環境中評估不同規劃方案的實際展開效果，幫助確定最佳的施工規劃方案，合理進行資源安排，提高施工效率[2]。

智能建造技術中的大數據分析功能，可以基于對歷史數據和相關指標的分析，為裝配式建筑前期規劃提供數據支持。借助于數據分析，發現施工過程中的瓶頸和問題，為施工決策提供依據。通過現場施工環境數據的收集，可以進一步評估環境對施工的影響，以便進行施工方案的調整，優化施工流程和資源配置，提高施工效率和質量。

2.2 構件質量控制與跟蹤

裝配式建筑由各種模塊化構件組成，每個構件都起到其特定的支撐和連接作用，只有保證構件的質量，才能夠形成穩定可靠的整體結構。智能建造技術能夠實現對裝配式建筑構件的追蹤和溯源，在預制構件生產的過程中，將RFID芯片植入到構件中，可以賦予每一個構件唯一的身份標識。在生產、運輸和安裝過程中，通過RFID讀寫器即可通過非接觸的方式讀取構件中的RFID信息，其中包括構件的生產日期、質量檢測結果等，幫助管理人員實時了解構件的流轉情況，確保構件按照計劃流轉和施工。

RFID技術的應用，使得管理人員可以基于RFID信息來對構件產品質量進行溯源。如現場管理人員通過手持終端來讀取構件的RFID信息，并將其上傳至基于BIM的質量管理系統，與設計模型進行比較，與對應構件的質量控制指標進行對比，從而快速查驗和解決質量問題。當發現構件質量存在問題的情況下，可以通過溯源系統查找問題的根源所在，從而明確構件質量缺陷究竟是生產批次問題，還是運輸過程中引起的損壞等，以便及時采取措施進行解決，避免構件質量給整體裝配施工質量帶來不利影響[3]。

2.3 施工材料管理

施工材料管理屬于裝配式建筑施工管理的重要內容，合理的材料管理不僅可以確保施工所需的材料質量符合要求，還能保證及時供應，避免因材料短缺或質量缺陷而對施工帶來不利影響。智能建造技術在施工材料管理方面有著極為廣泛的應用空間，通過RFID技術和二維碼技術，賦予每個材料獨特的標識碼。這個碼記錄材料的生產日期、生產批次等詳細信息，而后在材料的入庫、出庫、運輸及施工過程中，通過掃描或讀取該碼的形式，可對各種材料進行標識和追蹤管理，確保材料在正確的時間和地點被使用。通過信息化管理系統實現對材料全生命周期的追溯，包括采購來源、生產加工、存儲條件等信息，確保材料質量的可追溯和溯源。

2.4 施工質量控制

裝配式建筑施工管理中，針對施工質量的管理至關重要。只有確保施工質量滿足要求，才能進一步促使建筑物的安全性和壽命得到保證。以往施工質量控制過于依賴人工實施質量檢測的方式明確質量指標，以此評估施工質量是否達標，雖然準確性與可靠性較高，但總體效率有待提升。

智能建造技術的引進則為施工質量控制提供了新的可能，其通過對施工現場各種施工數據的分析，比對歷史數據和標準數據，可自動檢測出可能存在的缺陷和問題，提醒有關人員進行處理。比如說在構件連接處提前進行傳感器的布置，以實現對連接部位應變、位移等具體參數的檢測，從而借助于傳感器獲取相關數據，把握構件受力變形情況，以此判斷施工質量是否滿足要求，進而明確是否需要采取措施進行加固或拆除。這將有助于進一步提高裝配施工的精度和穩定性[4]。

裝配式建筑施工還有一些質量問題是可以通過目視觀察的方法來明確的。智能建造技術利用圖像識別功能，可以輔助工人進行目視化的質量檢測。通過對需要檢測部位的照片拍攝，利用人工智能算法對圖像進行識別和分析，從而快速檢測其中所存在的質量問題。利用圖像識別技術，可識別構件表面缺陷的裂縫、凹陷等缺陷問題，通過拍攝構件表面的照片，基于算法識別圖像中的異常區域，并進行標注，形成詳細的質量報告，可幫助施工團隊進行處理。利用圖像識別技術來識別和定位構件，通過圖像處理和分析確定其準確位置，可解決構件裝配安裝精度問題。

2.5 施工進度管理

基于智能建造技術施工進度管理，是裝配式建筑施工行業向數字化轉型的重要體現。進度管理直接關系到工程能否按期完工，利用先進的智能建造技術，可以實現對施工進度的全面掌控、精準預測和高效管理，從而提高施工效率，優化進度安排，避免因進度延誤而導致的工程施工成本增加。

智能建造技術在工程施工現場通過智能傳感器及監控裝置的安裝，實時收集工程進度方面的數據，如材料運輸狀態、構件安裝進度等，加強對施工進度的監控和管理。所收集到的進度數據傳輸至中央處理系統，利用大數據分析技術，對施工進度實時監控和評估，可以及時發現潛在的工期延誤等方面的問題。而借助于人工智能算法，通過對歷史數據的學習，可以進一步構建進度預測模型。結合當前進度數據，通過模型預測和仿真，為施工進度提供更為準確的預測，并在實際施工中及時調整和優化進度計劃。

考慮到裝配式建筑不同任務和工序之間聯系性較強，加上資源方面的限制，使得其進度管理難度較大。在進度管理的過程中，利用BIM技術對建筑施工進行三維模擬和規劃，有助于優化進度計劃和施工流程。通過BIM技術對不同工序、構件的裝配進行模擬，優化施工順序，識別潛在的沖突和瓶頸，從而對施工進度計劃進行優化。同時利用智能排程系統，根據任務之間的依賴關系，自動對工序進行安排，形成最優化的施工方案，以實現對施工資源的最大化利用，提高施工效率。

2.6 施工安全管理

裝配式建筑施工現場充滿了不確定因素，施工安全管理難度較大。智能建造技術通過物聯網、大數據、人工智能等技術的應用，能夠實現對施工現場各個環節的監控，如工人行為、設備狀態等，一旦發現異常情況，可以快速發出預警并采取措施，避免事故的發生，提高施工的安全性。基于智能建造技術的施工安全管理，主要是利用先進技術手段來提升施工過程的安全性。

智能建造技術通過布置傳感器及攝像頭，時刻監測現場的各項安全指標，以此評估是否滿足施工安全的要求。例如，危險工程施工時，于結構薄弱點位布置傳感器來檢測結構變形等問題，從而實現對危險的提前預警，避免事故的發生。通過安裝攝像頭和圖像識別系統，實時監視現場工人作業時是否佩戴安全帽等防護裝備，提醒相關人員進行處理，避免意外因素危及作業人員的人身安全。借助人工智能及其算法，智能建造系統還能夠對現場工人的危險行為等進行識別。如存在違規用電、違規用火等行為，系統可以及時發出警報提醒有關人員進行糾正處理，避免由此而誘發安全事故。

智能建造技術基于對施工現場各種數據，可以識別現場所存在的安全隱患。通過對歷史施工數據和實時監測數據的分析，應用數據挖掘等技術，可以識別出施工現場潛在的安全風險和事故發生的可能性，為預防性干預提供依據。利用虛擬現實技術模擬施工現場，可以在虛擬環境中發現潛在的安全隱患，提前進行預防性干預，培訓施工人員掌握安全操作流程，以應對可能發生的安全事故。

3 智能建造技術在裝配式建筑施工管理中的發展

隨著人工智能、物聯網、大數據等技術的不斷成熟，未來智能建造技術將在裝配式建筑領域得到全面應用，包括施工過程的智能化監測、信息的自動化共享、決策過程的智能化優化等。這意味著智能建造技術將推動裝配式建筑施工管理向全壽命周期管理的方向發展，從初期設計、施工運營，再到最終的維護階段，實現信息的無縫銜接和持續優化，為裝配式建筑整個生命周期提供智能化的建造支持。

智能建造技術也將持續完善對BIM技術、物聯網技術、大數據技術等技術的具體應用，為工程施工活動進行提供更為精確、及時的監控，實現對施工質量、進度、安全等方面的智能管控。而虛擬現實技術作為一項重要技術，在可模擬、可視化等方面有著無與倫比的優勢，也將被廣泛應用于裝配式建筑施工管理中，這包括施工培訓、工藝規劃、施工現場的可視化管理等方面，為管理人員提供更加直觀、高效的工作輔助手段。

4 結束語

智能建造技術是建筑工程行業的重要技術革新，在裝配式建筑施工管理中應用優勢十分明顯。基于智能建造技術的裝配式建筑施工管理，可以實現構件的跟蹤和管理、施工進度的智能排程、施工質量的智能控制等。

智能建造技術已經滲透到裝配式建筑施工的各個環節，這對于提高裝配式建筑施工管理水平，保證施工質量，推動裝配式建筑施工向智能化轉變。隨著基于智能建造技術的裝配式建筑施工管理將實現更為深入的優化和創新，成為裝配式建筑深入發展的重要力量。

參考文獻

[1] 趙成恭.裝配式建筑施工智能建造技術與應用研究[J].中國建設信息化，2023（22）：66-69.

[2] 陳東，劉陽，何祥榮，等. BIM技術在裝配式建筑智能建造施工過程管理中的應用研究[J].科技與創新，2023（18）：173-175.

[3] 許彬，李家豪，張國興，等.數字建造技術下裝配式建筑精細化施工管理研究[J].河北建筑工程學院學報，2023，41（1）：163-169.

[4] 張洋.基于智能建造技術的裝配式建筑施工管理研究[J].中國建筑金屬結構，2022（7）：131-133.

收稿日期：2024-05-20

作者簡介：呂興良（1978—），男，浙江紹興人，本科，高級工程師，研究方向：建筑施工技術。