装配式建筑智能建造全过程管理分析

郭志亚

摘 要：为了提高装配式建筑的管理水平，实现建筑行业的现代化发展，建筑施工企业需要不断优化施工管理方案，采用智能建造手技术，实现全过程管理。在装配式建筑施工阶段，相关单位务必要掌握智能建造技术的关键内容，包括BIM技术、大数据技术、人工智能技术、物联网技术与云计算技术等，并详细分析装配式建筑管理存在的不足，比如管理组织不完善、现有产业链不完整、构件规划不充分、管理信息化水平低等多个方面的不足。在此基础上，灵活应用智能建造技术，优化基本设计流程，借助现代信息化技术，提高装配式建筑的全过程管理水平，实现对建筑工程管理的创新与优化。

关键词：装配式建筑；智能建造；管理

中图分类号：TU71                                  文献标识码：A                                 文章编号：2096-6903（2023）02-0083-03

0 引言

全过程管理装配式建筑，能够充分发挥智能建筑的优势，使得各项智能技术能够推动装配式建筑的高效进行，实现现代建筑行业管理的创新发展，以此为高效、高质、高量施工奠定基础。

1智能制造的关键技术内容

智能化建造过程中，科技成果所展现出的优势更为明显。建筑施工可充分发挥BIM技术、云计算技术以及人工技术等多项科技的优势，在工程建造过程中优化不同管理环节，使得勘察、规划、施工等环节得到全面优化，保障建筑工程质量符合实际标准，推动建筑施工高质量进行。同时还需掌握智能制造的关键技术，以此实现建筑施工的高质量发展。

1.1 BIM技术

BIM技术是在传统计算机辅助设计技术的基础上发展而来的，能够集中多维建筑模型信息，属于集成管理技术，实现了传统二维技术向三维技术的转变。BIM技术的核心为共享数据库，其无论是物理性能还是各项功能，在建筑工程项目的每一生命周期都可得到广泛应用，包括开发设计、运维管理[1]。在项目开展的不同阶段，不同参与方可通过BIM技术对信息进行提取、更新与修改，保障项目信息化科学开展，实现项目决策合理化，从而提高建筑施工效率，保障项目综合质量，维护项目的综合收益。

1.2 大数据技术

大数据技术可结合巨量的数据资源，主要功能在于信息交换、存储与处理，通过对大量数据的精准分析，提高了数据处理效果。与传统的数据库功能相比，大数据可存储与管理大量的数据信息，同时也能够对数据进行精准分析，保障数据的快速流转，及时获取更高价值的数据信息。大数据的特点为规模大且处理速度相对较快，数据的真实性较高，应用该功能，能够对各项数据信息进行抓取分析处理，从而为基础的数据运营提供可靠的决策支持，获取具有预测性的数据信息，及时发现可能被忽视的数据规律，为运营与管理提供可靠的决策支持。

1.3 人工智能技术

人工智能技术属于计算机科学技术的分支，是利用计算机操作机器人实现智能思考的一种模式。人工智能会深入研究大脑思考问题的模式，同时也会在尝试解决问题过程中，判断如何进行学习、决策以及工作等流程，所获得的各类研究结果能够为开发智能软件提供支持。人工智能包含的功能模块较为广泛，包括机器人图像识别、语言处理、专家系统等，整体发展较为迅速，涉及范围相对较广[2]。人工智能融合了自然科学、社会科学以及技术科学，同时也涉及到计算机科学、神经生理学、仿生学、控制论、数学等多个学科。

1.4 物联网技术

互联网来源于传统的传感网络，其始终处于动态且不断拓展的一种发展状态。互联网可接触信息转换设备，可实现物品与互联网之间的有效连接，在连接过程中也能够实现信息的有效交换，达到智能化识别的最终目的。物联网的组成包括感知层、应用层与其网络层。感知层可智能识别世界中的信息，完成信息的处理与采集，并实现自动控制的目的。网络层可借助互联网、通信网络等，实现信息之间的有效传递，加强对信息的有效控制。应用层可在基础设施的支持下，推动物联网的有效联动，促进信息功能的全面发挥。尤其是随着5G技术的发展，物联网的发展也更加迅速，万物互联的目标可逐渐达成。

1.5 云计算技术

云计算属于分布式计算，通过互联网访问可获得IT资源共享池，所选择的定价方式为用量付费。云计算属于服务的交付模式与使用模式，在网络的支持下，能够按需获取相应的资源，整体更容易扩展。此种服务模式是在IT硬件、软件等多项基础设施的支持下完成其他服务。云计算的核心理念在于按照需求提供服务，比如数据备份、虚拟桌面软件开发、大数据分析等，而且能够对物理数据中心进行维护。云计算的服务方式包括IaaS、PaaS、SaaS，分别代表基础设置即服务、平台即服务、软件即服务，而不同的元计算方式可代表不同级别的控制，整体管理更加灵活。

2 装配式建筑管理存在的不足

2.1 管理组织不合理

大部分装配式建筑结构所采用的管理模式较为传统，组织管理模式较陈旧，与普通建筑工程项目相比，装配式建筑无论是施工、設计，还是生产管理，各过程之间紧密相连，在获得相关设计图纸后，往往难以在工程项目中直接应用，需要对其进行深化设计，对构件进行拆分以及标准化设计优化。经过深化设计后的图纸需要直接给生产单位生产，生产单位在完成生产以后可派送车辆到施工现场，并进行后续的吊装工作。

通过对装配式建筑的管理过程分析可以发现，在设计建设与装备式建筑过程中，需要多个单位之间进行紧密配合[3]。但是传统的施工管理模式和工作环节之间却相互分离，管理组织较为片面，管理安排不够合理。如果继续沿用此种管理模式，会直接影响装配式建筑的综合质量，难以实现装备式建筑的统一规划，无法覆盖装配式建筑的多个流程，同时也难以实现建筑一体化施工优势的全面发挥。

2.2 产业链不完整

在建设装配式建筑时，需要建筑施工单位、设计单位、生产单位等多个单位之间进行深度交流。各单位在设计装配式构件时，需要完成初步设计、深化设计与标准化拆分优化设计、运输调度等，在多个问题之间达到共识以后，可形成更为完整的产业链。但是就现实施工情况来看，涉及職工生产的多个环节都需要分类开展，而业主不需要分别与不同单位签订相应的合同，并在中间环节负责沟通协调，从而导致各单位之间的信息交流不畅，使用单位对项目的掌握不够精准，同时也无法形成产业链，难以发挥集成化管理优势。

2.3 构件规划不充分

装配式建筑施工现场不需要使用过多的施工原料，构件的生产全部转移至工厂内，构件厂需要提前按照生产需求完成构件的生产，同时分批次向施工现场进行运输，而后进行装配，以保障施工的有序进行。但是预制构件的体积相对较大，所带来的运输成本相对较高，而施工现场在堆放场地构件时，也缺乏充足的场地。构件运输时需要满足以下要求：第一，需要符合施工现场的日常使用需求，待使用的构件务必在施工前运输到现场，不可延误工期。第二，要尽量做到施工现场的零库存，实现构件的随用随运，减少堆放问题，以减轻工地的用地压力，同时也能够降低构件保存过程中产生的各项费用。第三，结合不同构件的生产厂家，提前做好各项规划，使得构件的生产更加合理，将运输费用降至最低水平。但是在实际工程管理过程中，施工单位的排产与运输规划都不够合理，导致构件资源浪费、资金浪费等问题时有发生。

2.4 管理信息化程度较低

装配式建筑属于一项复杂的工程，设计环节、采购环节、生产环节之间需要紧密关联，各单位需要将信息共享。但是当下装备式建筑管理的机械化水平相对较低，信息的覆盖面不够充足，在主观判断的影响下，生产工作安排常常不够合理[4]。当前建筑行业的管理类软件已经初步得到应用，但装配式建筑管理平台的构建还不够完善，未体现出装备时建筑管理的特点。而且物联网技术、大数据技术为装配式建筑管理带来的优势，未得到充分发挥，在实际管理中的应用范围较为狭隘。

3装配式建筑智能建造的全过程管理分析

3.1 优化基本设计流程

3.1.1构件拆分

要想达到标准化生产的最终目标，就应当确保构件拆分合理。预制构件拆分过程会直接影响建筑的综合功能，也会影响结构的稳定情况，甚至会对工程造价成本产生影响，因此在构件拆分过程中需要综合考虑各项影响因素。BIM技术的合理应用能够将二维图纸转换为三维模型，直观的展示出不同的建筑细节，在项目的全生命周期管理中，构件信息能够实现完整的流通。同时BIM软件能够对构件的受力情况进行精准化分析。设计人员能够开展和在计算对设计方案加以优化，从而控制成本，保障预制构件的综合品质，获取更为可靠的经济效益。

3.1.2预埋件布置

在隐蔽工程中，预埋件属于工程的连接件，其主要作用是对其他固件进行连接与固定，装配式建筑的构件需要在工厂来完成生产，因此在生产时就需要确定构件中预埋件的实际位置。在BIM技术的支持下，能够用有限元分析预埋件，保证预埋件的位置符合结构的受力情况，同时也能够对各单位的设计模型进行全面统筹，保障管线与预埋件安装的合理换，避免出现返工问题。

3.1.3标准化设计

装配式建筑工业化生产的关键在于标准化设计，也就是在完成构件的拆分以后，获得具体的规格与尺寸，工厂可进行批量化生产。装配式建筑在进行标准化设计时，需要尽量减少规格，增加组合，使得构件经过标准化设计以后，通用性得到全面强化。同时在使用过程中可有序完成拼装保障工程质量。BIM技术能够提供标准化设计平台，保障构件拆分的合理性与协调性，使得构件内部空间结构符合实际标准，减少交叉碰撞问题的发生，促进预制构架的批量化生产，提高装配式建筑的施工效率，维护装备式建筑的综合质量。

3.2 施工过程管理应用

3.2.1BIM技术

BIM技术能够构建信息化建筑模型，通过对建筑信息的全面集成，最终呈现出三维模型结构。在不同的构件结构中，包含着相应的规格信息和非结构信息，在建筑施工中，各单位都能够在模型中获取自己所要的数据信息，有效减少工作量，使得合作效率得到全面提升。此外，BIM技术展现出的3D模型除了提供信息以外，也能够实现模型的实时更新，工程项目可视化程度的全面强化，在3D基础上衍生出4D模型，能够获取项目整个生命周期的施工进度，及时发现施工进度中存在的偏差并加以调整。BIM技术近年来也得到了快速发展，既能够查看施工进度，也能够分析成本情况，及时发现成本偏差，控制经济损失。比如某大型商业体在建设过程中采用了装配式建筑结构，由于整体均方跨度较大，不同节点预留的钢筋较多，施工难度较高。在BIM技术的支持下，本项目从规划的设计阶段进行了全方位的计划、模拟与复核，使得施工过程更加独立、安全。

3.2.2物联网技术

物联网可借助感应设备与识别设备，对物体信息进行实时提取操作。作为现代建筑行业的代表，装配式建筑施工与物联网之间也存在着紧密关联，在物联网技术的支持下，能够获得更为广阔的空间。物联网技术应用于装配式建筑中，主要分为3个应用部分。

第一，能够实现对材料进厂与库存的管理，在微电子新品芯片的支持下，每一个预制构件都能够形成专属二维码，使用无线射频技术能够清晰获得构件中的相关信息，包括规格、名称、位置等，物品的信息也能够直接与物联网平台相连，便于人们清晰掌握构件在安装过程中的实际情况。

第二，监测建筑结构的实际情况，根据施工过程中构件受力存在的变化，准确判断是否需要进行加固与拆除。

第三，监督施工的安全性，比如在施工中，可选择在装配式结构相对较为薄弱之处安装传感器与自动报警系统，面对存在的危险要做到提前预警，以免发生危险事件。另外，施工电梯与脚手架等设备，也可通过物联网技术对其温度等信息进行密切监测，以便全面管理施工存在的安全问题。

3.2.3 大数据技术

装配式建筑是一个较为复杂的建设过程，在建设期间会产生诸多数据，而大数据技术能够通过对数据的整合与分析，为建筑施工提供了更多支持。在合理的时间内大数据技术能够全面整理巨大的资料，同时在装配式建筑中可与BIM技术相结合，将施工现场所形成的数据进行全面整合，包括工程设备的信息、施工质量、施工进度、施工成本等。

而在BIM技术的支持下，它能够对信息的全面集成构建全数据模型，使得数据的集成、存储与共享而更加便利。大数据技术的开展，需要对PM模型的数据进行全面提取，而后构建成分类存储的数据仓库，在数据仓库的基础上对数据展开全面的处理与分析，通过获取价值信息，为施工管理提供可靠的决策。

4 结语

随着现代技术的快速发展，新技术实现了与装配式建筑的全面融合，不仅能够保障建筑施工的综合品质，也能够满足社会高效生产的各项需求，降低成本损耗，增加建筑施工的综合效益。智能建造应用于装配式建筑中，当前已经取得了初步成效，但大部分施工单位技术的应用还停留于表面，对各项智能技术的应用还不够透彻，未来还需要进一步探究智能技术的应用方式，推动装配式建筑的创新与发展。

参考文献

[1] 张洋.基于智能建造技术的装配式建筑施工管理研究[J].中国建筑金属结构，2022（7）：131-133.

[2] 尚春静，姚凯卿，李小冬，等.基于区块链的装配式建筑建造质量智能管理平台研究[J].建筑经济，2022，43（5）：76-83.

[3] 李政道，郭振超.智能建造背景下的装配式建筑项目数字化管理课程教学改革探索[J].安徽建筑，2022，29（4）：98-100.

[4] 曹海涛.面向装配式建筑智能建造的思考与实践[J].智能城市，2021，7（23）：26-27.