基于装配式建筑智能建造全过程管理应用发展研究

赵艳艳

巨野县职业中等专业学校 山东 菏泽 274900

近年来，装配式建筑得到了更多的关注，其数量也在不断增加。但是，在建设项目中，仍然存在着综合性不强、交义性不强等问题，此外，在信息技术的集成应用上，还存在着一些不足之处[1]。比如装配式建筑整个建设过程复杂，传统管理模式存在各种问题，无疑会导致大量设计变更以及返工；其次我国装配式建筑的发展仍处在前期，生产管理相对落后、技术效率等诸多关键问题，会对建设项目质量和进度产生重要影响[2-3]。因此，在今后的发展过程中需要对装配式建筑智能建造全过程管理展开更加深入的研究。协调好装配式建筑建设全过程，开展充分利用各项信息技术，形成装配式建筑新的生产模式，使得各阶段参与方能够更加信息交流顺畅，达到装配式建筑施工全过程的数据集成与信息化管理的目的，这对解决上述问题具有重要作用[4-5]。

1 装配式建筑概述

1.1 装配式建筑特点

装配式建筑使用的是一种标准化的设计，将建筑构件从工厂中经过加工，然后运输到施工现场，再利用吊装的方法进行组装，从而构成一个整体。装配式建筑具有低劳动强度、快速组装和绿色环保的特点。

装配式建筑物是指在信息化的基础上，通过模块化设计，标准化生产，精益装配的建筑物。有协同化与传统的施工方式不同，在设计、施工、装修及管理等方面，装配式建筑具有一体化、精细化、施工干作业等特征。目前，在国内，由于装配式建筑还处于普及阶段，由于其技术难点、造价高昂、刚性和质量难以保障等原因，其还没有得到大多数中小承包商的认可。

1.2 装配式建筑的分类

（1）预制混凝土结构。PC （预制混凝土）结构是装配式建筑中应用最为广泛的一种，由于 PC作为主体承载构件，且成本较低，而且具有高质量、强性能、快速作业等优点，因此它能更好的适应于多种环境。在三类结构体系中， PC与钢混比，在造价上具有明显的优越性，但是在抗风和抗震性能以及超高设计上都存在着缺陷。

PC的造价比较低廉，主要应用在写字楼及多层、小高层住宅中，并且与传统的现浇砼建筑有着紧密的联系，在当前的结构体系中， PC的推广是最容易，也是最广泛的一种。在此基础上，采用了“设计-安装-装修”的技术，使其施工费用与常规施工费用相近，施工时间仅为5天。目前，在我国，装配式建筑还处于普及阶段，虽然混凝土行业的发展速度比较快，但是在 PC构件领域，其成本的竞争比较激烈，并且没有太大的优化空间，所以在短期之内，还不能取代传统的建筑。

（2）装配式钢结构。钢结构是由钢柱、钢梁、构件连接的方法主要有螺栓钢结构、焊缝、铆钉等。根据使用目的及制作方法，可将其详细划分为轻质与重质两类。钢结构拥有优良的抗震性能。随着科技的发展，钢结构技术日趋成熟，近几年，我国也在大力倡导钢结构的应用。

（3）装配式木结构。在组合木结构中，木材是最主要的承载力系统。在我国，木构房屋因其经济、易得的特点，加上其自身的保温、隔声、节能、舒适、抗震等特点，已成为我国最常用的房屋类型。但是，由于我国的国情，加之对木构建筑的层数、长度和面积的制约，导致其不能满足我国建筑发展的需要，其行业的总体规模也相对较小。

1.3 装配式建筑管理现状

装配式建筑以其绿色环保、可持续、生产标准化、质量成本可控、施工进度快等优点，是实现高品质建筑的重要途径，是当前我国建筑业转型发展的关键。然而，当前的装配式施工管理，仍然是以传统施工管理模式为基础，施工过程中各个环节相互割裂，各利益方相互独立，造成返工多、工期长、质量差等问题。实践表明，当前的装配式建筑管理模式还不能很好地满足它的发展需要，其中最突出的问题是：①现行的管理模式明显不能与装配式建筑集成的特征相匹配，从而造成了施工流程中各个环节之间的相互分离，造成了沟通不畅、合作不紧密、成本上升等一系列问题，制约了装配式建筑的发展；②目前采用的是传统的现浇施工的管理方式，在施工过程中很难实现施工信息化。造成了设计者使用的建筑物信息模型的准确性无法满足工程建设的需要，建设部门必须对其进行重建，并对其进行仿真和管理。

2 装配式建筑智能建造全过程管理概念及其优势分析

2.1 装配式建筑智能建造全过程管理

装配式建筑的智能化施工全过程管理，指的是以精益价值链理论为依据，把信息化技术运用到了装配式构件的设计、加工、运输、吊装和维护等环节中，利用信息化手段，减少乃至消除建造过程中的深化设计、远距离运输、二次搬运、施工偏差等非增值活动，最终完成项目的安全、质量、进度、成本控制，实现了装配式建筑项目全过程一体化的智能化建造与管理，从而达到对项目施工全阶段、全周期成本进行科学控制的目的[6]。利用对全过程的管理和控制，可以实现整个施工过程的智能化建设和管理，提高项目各参与方之间的信息透明度与协作，从而减少了成本，提高了公司的利润[7]。

2.2 装配式建筑智能建造全过程管理优势分析

装配式房屋是指将制造好的标准件在工地上拼装起来的一种建造方式。具有高效率，低成本，同时具有明显的绿色特性。装配式建筑智能建造全过程管理的模式，将会让我国的建设行业更加规范化、信息化，从目前的粗放型管理状态向更加精细的方向发展。智能建造全过程管理模式将会在各个阶段进行应用，不仅可以提高项目设计和施工时间，而且可以为绿色、智能施工管理模式的建设提供思路。智能建造全过程管理将会使建设系统信息数据更加共享化，为企业发展提供强有力的保障[8]。

装配式建筑智能建造管理可以增强企业竞争力，创建出新的管理模式，助力于建筑企业参与转型升级，从而推动市场活跃。同时，基于BIM信息平台，将会更加促进各建设方、各各企业进行技术交流、资源分享，达到良性竞争的目的。

智能建造全过程管理模式基于BIM的协同工作与信息集成。从设计环节到拼接安装环节；再到待预制构件组装完成后，进行智能化精准运输；之后施工环节，关联工期、成本实时控制；最后待施工完工交付后，后期信息化、可视化的维护运营，这些都将有力提高项目工作效率。

3 装配式建筑智能建造全过程管理模式

装配式建筑具有多个体系的整合特征，可以利用 BIM信息的技术优势，建立一个协同设计平台，从而达到对装配式建筑进行整体设计的目的。实现了项目全周期信息互联与共享，实现了装配式建筑、结构、机电、装修的多专业横向集成。与此同时，还方便了参与建设方提前介入，构建关联设计、生产、施工的综合信息模型，进而有效地解决了各阶段信息不对称的问题，实现了全过程纵向整合。

首先，将 BIM技术引入到装配式建筑的施工过程中，将其运用到施工过程中，将 BIM技术引入到施工过程中，使其能够更好地进行施工过程中的施工过程，同时， BIM技术还能有效地对施工过程中的各个环节进行监测，从而掌握施工过程中各环节的具体位置，从而根据施工过程中的具体特点，根据施工过程中各环节的具体特点，对施工过程中出现的各种影响因素进行分析，从而达到对施工过程中各环节的准确把握。

其次，在 BIM技术的基础上，实现了项目的精细化管理。为了更好地了解项目的动态，本文提出了一种基于时间序列的项目进度控制方法。另外，还可对全周期精细化控制及智能化分析。比如，针对施工风险和事故，展开重点的提醒，给施工人员以视觉上的引导，从而确保施工的安全。

最后，与在传统建筑施工中的成本管理相比较，在建筑智能建造全过程管理模式中，可高效工程造价计算，运用 BIM技术快速准确地生成工程量报表，为工程造价提供有效的计算方法，这对于对工程造价展开精细的管理是有利的。此外，还可以针对工程造价清单中各种错误、漏洞等问题进行查找，进而对装配式建筑的施工资源进行合理配置，实现其最大的经济效益。

4 完善装配式建筑集成体系及其标准化

4.1 建立标准化体系

当前，因为各公司都是自己发展，而且没有相关的标准，导致零件和制造工艺参差不齐，生产出来的零件并不适合在工程中使用，极大地降低了施工效率，提高了相应的成本。因此，必须加强对装配式结构的研究和研究，建立适合中国房屋特点的构件技术规范，为智能建造在装配式房屋上的应用奠定基础。最终，在此基础上，对该系统进行了综合的推广与应用。

4.2 满足大规模定制化、多样性的要求

随着装配式建筑的发展，常规的标准化构件所造成的结构形式单一，已不能适应现代社会对结构的需求。结合客户的个性化需求，利用BIM技术，实现工程的可视化仿真，从而对工程与市场的匹配程度做出了判断。其次，扩大及提升市场上，装配式式房屋的工业标准，最大程度地提升劳动者的劳动生产率，使得装配式房屋具有较高的建造速度和较低的总成本。要达到可持续发展的目的，就是要把市场需求与社会需求结合起来。

4.3 完善市场链条及配置资源

要想真正实现智慧建筑的全程化，就必须具备设计、加工、运输、装配和运营等完整的产业链。当前，装配式建筑企业大多是分散经营，必须建立和完善建筑产业化的市场链条，通过共享、重组、更换配置等方式，将参与的施工单位进行整合，形成一个完整的产业链，以解决其高成本问题。

4.4 先易后难，逐步推进

根据当前我国装配式施工的市场特征，采取先简单后复杂，逐步推进的发展战略。在政府相关优惠政策的帮助下，首先在具体地区发展组装式建筑，然后在政府的政策性项目的基础上，进行智能施工的全程管理，最后，逐步将其推广到商业建筑。在进行了大量的工程实践之后，积累了一定的经验，然后，再将组装式施工项目管理的规模和组合率逐渐提高。

在进行智能建造的全过程管理时，也要将其与地方特色有机地结合起来，以当地的房屋设计标准及需求、建筑结构特点为依据，构建出一种既具有地域特色又具有区域特色的装配式建筑。对地势地形与资源配比进行全面的考量，并以各个项目的需要为依据，大力推动战略性的合作关系，运用精益管理的方法，真正做到将装配式建筑的成本降到最低，最大程度地符合市场的要求。

4.5 加强装配式建筑人才培养

持续对装配式建筑方向的人才的培养，开展产学研相结合，构建企业与高校的实训基地平台，构建装配式建筑施工管理体系。运用这个平台，对各大院校进行定期的专业技能培训，并将重点放在学生的实际操作上，借助专业或行业这条纽带，进行定岗实习，更加促进本专业人才与岗位之间关系，专业教育体系的培养才是本行业不断推进本产业的发展的根本，只有这样，产业产业才会快速前进。

5 装配式建筑智能建造全过程管理应用发展

当前，在国家对装配式建筑的倡导下， EPC也在积极推动，未来的发展方向是以装配式建造为主，以总承包为主。在 EPC模式下，基于 BIM+多项信息技术的智能化建设全过程管理模式，其优越性和重要性越来越明显。

就工程类别而言，我国的工程建设多为保障性住房，而对于城市、高档商务区域的工程建设则相对较少。在建筑构造方面，主要采用预制混凝土构造。随着建筑技术的进步，装配式钢结构在建筑中的应用越来越广泛。2019年末，中央经济工作会议上，明确指出要大力发展节能和绿色建筑，推进钢结构装配式住宅试点，推动建造方式转型。从信息化的角度来看，基于 BIM技术的各种信息化技术的整合已成为建筑业发展的一种趋势。本项目基于 BIM，以计算机辅助制造、北斗导航和三维激光扫描等为主要方法，将物联网、虚拟现实和虚拟现实等数字化技术融入到建设过程中，对建设过程中的结构、半结构和非结构信息进行实时采集。施工企业也在不断地改善信息化管理，不断地优化设计标准、设计方案，最后实现了装配式建筑的智能建造与信息技术的融合。

6 结语

装配式建筑是我国建筑业转型升级的必然选择，信息技术为其快速发展提供了条件，多种信息技术的深入结合，将为工程信息的互联互通提供了条件。然而，到现在为止，我们还处在装配式建筑的早期发展和探索阶段，在一些方面，还存在着很大的不足比如数据兼容、标准化等方面，在装配式建筑的智能建造全过程管理上也存在着很多问题，还没有形成一套行之有效的装配式建筑智能建造全过程管理模式。所以，在今后的装配式建筑工程中，仍然需要加强对其信息化的研究，以推动其良性发展。