基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的裝配式建筑信息化監(jiān)管平臺(tái)分析

張力

（長(zhǎng)江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 湖北省武漢市 430212）

在信息化時(shí)代背景下，建筑行業(yè)也應(yīng)順應(yīng)時(shí)代發(fā)展潮流，展開(kāi)信息化建設(shè)，同時(shí)國(guó)家也頒布了相關(guān)政策法規(guī)，推動(dòng)建筑工業(yè)化、綠色建筑的發(fā)展，在此背景下，裝配式建筑應(yīng)運(yùn)而生，且逐漸成為了建筑工業(yè)化不可或缺的一部分。因裝配式建筑是以預(yù)制構(gòu)件的組裝為主，所以預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量直接影響著裝配置建筑的工程質(zhì)量，也是裝配置建筑質(zhì)量監(jiān)管的核心。傳統(tǒng)的質(zhì)量監(jiān)管模式，難以適應(yīng)裝配式建筑的監(jiān)管要求，會(huì)留下很多安全隱患。鑒于此，本文對(duì)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的裝配式建筑信息化監(jiān)管平臺(tái)展開(kāi)分析，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 裝配式建筑簡(jiǎn)介

裝配式建筑指的是由預(yù)制構(gòu)件裝配而來(lái)的一種建筑形式，最早引起關(guān)注，是在20 世紀(jì)初，60年代才實(shí)施，其原理是將工程建設(shè)類比于機(jī)器生產(chǎn)，當(dāng)預(yù)先制造的建筑構(gòu)件被運(yùn)輸?shù)焦さ兀⑶以诠さ赝瓿膳浼慕M裝即可完成建設(shè)。根據(jù)預(yù)購(gòu)件不同，和施工方法的差異可以分為五個(gè)不同的類型，一。盒式建筑，砌塊建筑，板材建筑，升板升層建筑和骨架板材建筑。裝配式建筑的特點(diǎn)在于，施工現(xiàn)場(chǎng)主要以裝配作業(yè)為主，原始現(xiàn)澆作業(yè)極大減少；建筑與裝修是一體化設(shè)計(jì)、施工；具有節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)，而且符合綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)，可以大量節(jié)約資源等[2]。需要注意的是，裝配式建筑的工程質(zhì)量、生產(chǎn)效率等，與構(gòu)件質(zhì)量密切相關(guān)，構(gòu)件越標(biāo)準(zhǔn)，裝配式建筑的性價(jià)比越高。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)簡(jiǎn)介

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)從字面上來(lái)理解，即“萬(wàn)物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，從本質(zhì)上來(lái)理解，物聯(lián)網(wǎng)則是屬于基于互聯(lián)網(wǎng)延伸而來(lái)的一個(gè)巨大啊網(wǎng)絡(luò)，在該網(wǎng)絡(luò)中，各種信息傳感器設(shè)備均與互聯(lián)網(wǎng)相連，做到了人，物，機(jī)在不同的時(shí)間地點(diǎn)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)、互通。在一般的情況下，物聯(lián)網(wǎng)由三個(gè)組成部分，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層，三者具有各不相同的特點(diǎn)與工作特性[3]。具體而言，感知層通常由RFID、二維條碼以及傳感器等構(gòu)成，是關(guān)系著物聯(lián)網(wǎng)能否實(shí)現(xiàn)全面感知的關(guān)鍵，更是物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展需要重點(diǎn)攻克的部分，需要攻克的內(nèi)容即如何使物聯(lián)網(wǎng)具有更加全面、精確的感知能力，同時(shí)功耗與成本較低；網(wǎng)絡(luò)層則是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，是在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)的。網(wǎng)絡(luò)層的功能是對(duì)感知層獲得的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析、處理、傳輸?shù)?；而?yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)與行業(yè)需求的借口，無(wú)論是感知層的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存功能，還是網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)分析處理功能，均需要在應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)。所以，所以，將處理過(guò)的數(shù)據(jù)信息真實(shí)，完整的表達(dá)，傳遞出來(lái)是應(yīng)用層的主要功能，也可以作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的最終表現(xiàn)來(lái)觀看。

圖1：平臺(tái)業(yè)務(wù)流程圖

3 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的裝配式建筑信息化監(jiān)管平臺(tái)的重要性

隨著信息技術(shù)在各行業(yè)領(lǐng)域突顯出優(yōu)勢(shì)，建筑工程管理也應(yīng)順應(yīng)時(shí)代發(fā)展，展開(kāi)信息化建設(shè)，在信息化管理平臺(tái)愈發(fā)完善的現(xiàn)在，利用管理平臺(tái)，提高信息、數(shù)據(jù)的管理與處理的能力。在信息化發(fā)展浪潮下，建筑業(yè)可以基于物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建裝配式來(lái)建筑信息化的監(jiān)管平臺(tái)的重要性主要體現(xiàn)在以下幾方面：

（1）有利于提高建筑項(xiàng)目各參與主體的信息交流能力。在信息化管理平臺(tái)上，各參與主體可以通過(guò)登錄系統(tǒng)實(shí)時(shí)共享信息，任何企業(yè)之間可以無(wú)縫隙，無(wú)差距的進(jìn)行交流信息，了解工程的進(jìn)行狀態(tài)，且信息的實(shí)時(shí)更新，預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)調(diào)度能力也得到了極大的提高[4]。

（2）有利于推動(dòng)通用化與標(biāo)準(zhǔn)化在混凝土構(gòu)件的制造上實(shí)現(xiàn)。在建筑信息化平臺(tái)被裝配和實(shí)施后，能夠使預(yù)制構(gòu)件的編碼規(guī)則規(guī)范化，通過(guò)生產(chǎn)統(tǒng)一的產(chǎn)品編碼，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的通用化、標(biāo)準(zhǔn)化，然后建立起裝配式建筑部品部件庫(kù)，利用其兼容性、開(kāi)放性以及通用性等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)建筑工程全產(chǎn)業(yè)鏈的共享[5]。

（3）有利于推動(dòng)建筑行業(yè)管理模式優(yōu)化、升級(jí)。在信息化平臺(tái)的影響下，不僅加強(qiáng)了建筑行業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈之間的聯(lián)系，而且再利用BIM等信息化技術(shù)手段，可以進(jìn)一步加強(qiáng)建筑各階段的信息交互，進(jìn)而為裝配式建筑的各個(gè)流程提供信息平臺(tái)的支持。同時(shí)，信息技術(shù)在裝配式建筑監(jiān)管平臺(tái)中的應(yīng)用，也是信息化技術(shù)在建筑化工業(yè)管理中的一種應(yīng)用，由點(diǎn)到面實(shí)現(xiàn)了建筑行業(yè)的信息化建設(shè)與發(fā)展。

（4）有利于加強(qiáng)監(jiān)管。利用信息化監(jiān)管平臺(tái)，可以對(duì)建筑施工進(jìn)度、建筑施工詳細(xì)情況等，進(jìn)行有力監(jiān)管，相關(guān)參與方可以隨時(shí)隨地登錄平臺(tái)，查看工程進(jìn)度，而且平臺(tái)的項(xiàng)目信息也可以為裝配式建筑可以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展則需要相關(guān)部門的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)部門進(jìn)行一定的信息數(shù)據(jù)支持。

（5）可實(shí)現(xiàn)質(zhì)量管理全程可追溯。利用該信息化監(jiān)管平臺(tái)，可以對(duì)所有部品部件實(shí)現(xiàn)全生命周期的信息采集，進(jìn)而在工程建設(shè)中，對(duì)部品部件進(jìn)行有效監(jiān)控，并且將工程項(xiàng)目的所有相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效保全，為后續(xù)質(zhì)量追溯工程提供所需的數(shù)據(jù)以及信息。

4 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的裝配式建筑信息化監(jiān)管平臺(tái)功能模塊

之所以對(duì)該平臺(tái)進(jìn)行模塊劃分，主要是為了方便后續(xù)相關(guān)建筑信息的整理、歸檔，為建筑質(zhì)量追溯提供便利，詳見(jiàn)圖1，該平臺(tái)的核心內(nèi)容，是預(yù)制構(gòu)件的信息化監(jiān)管，在感知層中利用RFID技術(shù)、二維條碼，再使用手持設(shè)備識(shí)別目標(biāo)具體的物體信息，上傳到信息化監(jiān)管平臺(tái)展開(kāi)數(shù)據(jù)分析與處理。

4.1 企業(yè)認(rèn)證模塊

企業(yè)認(rèn)證模塊是用來(lái)審查項(xiàng)目各參與方進(jìn)入系統(tǒng)資質(zhì)的。當(dāng)裝配式建筑項(xiàng)目審批立項(xiàng)得到通過(guò)之后，該平臺(tái)內(nèi)會(huì)生成目標(biāo)項(xiàng)目編號(hào)。若該項(xiàng)目參與方想要進(jìn)入系統(tǒng)，則需要在平臺(tái)上深入認(rèn)證申請(qǐng)，在得到政府主管部門的審批之后，允許進(jìn)入系統(tǒng)。當(dāng)獲得了進(jìn)入系統(tǒng)的資質(zhì)后，系統(tǒng)會(huì)向建設(shè)方、設(shè)計(jì)方、施工方、建立方等各項(xiàng)目在參與主體時(shí)，提供可以登錄平臺(tái)的賬號(hào)與密碼。針對(duì)通過(guò)認(rèn)證并且合格的企業(yè)，相關(guān)政府部門會(huì)根據(jù)結(jié)果發(fā)放生產(chǎn)許可，再結(jié)合生產(chǎn)企業(yè)的申請(qǐng)，向其提供RFID 芯片與RFID 讀寫器。

4.2 深化設(shè)計(jì)模塊

該模塊主要負(fù)責(zé)提供圖紙、建筑模型等。為了深化設(shè)計(jì)的工作人員，則需要結(jié)合BIM 技術(shù)來(lái)對(duì)PC 單體的項(xiàng)目進(jìn)行建模、拆模、碰撞檢查、深化設(shè)計(jì)出圖、模擬施工等一系列工作內(nèi)容，并得到深化設(shè)計(jì)成果之后，將其上傳到平臺(tái)上，為預(yù)制構(gòu)件單位提供生產(chǎn)模型。一般情況下，最后深化設(shè)計(jì)成果是以圖紙+BIM 模型的形式來(lái)呈現(xiàn)。

4.3 預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)單位管理模塊

在得到深化設(shè)計(jì)成果后，相關(guān)生產(chǎn)單位需要在該平臺(tái)上下載深化設(shè)計(jì)圖、BIM 模型數(shù)據(jù)等，同時(shí)采集一系列數(shù)據(jù)信息，包括部品部件編號(hào)、使用金屬鍵的品牌、數(shù)量與規(guī)格、部件的生產(chǎn)時(shí)間、完成的時(shí)間、原材料生產(chǎn)時(shí)間等。同時(shí)，需要將采集到的數(shù)據(jù)信息，寫入RFID 標(biāo)簽。因?yàn)镽FID 是具有唯一的ID 編碼的，這就意味著預(yù)制件擁有了獨(dú)屬自己的特殊“身份證”，并且一一對(duì)應(yīng)BIM 模型，這也極大為后續(xù)施工安裝提供了便利，可以實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的快速定位，而且方便預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量追溯。

4.4 施工安裝管理模塊

施工安裝管理模塊，負(fù)責(zé)記錄預(yù)制構(gòu)件從出廠到施工各個(gè)環(huán)節(jié)的相關(guān)信息。該模塊最大的作用即確保預(yù)制構(gòu)件從運(yùn)輸、進(jìn)程、堆放以及最后安裝施工的整個(gè)流程中，可以實(shí)現(xiàn)可查、可追溯。施工安裝管理模塊可以記錄預(yù)制構(gòu)件的整個(gè)運(yùn)輸過(guò)程，并在預(yù)制構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)時(shí)進(jìn)行驗(yàn)收，以及預(yù)制構(gòu)件定位、節(jié)點(diǎn)裝配記錄等。在施工安裝的過(guò)程中，平臺(tái)可采集的數(shù)據(jù)信息包括：預(yù)制構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收單、預(yù)制構(gòu)件吊裝定位信息等。之后，將施工模擬BIM 模型上傳到該平臺(tái)上，如此一來(lái)建設(shè)方可以隨時(shí)登錄平臺(tái)系統(tǒng)查看施工項(xiàng)目的進(jìn)度，用來(lái)有效的把控施工進(jìn)度。

4.5 竣工驗(yàn)收管理模塊

將工程驗(yàn)收時(shí)的將各種資料在工程驗(yàn)收時(shí)進(jìn)行匯總并且構(gòu)成裝配式建筑項(xiàng)目的工程檔案，即驗(yàn)收模塊的主要功能，并且要能夠使其符合工程竣工驗(yàn)收的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。在該模塊中，收集項(xiàng)目資料的方式為采用Web 端上傳，項(xiàng)目資料主要形式為文檔資料、圖片影像資料等，資料的收集分為兩個(gè)階段，即分項(xiàng)驗(yàn)收與竣工驗(yàn)收。

基于物聯(lián)網(wǎng)的裝配式建筑信息化監(jiān)管平臺(tái)，是對(duì)項(xiàng)目建造實(shí)施信息化管理的重要實(shí)踐，以預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)與安裝為主線，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與BIM 技術(shù)對(duì)整個(gè)建筑項(xiàng)目施工過(guò)程展開(kāi)信息化管理。該平臺(tái)可以收集預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、運(yùn)輸信息、進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收情況以及施工安裝信息等，且利用平臺(tái)的共享性可以共享工程項(xiàng)目的相關(guān)信息，為建筑的各個(gè)參與主體提供信息管理服務(wù)，同時(shí)也可以為監(jiān)管部門提供信息整合服務(wù)。利用該信息化管理平臺(tái)，可以打破傳統(tǒng)項(xiàng)目管理中存在的交互壁壘，減少信息溝通障礙，確保問(wèn)題能夠及時(shí)得到處理，從而有效減少施工過(guò)程中的阻礙，加快施工進(jìn)度。

5 結(jié)論

建筑工業(yè)化與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，預(yù)制裝配式建筑在我國(guó)得到了快速發(fā)展。為互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、信息技術(shù)的發(fā)展，也為社會(huì)各行業(yè)帶來(lái)了重大變革，各行業(yè)均開(kāi)始走向信息化管理道路，建筑行業(yè)也不例外。建筑信息化監(jiān)管平臺(tái)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建裝配起來(lái)，這不僅僅能夠加強(qiáng)監(jiān)管的力度，而且還可提供一定的數(shù)據(jù)信息來(lái)為相關(guān)部門與企業(yè)的管理、運(yùn)營(yíng)提供一定的基礎(chǔ)，進(jìn)而促進(jìn)建筑企業(yè)發(fā)展，提高裝配式建筑的工程質(zhì)量。同時(shí)，信息不對(duì)稱、信息孤島等裝配式建筑行業(yè)面前所面臨的問(wèn)題都是可以通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)搭建建筑信息化的監(jiān)管平臺(tái)來(lái)解決，甚至政府監(jiān)管難度大等問(wèn)題，進(jìn)而長(zhǎng)遠(yuǎn)健康的推動(dòng)裝配式建筑的發(fā)展，以此來(lái)推動(dòng)建筑領(lǐng)域的進(jìn)步。