前沿信息技术在装配式建筑建设管理中的应用研究

刘宇

摘要：为解决装配式建筑建设管理过程中面临的设计信息缺乏互操作性、信息传递缺乏时效性、装配过程缺乏精准性以及大数据管理等难题，提出将P-BIM、北斗定位技术、云技术等应用于装配式建筑建设管理中。以期实现城市大规模装配式建筑群大数据的互通与管理，从而提升装配式建筑的建设管理水平。

关键词：前沿信息技术;装配式建筑;建筑建设管理

目前，装配式建筑的迅速发展源于国家层面和地方政府给予的大力支持。“十三五”国家科技创新规划中要求加强装配式建筑规划设计、建造、运维一体化技术和标准研究体系。在此基础上，国务院还印发了关于大力发展装配式建筑指导意见的八项任务。与此同时，各级地方政府积极响应，北京、上海、深圳等地也制定了相应的政策，使得装配式建筑逐漸成熟，成为目前建筑方式发展的趋势。随着对装配式建筑以及信息技术在其全生命周期应用研究的不断深入，在装配式建筑建设管理方面已取得一定的成果。

1 前沿信息技术平台构思

1.1 BIM 技术

BIM 技术是一项应用于建筑全生命周期的数字化技术，以一个贯穿其生命周期都可通用的数据格式，创建、收集、共享和传递该建筑所有相关的信息并建立起信息协调的信息化模型，将该模型作为项目决策的基础和共享信息的资源。在装配式建筑建设管理过程中，BIM 技术可以实时读取预制构件全生命周期的信息并以可视化的方式集成于建筑信息模型中，便于各利益相关者实时管理和决策。

1.2 云技术

云技术是指在广域网或局域网内将硬件、软件、网络等系列资源统一起来，实现数据的计算、储存、处理和共享的一种托管技术。云技术凭借着能大量收集、储存、分析、管理以及共享信息数据等功能被设想用于城市大规模装配式建筑群的数据管理。

1.3 P-BIM 平台

中国BIM 发展联盟和中国BIM 标准委员会提出P-BIM 是结合中国目前的发展现状、充分发挥各参与方积极性、利用现有专业软件、在相关标准的指导下对现有专业软件按照BIM 理念进行改造，在我国分步实现BIM 目标的一种应用方式。在装配式建筑设计阶段，不同的设计软件可以基于P-BIM 平台实现信息的互操作性。

1.4 RFID 技术

RFID 技术是一种不需识别系统与特定目标之间建立光学或机械接触就能通过无线电讯号识别特定目标并读写相关信息的无线电波通信技术，其具有信息容量大、安全性高和读取率高的特点。在装配式建筑建设管理过程中，通过RFID 技术可以快速读取预制构件设计、生产、运输及装配阶段中产生的实时信息。

1.5 北斗定位技术

北斗定位技术是基于北斗卫星导航系统对空间物体进行实时定位的先进技术。北斗卫星导航系统是我国独立实施并已经投入使用的全球卫星导航系统，具有技术先进、运行稳定的特点。在装配式建筑建设管理过程中，通过北斗定位技术可实现预制构件的精准装配。

2 前沿信息技术在装配式建筑建设管理中的应用案例分析

本文以某市某住宅小区项目为例，展示前沿信息技术在该项目全生命周期的拟应用过程。该住宅小区项目建设用地面积12041m2，总建筑面积68220m2（其中地上50120m2），由3 栋塔楼组成，层高2.9m，总建筑高度98m，设防烈度7 度，采用装配整体式剪力墙结构体系，标准层预制率达50%，装配率达70%。

2.1 装配式建筑设计阶段的应用

建筑设计软件将设计好的BIM 模型上传至P-BIM 平台，结构设计软件通过P-BIM 平台下载已设计好的建筑BIM 模型，在建筑BIM 模型的基础上进行结构设计。同样，机电、给排水、暖通等也基于前期其他专业已设计好的模型进行设计[1]。设计完成后，通过P-BIM 平台使不同专业设计软件的三维设计信息进行交互，不同专业设计模型集成一体。各设计软件通过BIM 数据库下载和更新BIM 模型，对某一个部位进行修改处理，并将不同的意见进行标记，其他设计单位均能共享并集中处理。

2.2 装配式建筑生产阶段的应用

主要基于BIM 技术和RFID 技术完成预制构件的工厂化生产。将设计阶段生成的最终BIM 模型导入预制构件生产管理系统中，生产管理系统根据预定的生产计划开始生产构件。在混凝土浇筑前，将BIM 数据库中各预制构件的基本信息写入相对应的RFID 标签中，并将RFID 标签绑扎在预制构件上，RFID 标签成为预制构件身份识别和传递信息的载体[2]。在预制构件的整个生产过程中，利用RFID 阅读器录入预制构件质量检查记录等基本信息，具体包括浇筑混凝土前录入、检验阶段录入、成品阶段录入以及出厂阶段录入。通过无线网络将录入的基本信息上传至BIM 数据库中。施工单位通过BIM 数据库查看预制构件的基本信息、图纸、生产过程图片、生产验收表以及出厂验收表，在满足要求的前提下生成发货订单，完成预制构件的出厂验收。

2.3 装配式建筑运输阶段的应用

主要基于BIM 技术、RFID 技术和北斗定位技术完成预制构件的物流运输和进场堆放。预制构件出厂验收后，BIM 数据库将合理规划预制构件的运输顺序，生成运输线路。运输工人通过读取RFID 标签中的构件信息，核对预制构件与配送单是否一致。在准确无误的前提下，完成预制构件从生产厂家到装配现场的运输。在运输车辆上安装北斗定位系统，通过无线网络与BIM 数据库连接，实时获取运输车辆的位置信息[3]。预制构件进场堆放时，通过在入口处安装门式阅读器，能快速识别并读写进入施工现场的预制构件，完成预制构件的进场验收。通过读取RFID 标签中预制构件的吊装信息，根据吊装的时间顺序完成预制构件的储存堆放。

2.4 装配式建筑装配阶段的应用

主要基于BIM 技术、RFID 技术和北斗定位技术完成预制构件的现场装配。施工工人通过RFID 阅读器快速准确地查找预制构件，实现预制构件的堆放追踪和快速查找。同时，通过查看BIM 数据库中该预制构件的装配信息，确定该构件的装配位置，通过在塔式起重机的吊臂以及吊钩平衡杆上安装北斗定位系统，完成预制构件的精准吊装[4]。施工工人将预制构件的装配完成时间、装配情况（进度和质量信息）写入RFID 标签中并通过无线网络上传至BIM 数据库中，各利益相关者通过BIM 数据库可实时观测和了解装配式建筑的施工进度。

结束语：

目前，在装配式建筑建设管理过程中，面临的设计信息缺乏互操作性、信息传递缺乏时效性、装配过程缺乏精准性以及装配式建筑群大数据管理等难题。在宏观层面上提出将BIM 技术、P-BIM 平台、RFID 技术、北斗定位技术以及云技术等前沿信息技术运用在装配式建筑建设管理过程中。以期实现对装配式建筑建设过程的智能化、可视化、精益化和简便化管理。在未来的研究中，需进一步从微观层面上解决目前装配式建筑建设管理过程中的技术难题，将前沿信息技术真正运用在装配式建筑建设管理过程中。

参考文献：

[1] 王兴旺，董珏，余婷婷，陈一梅，陈天天. 基于多种类型信息计量分析的前沿技术预测方法研究[J]. 情报杂志，2018，37（10）：70-75+89.

[2] 孙凯，李淑. 北京市装配式建筑发承包模式关键问题及对策研究[J]. 建筑技术，2018，49（05）：551-555.

[3] 孙晖，樊则森，齐贺，欧亚明，王龙. 关于EPC 模式与装配式建筑技术相结合的应用研究[J]. 施工技术，2018，47（07）：7-10+30.

[4] 彭润伍，唐立军，谢海情，唐俊龙，文勇军. 信息技术研究前沿融入课程教学的思考[J]. 教育与教学研究，2015，29（06）：75-77.

（作者身份证号码：610424198907060419）