裝配式建筑全過程一體化數(shù)字化的實現(xiàn)探究

季爽

0 引言

全過程一體化數(shù)字化是裝配式建筑的一個顯著特點，利用此項技術(shù)能夠促進從建筑的工件制造到裝飾裝修的全過程實現(xiàn)一體化建造的目標(biāo)。同時為了做到設(shè)計和裝配的一體化操作，利用現(xiàn)代先進技術(shù)建立相應(yīng)的管理系統(tǒng)，能夠?qū)υO(shè)計、生產(chǎn)、裝配著三個環(huán)節(jié)所存在的脫節(jié)問題，做到工程個參與方之間的信息傳輸和共享。

1 裝配式建筑的類型

1.1 板材型建筑

通常情況下，板材型建筑所使用的都是內(nèi)外墻板、屋面板等一些體積較為巨大的材料，在全裝配式建筑施工中較為多見，板材建筑可以起到減輕結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的重量的作用，同時還能擴大建筑的使用面積以及增強建筑整體抗震性能。內(nèi)外墻板材料主要由鋼筋混凝土制成，一般有空心板和實心板兩種類型。外墻使用的一般是hi 具有保溫層的復(fù)合板材，主要有泡沫混凝土和大孔混凝土做成。板材型建筑在設(shè)計中對節(jié)點的要求較為嚴(yán)格。

1.2 砌塊型建筑

砌塊性建筑是指墻體結(jié)構(gòu)由預(yù)制塊材料而建造的建筑，在建筑高度較低的情況下應(yīng)用的較多，同時砌塊根據(jù)體積大小分成大中小三種類型，并存在空心砌塊和實心砌塊。砌塊型建筑的制造工藝的難度較低，同時還具有施工便利、造成成本較低的優(yōu)勢。

2 數(shù)字化設(shè)計技術(shù)

2.1 建筑、結(jié)構(gòu)、機電、裝修協(xié)同設(shè)計

對每個專業(yè)的建模坐標(biāo)系、命名規(guī)則和設(shè)計深度等參數(shù)信息進行統(tǒng)一規(guī)劃，同時確定詳細(xì)的各專業(yè)設(shè)計協(xié)同流程、準(zhǔn)則及接口等，進而確保裝配式建筑在結(jié)構(gòu)、機電等信息方面，可以順利實現(xiàn)三維協(xié)同設(shè)計和共享。

2.2 關(guān)聯(lián)并共享模型信息

調(diào)整和更改BIM 模型后，和其相關(guān)聯(lián)的二維圖紙信息、數(shù)據(jù)庫信息會自動展開相應(yīng)改變，進而確保模型和數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)一性。建筑模型和裝配式建筑施工全過程的信息管理，并且完成信息數(shù)據(jù)的地洞歸并和集成目標(biāo)，為工廠和裝配作業(yè)的數(shù)據(jù)共享提供了便利條件。

2.3 建立構(gòu)件、部品等標(biāo)準(zhǔn)化族庫

對裝配式建筑系列化和標(biāo)準(zhǔn)化的構(gòu)件族庫及部品族庫進行創(chuàng)新建立，例如建筑戶型標(biāo)準(zhǔn)化族庫、機電管線標(biāo)準(zhǔn)化族庫、構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化族庫等多方面內(nèi)容。借助上所說的族庫，對通用化設(shè)計進行強化處理，保證設(shè)計的合理性和科學(xué)性。，此外，實現(xiàn)基于全產(chǎn)業(yè)鏈的裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化族庫，為預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)加工、運輸和現(xiàn)場裝配提供方便，進而做到基于建筑模型的設(shè)計、生產(chǎn)、裝配各方面信息的一體化。

3 數(shù)字化裝配技術(shù)

3.1 施工平面管理

首先對施工現(xiàn)場的道路、機械設(shè)備、建筑結(jié)構(gòu)等信息進行采集，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)利用BIM 技術(shù)建立相應(yīng)的模型，確定合理的臨水用水、用電的位置，進而建立一個施工平面管理模型。掌握詳細(xì)的管理模型和施工進度等信息，對施工場地設(shè)置方案中可能存在的碰撞沖突采取求量化分析措施，為工程的每個功能區(qū)完成動態(tài)優(yōu)化配置和可視化管理目標(biāo)提供參考依據(jù)。

3.2 工藝工序模擬及優(yōu)化

通過BIM 三維模型將施工計劃和工藝技術(shù)的數(shù)據(jù)信息進行合理的關(guān)聯(lián)，進而找到最合適的施工計劃的工藝技術(shù)，針對構(gòu)件吊裝、連接、安裝和內(nèi)裝等現(xiàn)場裝配方案做工藝模擬和優(yōu)化操作，利用BIM 模型所具有的可視化功能，將施工的具體流程充分展現(xiàn)出來，同時對指定施工環(huán)節(jié)展開模擬，確保方案和工藝符合設(shè)計要求和標(biāo)準(zhǔn)，為裝配式建筑施工的安全性和順利性提供保障。

3.3 全過程信息共享和可追溯

在BIM 技術(shù)的輔助下完成信息設(shè)計工作，并結(jié)合無線射頻技術(shù)，利用移動終端設(shè)備，實現(xiàn)設(shè)計、生產(chǎn)、運輸?shù)刃畔⒌墓蚕?，進而順利做到裝配全過程信息的共享和可追溯。

4 基于BIM—ERP 的全過程數(shù)字化管理

4.1 建立統(tǒng)一的信息化管理平臺

基于BIM 和ERP 相結(jié)合的信息化管理平臺，利用數(shù)據(jù)中心的設(shè)置，在EPC 工程總承包模式下為項目的BIM 設(shè)計、生產(chǎn)、裝配等信息提供運算服務(wù)和支持，同時通過設(shè)計多個小前端的方法，完成工廠和裝配現(xiàn)場的數(shù)據(jù)收集，進而實現(xiàn)大后臺、小前端和云平臺模式有效應(yīng)用。

4.2 制定信息交互標(biāo)準(zhǔn)

在全過程數(shù)字化管理過程中，包含了很多方面的內(nèi)容，例如設(shè)計、生產(chǎn)、裝配以及建筑、機電、裝修等。因階段和專業(yè)的差異性特征，其都有著各自獨立的專業(yè)軟件，為了避免信息在傳遞過程中出現(xiàn)損壞或丟失的情況，應(yīng)制定相應(yīng)的信息交互標(biāo)準(zhǔn)。這樣在相同信息平臺的運作下，根據(jù)統(tǒng)一的信息交互標(biāo)準(zhǔn)，能夠?qū)⒉煌瑢I(yè)的軟件順利連接進來，完成信息的快速傳遞和共享，進而有效防止了信息傳遞失真和丟失情況的發(fā)生。

4.3 制定EPC 工程總承包全過程標(biāo)準(zhǔn)化、信息化流程

建立EPC 工程總承包項目流程體系可以顯著提高項目管控的質(zhì)量和效率。設(shè)置EPC 工程總承包的項目流程是重點內(nèi)容，在信息化技術(shù)的應(yīng)用下實現(xiàn)項目流程的標(biāo)準(zhǔn)化和信息化建設(shè)目標(biāo)，將設(shè)計、生產(chǎn)和裝配之間的聯(lián)系充分體現(xiàn)出來。通過提高對管理信息化、標(biāo)準(zhǔn)化流程應(yīng)用的重視程度，進而實現(xiàn)裝配式建筑全過程一體化數(shù)字化的目標(biāo)。

4.4 建立EPC 模式下的信息化管理系統(tǒng)

4.4.1 物料集中采購信息系統(tǒng)

對于物料集中采購信息系統(tǒng)，人們需要明確集中采購的范圍和具體內(nèi)容，并通過將工程建造進度和采購時間、流程相協(xié)調(diào)的方式，展開提前預(yù)設(shè)工作。在集中采購環(huán)節(jié)中，采購部門和其他部門要做好溝通交流，通過合理的對比和分析，起到降低成本的作用。同時還應(yīng)將供方分類和準(zhǔn)入管理、采購內(nèi)容與合同管理等功能加入到系統(tǒng)中。

4.4.2 工程建造與進度管理系統(tǒng)

做好工程建造和進度管理系統(tǒng)的建設(shè)工作，能夠為全過程計劃的管控目標(biāo)的時間提供基礎(chǔ)條件，通常情況下，其內(nèi)容主要有設(shè)計圖紙的出圖時間節(jié)點控制、生產(chǎn)及運輸工作中構(gòu)件和部品出廠時間控制等。此項工作的關(guān)鍵任務(wù)是確保每個階段的時間銜接控制的合理性，同時做好總進度計劃排至關(guān)鍵時間節(jié)點的控制工作。

4.4.3 全過程安全和質(zhì)量管理系統(tǒng)

在開展全過程安全和質(zhì)量管理工作的時候，需要充分收集和階段的工作計劃和情況進行合理判斷，并對質(zhì)量控制點實施動態(tài)管理，利用現(xiàn)代信息設(shè)備將安全和質(zhì)量管理信息上傳到系統(tǒng)中，進而完成安全和質(zhì)量信息的全面收集、可視化管控和過程追溯的建設(shè)任務(wù)。在相同信息平臺的運行下，根據(jù)統(tǒng)一信息交互標(biāo)準(zhǔn)，并在設(shè)計工程中進行此系統(tǒng)的合理應(yīng)用，逐漸的構(gòu)建成一個全面綜合的資源數(shù)據(jù)庫。在進行新的裝配式建筑的建造中，可直接從資源數(shù)據(jù)庫中調(diào)取相關(guān)的信息，為工程的施工方案的設(shè)計和決策提供便利條件。

5 結(jié)語

綜上所述，裝配式建筑的領(lǐng)域面較廣，其是一項系統(tǒng)性和綜合性較為明顯的工程項目，在開展一體化數(shù)字化建設(shè)的時候，應(yīng)充分借助行業(yè)各方之間的共同參與和配合的手段，確保建設(shè)的統(tǒng)一性和協(xié)調(diào)性。利用BIM 與ERP 相結(jié)合的方式，建立一體化數(shù)據(jù)化的裝配式建筑信息交互平臺系統(tǒng)，加強全過程信息傳遞和共享力度，進而確保裝配式建筑一體化數(shù)字化理念得到有效實施。同時利用EPC 工程總承包模式，將信息共享和集成的功能有效體現(xiàn)出來，進一步增強裝配式建筑各流程、各領(lǐng)域和工程參與方之間合作的緊密程度，完成裝配式建筑一體化數(shù)字化建造的目標(biāo)，為我國裝配式建筑經(jīng)濟效益和自身質(zhì)量的顯著提高提供全面支持和保障。