构建数字化信息平台 引领行业转型发展

建筑业是我国国民经济的重要支柱产业。2020年建筑业实现增加值达到了7.3万亿元，比2019年增长3.5%，占国内生产总值的7.2%，有力支撑了国民经济持续健康发展。但目前我国建筑业大而不优，落后的施工手段及施工方式制约了行业效率及建筑质量提升。

随着科学技术的发展，智能建造与建筑工业化协同发展代表了建筑业的发展方向。发展智能建造是促进建筑业转型升级、实现高质量发展的必然要求。大力发展装配式建筑则是推动智能建造、推动建筑工业化升级的重要切入点。

2020年年底召开的全国住房和城乡建设工作会议明确指出，2021年要推动工程总承包向全产业链延伸以及装配式建筑全产业链协同发展，逐步提高装配式建筑在新建建筑中的比例。近年来，随着建筑业可持续发展理念的深入，装配式建筑由于其低碳环保经济的特点成为建筑工业化的重要表现形式之一，也是建筑行业未来的主要发展方向。

装配式建筑建造具有设计标准化、协同化，构件部品生产工业化，施工装配机械化等典型特点。设计阶段需实现建筑、结构、装饰、机电等多专业协同、接口统一及预留预埋统筹；生产阶段需实现流水化生产、减少施工过程的相互依赖制约；施工阶段则需大幅提升机械化作业水平，各阶段之间需高度协同。

随着国家层面、主管部门以及地方政策的联合驱动，加上市场内生动力的不断增强，近年来装配式建筑相关产业发展迅速。然而，装配式建筑各类预制构件部品部件在设计、施工、运维全过程管理中产生的信息量巨大、格式各异，设计单位、构件生产单位及施工单位之间信息传递效率低，各阶段频繁出现设计错误、碰撞冲突、安装精度等问题，既不利于质量又影响工程进度，使工程项目质量下降、造价增加、工期延长，不仅不能体现装配式建筑的优势，反而因信息不能及时共享阻碍装配式建筑的发展。

打通数据共享壁垒 实现高度集成协作

由于装配式建筑全过程包含的信息量巨大，所以提高工程数据与信息管理效率是影响装配式建筑发展的重要影响因素。如何保证各个环节信息的有效传递和共享是装配式建筑信息化管理的重要内容，也是装配式建筑得以顺利发展的前提。

装配式建筑要求设计、生产及施工各阶段打通数据共享壁垒，集成各专业软件，实现各环节的高度集成、协作。装配式建筑对全过程信息化管理提出了新的需求，即在装配式建筑各阶段信息分类汇总的基础上，通过信息化技术的自身价值特性，建立基于装配式建筑全过程的信息共享管理模型，搭建全过程数据信息管理平台，以信息数据协调统一为导向解决装配式建筑信息共享困难的问题，为装配式建筑全寿命周期信息共享提供解决方案，更好的实现数据信息在工程关联参与者之间的共享与传递。

基于装配式建筑全过程信息共享、协同工作需求，可以利用BIM、云计算等技术建立装配式建筑全过程信息化管理平台。一方面，装配式建筑全过程信息化管理平台可以为装配式建筑全过程各环节信息汇聚提供底层支撑，形成了统一数据源，为各环节应用奠定了基础；另一方面，依托平台可为各阶段不同参与方协同工作、业务应用提供数据服务；此外，平台可以整合多种数据挖掘与决策支持手段，支持更加灵活、高效的管理决策过程。

总结而言，典型的装配式建筑全过程信息化管理平台应具有以下三大特征：一是通用性，兼容不同工程项目管理模式、不同组织结构、不同管理流程，可服务不同参与方、不同软件的应用需求。二是可扩展性，面向不同工程项目、参与方特点，对平台功能进行定制开发和扩展。三是灵活性，可根据不同业务和安全需求，对数据存储、数据权限、平台接口、服务、流程进行灵活调整，可服务于不同管理需求。

以装配式建筑EPC项目为例，高效率的信息化管理可以为业主及承包商带来更高的收益，同时也会显著提升项目管理水平。装配式建筑EPC模式下的全过程信息化管理，需要借助高效、系统、完善的组织架构建立装配式建筑EPC项目信息化管理平台。通过项目信息化管理平台将业主、设计单位、监理单位、总承包商和专业分包单位及供货商联为一体，并在平台内部配置EPC业务流程，项目各相关方通过电子流程进行协作，形成集中统一信息管理的平台，实现模块化信息业务模式，提高项目工作效率的同时，也强化了EPC总承包商统筹协调的优势。

EPC总承包项目管理平台可以有效集成设计、采购、施工等业务进程，达到满足EPC过程服务的目的，实现包括工程电子文档、项目大数据采集与分析、资源与合作伙伴管理等数据共享及采购协作机制，从而达到对EPC项目的动态控制，实现密切追踪、实时分析、流程优化等目的。

协同一致的全过程信息化管理平台，涵盖EPC项目的全部管理内容，更有利于装配式建筑项目的实施。借助项目信息化管理平台可以帮助业主及EPC总承包商完成信息交流与过程控制，从而建立全新的装配式建筑项目管理模式，达到强化及发挥总承包商科学化管理的目的。

搭建全过程数据信息管理平台

装配式建筑全过程信息化管理平台应以BIM技术为基础，利用IFC标准、数据库、云计算等技术实现结构化及非结构化BIM数据的存储、管理与共享。依托服务端实现BIM数据的分析、处理与可视化，并在此技术上为装配式建筑全过程各阶段的共性的BIM数据管理、集成、共享、分析处理、可视化与综合分析评价提供支撑平台，服务装配式建筑全过程的协同设计、生产跟踪、施工管理、计价算量等应用。

装配式建筑全过程信息化管理平台功能通常可分为系统管理、BIM数据集成、BIM数据处理、Web服务API、图形引擎、数据监测分析等部分支撑模块以及资源配置优化等扩展性分析评价模块。

具体来看，系统管理模块用于支持平台管理员建立项目数据库及其初始化配置工作。主要包括数据库的创建、数据备份，用户组织结构及其权限设置，数据版本管理以及平台操作日志等功能。

BIM数据集成模块用于提供不同BIM数据解析、提取、转换和导出等功能。其中IFC接口可解析.ifc、.ifcxml等STEP及XML格式及其压缩格式的IFC数据，并集成到数据库中，同时可将数据导出为IFC文件；MS Project文件接口可以导入或导出MS Project文件，并将其数据转换为IFC格式进行存储；gbXML文件接口可基于XML格式解析和导入性能分析模型数据；监测数据接口则可通过csv等格式导入能耗监测、安全监测等有关监测数据；其他数据集成接口可以集成dxf格式图纸数据、3dxml格式Catia模型等数据，充分利用各类设计及模型数据。

BIM数据处理模块主要用于支持其他功能模块共性的BIM数据分析及处理工作，包括模型提取集成，根据具体应用场景或业务需求，从系统提取相应的数据，或将业务应用产生的数据动态更新到平台数据库。数据分类统计分析，利用分布式计算等技术实现有关数据的分类统计分析，提高数据处理效率。模型轻量化，通过数据压缩、相似模型合并、传输优化以及动态加载等技术，减少模型传输量、提升模型显示效率。数据缓存，将上述数据处理结果，以及轻量化数据等在服务端进行缓存处理，以提高有关数据服务效率，降低服务器数据库负载。

Web服务API模块主要是平台其他功能模块对外开放功能的服务封装，除各功能模块有关功能外，还可进行授权校验，根据API调用参数判断调用方是否具有该API调用权限，并对跟踪记录各应用软件调用方对API的调用情况，便于平台及时解决有关问题。

图形引擎模块主要提供装配式建筑全过程信息管理的模型三维显示相关功能。例如模型浏览，平台图形引擎提供基本模型浏览功能，包括缩放、平移、旋转等功能，以及显示、隐藏构件与调整显示效果等功能。图形引擎还提供剖切面定义、调整与剖切视图创建功能，便于工程人员自行定义剖切视图、查看模型信息。图形引擎通过提供模型室内外漫游功能，可交互式查看模型效果；通过提供构件点选、框选等多种交互选择方式，实现高效的模型选择、查看。此外，平台提供图形数据离线缓存功能，从而降低数据获取频率，提升数据加载效率。

资源配置优化模块主要面向装配式建筑施工过程提供资源配置与进度优化功能，具体包括进度数据集成，平台可基于Microsoft Project数据集成接口实现进度数据的自动导入，并可基于平台修改和完善有关进度数据。资源数据集成，平台可基于数据表格等方式自动导入工程资源数据，或通过手工录入等方式建立工程项目的资源信息。动态数据关联，平台能够实现进度计划与模型的动态关联，提供手动关联、自动关联等方式，实现进度计划与BIM设计模型的集成。集成后，可在平台中对施工过程及施工工艺进行模拟，并为资源配置优化基础，同时，平台提供模型与清单算量和资源信息的动态关联，通过自动或半自动方式构建模型与资源的关联信息。仿真优化分析，平台根据前述关联建立的BIM模型，自动生成资源配置与优化模型，并基于人工智能算法求解资源配置优化模型，对工程施工的关键资源需求进行分析和均衡，提高资源利用效率，节约时间与成本。

数据监测分析模块则主要面向装配式建筑物料管理及施工管理提供物联网监测功能。平台可将各物联网感知系统的能耗、沉降、测控定位等监测数据统一集成到BIM模型中，从而支持施工质量、安装精度等一系列指标的对比和分析，进行监测数据集成。平台还可以将物联网监测数据与BIM模型进行关联，实现基于模型的数据可视化点选、交互与动态展示，从而更好的体现数据与模型的关系。此外，平台还能动态分析统计物联网监测数据，并采用人工智能等算法对数据未来趋势进行分析预测，辅助管理人员更好的决策与掌控工程进展。

基于EPC模式的装配式建筑全过程信息化管理平台

项目采用EPC工程总承包管理模式，利用全过程信息化管理平台，贯穿设计、加工、装配、运维各阶段，避免重复建模，实现设计-加工-装配一体化协同控制。引入基于BIM的虚拟制造和装配技术，减少生产、装配问题；同时，构建基于BIM的构件部品族库、生产模具族库与工装系统族库，并可整合部品件计算机辅助加工（CAM）、构件生产信息化管理系统（MES）、无线射频、物联网等信息技术，充分共享装配式建筑产品的设计信息、生产信息和运输等多类信息，为工程项目实时动态调整，制定科学完善、技术先进、经济合理的装配优化方案。

该项目装配式建筑智能建筑平台是一个基于BIM轻量化引擎的智能BIM建筑平台，主要功能包括：平台提供项目库、预制构件库、模型库三个层次的数据组织。用户可将项目中的BIM模型通过专用的客户端工具上传到服务器上，并提供在线浏览BIM数据的服务，作为共享、协同的基础。同时还可以将预制构件、通用模型等共用的BIM模型和数据上传到服务器，方便在不同的项目中使用。

平台后台管理功能强大，建立了合理的分权管理机制；所有操作易学易用、操作简便。平台基于最新的BIM模型轻量化机制，使用户通过互联网访问三维BIM数据无需长时间等待，并针对移动设备访问，做了专门的推送优化，以取得最好的交互体验和流量花费之间的平衡。同时，平台还支持模型的重用。

基于“企业云”的装配式建筑协同平台，设定了设计资源标准、设计行为标准和设计交付标准，实现“全员、全专业、全过程”三全BIM应用。此外，采用BIM方式可以实现点对面的协同模式，通过互联网技术更可以打破地域的限制，实现跨区域的工作协同。并采用虚拟桌面实现局域网基于同一服务器进行协同工作，在保证带宽的前提下可以实现远程登陆服务器进行协同工作，另一种方式是通过不同地域的服务器进行同步备份实现协同工作。

装配式建筑智能建筑平台将各个流程模块化，整合到各个功能模块。通过云数据库储存信息，实现信息的共享与传递。通过共同的BIM模型，实现各个参与方的工作协同，包括各专业设计师工作的协同，在同一模型上完成各自的设计工作，查阅每一个构件的工程信息，每一个预制构件的属性信息可以集成汇总。

装配式建筑智能建筑平台通过BIM技术一体化协同，实现了模块化设计，个性化定制。在设计过程中可以实时与业主交互，提供个性化的服务，让“建筑不再是遗憾的艺术”。

平台集成装配式建筑全产业链信息，为建筑全生命周期提供基础数据支持。装配式建筑智能建筑平台将装配式建筑全产业链条的数字信息集成在BIM模型中，实现了设计、采购、生产、施工和运维全过程的信息交互，为物联网应用，智能工厂和智慧工地的部署提供了基础数据支持。

装配式建筑智能建筑平台还提供了更加绿色环保、品质优良的建筑产品供给，并提供智能化、数字化的“幸福空间”。平台的建设以引领建筑业实现“中国制造2025”为目标，既保障了绿色、节能、质量更好，性能更优的建筑产品的供给，也能提供一个数字化虚拟的“幸福空间”，不仅让业主在美好的体验中了解各种建筑信息，而且能提供诸如照明模拟、建筑体检等实用功能。