一、立項背景

　　推進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)現代化和建筑工業(yè)化是建筑業(yè)轉型升級的必由之路，更是加快建筑業(yè)發(fā)展方式轉變，減少建筑污染，實(shí)現環(huán)境友好，促進(jìn)節能降耗，提高資源利用效率，最終提高社會(huì )效益和經(jīng)濟效益以及保持建筑業(yè)可持續發(fā)展的重要路徑。目前，發(fā)展裝配式建筑已上升成為推進(jìn)我國社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展的國家戰略。近年來(lái)，從中央到地方，各級領(lǐng)導都高度重視裝配式建筑的推進(jìn)工作，突出表現為各項標準規范編制、修訂工作日益加快，經(jīng)濟與技術(shù)政策、發(fā)展規劃的出臺力度逐步加大。特別是《中共中央國務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強城市規劃建設管理工作的若干意見(jiàn)》和《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導意見(jiàn)》兩個(gè)重要文件相繼出臺，裝配式建筑呈現快速發(fā)展局面。

　　盡管發(fā)展裝配式建筑具備政策利好，但是在發(fā)展過(guò)程中還存在很多制約因素，如市場(chǎng)規模偏小、成本偏高，技術(shù)體系不夠成熟，工程管理制度與裝配式建筑發(fā)展要求不相適應，標準規范不夠完善，集成設計能力、生產(chǎn)配套能力較弱，施工整體水平低，設計、施工、生產(chǎn)、安裝等各環(huán)節人才不足等。其中裝配式建筑構件生產(chǎn)方式落后、裝配式建筑全產(chǎn)業(yè)鏈信息化管理水平低的現象表現尤為突出。

　　裝配式建筑構件建造管理信息化是傳統建筑業(yè)的濕作業(yè)建造模式向制造業(yè)工廠(chǎng)化生產(chǎn)模式轉變的必然選擇，它將信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、現代管理技術(shù)與制造技術(shù)相結合，可以改善制造企業(yè)的經(jīng)營(yíng)、管理、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)等各個(gè)環(huán)節。提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)的創(chuàng )新能力，降低消耗，帶動(dòng)產(chǎn)品設計方法和設計工具的創(chuàng )新、企業(yè)管理模式的創(chuàng )新、制造技術(shù)的創(chuàng )新以及企業(yè)間協(xié)作關(guān)系的創(chuàng )新。從而實(shí)現產(chǎn)品設計制造和企業(yè)管理的信息化、生產(chǎn)過(guò)程控制的智能化、制造裝備的數控化以及咨詢(xún)服務(wù)的網(wǎng)絡(luò )化，全面提升建筑預制構件制造企業(yè)的競爭力。因此，研發(fā)預制構件管理信息系統意義重大。

　　二、研究?jì)热?/strong>

　　1、預制構件信息化管理集成技術(shù)

　　為解決裝配式建筑構件信息化管理集成難題，項目基于BIM、ERP、MES、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云存儲等信息化技術(shù)研發(fā)了“裝配式構件生產(chǎn)信息管理系統（簡(jiǎn)稱(chēng)PCIS）”。以預制構件身份數字化技術(shù)（RFID技術(shù)）為核心，將預制構件深化設計（BIM技術(shù)）、生產(chǎn)制造和運輸安裝管理（MES系統）、流水線(xiàn)智能化監控系統、企業(yè)資源管理（ERP系統）等眾多管理要素進(jìn)行了流程再造和信息化集成，實(shí)現了產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)信息化管理和智能化生產(chǎn)的高度融合。開(kāi)發(fā)出流水線(xiàn)智能化監控系統。

自動(dòng)化流水線(xiàn)

　　2、預制構件身份管理數字化技術(shù)

　　PCIS系統使用RFID射頻卡技術(shù)，為每個(gè)建筑構件建立并維護一個(gè)身份證PCID，并開(kāi)發(fā)了專(zhuān)用RFID標簽、標簽打印機和讀寫(xiě)器，并建立了標簽編碼和埋設規則。本技術(shù)可以追蹤每個(gè)構件從生產(chǎn)、庫存、成本、安裝等全部過(guò)程的詳細數據，為生產(chǎn)構件信息化提供了強有力的支持。

構件RFID身份證

　　3、預制構件庫存管理數字化技術(shù)

　　本項目對預制構件的存儲方案進(jìn)行了精心設計，有效的解決了裝配式混凝土構件庫存管理存在的空間利用率低、存儲方式落后、庫存數據實(shí)時(shí)統計困難等上述問(wèn)題。開(kāi)發(fā)了庫位編碼規則、庫位數字化管理、立體化存儲架，實(shí)現了存儲與發(fā)貨管理信息化。

立體存儲架

立體存儲架

　　4、預制構件BIM設計及與第三方軟件接口技術(shù)

　　項目采用BIM技術(shù)進(jìn)行預制構件深化設計，建設了專(zhuān)用預制構件庫，實(shí)現了預制構件及拼裝的可視化、組成部件的參數化、鋼筋算量的自動(dòng)化及關(guān)鍵節點(diǎn)的碰撞檢查。項目針對第三方軟件開(kāi)發(fā)了專(zhuān)用接口協(xié)議。重點(diǎn)針對Revit平臺、AutoCAD系統研發(fā)了裝配式構件設計數據交換接口，可以有效實(shí)現上述不同軟件、端口間的數據轉換，從而大大提高工作效率并降低出錯率。

碰撞檢查可視化

　　5、待產(chǎn)池模型技術(shù)

　　本項目開(kāi)發(fā)了待產(chǎn)池模型技術(shù)，根據廠(chǎng)內庫存情況、儲存場(chǎng)地情況、施工安裝進(jìn)度、產(chǎn)品質(zhì)量等因素按工程、按樓棟、按層進(jìn)行科學(xué)排產(chǎn)，通過(guò)信息化手段記錄已經(jīng)生產(chǎn)、未生產(chǎn)以及即將生產(chǎn)的每一個(gè)構件，并對應每一個(gè)模具，合理安排勞務(wù)作業(yè)層的工作計劃。

待產(chǎn)池管理系統

　　6、物料標準編碼技術(shù)

　　本項目按照主材與輔材分開(kāi)的原則制定了科學(xué)合理的物料編碼體系。建立了建筑構件基礎數據庫和編碼規則，物料信息管理有序，編碼明確，有效的保證了各項工序的進(jìn)行。

　　7、系統安全性設計

　　在充分考慮建筑構件建造信息系統的總體目標的前提下，系統的設計還應遵循安全性、實(shí)用性、易使用、易維護、易集成、可擴展的原則以保證系統安全穩定的運行。

　　三、關(guān)鍵技術(shù)和主要創(chuàng )新點(diǎn)

　　本項目開(kāi)發(fā)的建筑構件建造管理信息系統（PCIS），實(shí)現了預制構件設計信息、遠程訂貨和供應動(dòng)態(tài)監控、生產(chǎn)計劃智能化管理、產(chǎn)品質(zhì)量可追溯、物料和成本實(shí)時(shí)監管、安裝質(zhì)量和進(jìn)度控制等關(guān)鍵信息的集成實(shí)時(shí)管理。

　　本項目研究開(kāi)發(fā)的預制構件身份數字化管理技術(shù)、庫存立體化和數字化管理技術(shù)、待產(chǎn)池模型技術(shù)、物料標準編碼技術(shù)、可追溯的產(chǎn)品質(zhì)量管理技術(shù)、灌漿飽滿(mǎn)度實(shí)時(shí)檢測技術(shù)，有效提升工廠(chǎng)管理效率、保證生產(chǎn)進(jìn)度和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本。

　　四、經(jīng)濟和社會(huì )效益

　　項目研究成果在燕通公司承接的通州區馬駒橋公租房項目、海淀區溫泉C03公租房項目、郭公莊一期公租房項目、平樂(lè )園公租房項目、臺湖公租房項目等十幾個(gè)工程項目中推廣應用，得到外部施工單位一致好評。通過(guò)本項目的應用，實(shí)現了預制構件工廠(chǎng)運行和生產(chǎn)計劃的智能化管理、客戶(hù)遠程訂貨和動(dòng)態(tài)監控、質(zhì)量可追溯的信息化管控、原材料和產(chǎn)成品的進(jìn)銷(xiāo)存優(yōu)化管理，有效降低了生產(chǎn)成本和管理成本，明顯提升了管理效益。

　　本項目成果可大幅減少管理人員，降低人工成本。按照年產(chǎn)10萬(wàn)立方米預制構件工廠(chǎng)測算，可減少管理人員25-30人，以北京市年人均用工成本10萬(wàn)元計算，可節約250-300萬(wàn)元；以平均制造成本2000元/m?，預制構件報廢率降低2%進(jìn)行測算，可節約400萬(wàn)元。目前，PCIS軟件已經(jīng)實(shí)現銷(xiāo)售和技術(shù)服務(wù)6家企業(yè)，燕通公司實(shí)現了軟件銷(xiāo)售、設備和RFID芯片銷(xiāo)售、新型模板和機具銷(xiāo)售、工廠(chǎng)管理咨詢(xún)等技術(shù)服務(wù)性收入，并明顯降低了應用企業(yè)的生產(chǎn)成本和管理成本。

　　五、總結

　　本項目開(kāi)發(fā)的PCIS管理系統通過(guò)在多個(gè)工程項目中進(jìn)行應用實(shí)施，對發(fā)現的問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行修正，PCIS系統的功能逐步完善，實(shí)現了預制工廠(chǎng)智能化信息集成和管理創(chuàng )新、生產(chǎn)計劃智能化管理、客戶(hù)遠程訂貨和動(dòng)態(tài)監控、質(zhì)量可追溯的信息化管控、原材料和產(chǎn)成品的進(jìn)銷(xiāo)存優(yōu)化管理，有效降低了生產(chǎn)成本和管理成本，實(shí)現了良好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。該成果形成了具有自主知識產(chǎn)權的建筑構件建造管理信息系統的成套技術(shù)與裝備，擁有2項軟件著(zhù)作權，完成企業(yè)標準6項，參編相關(guān)國家標準和地方標準各1項，取得7項實(shí)用新型專(zhuān)利。本成果對我國建筑構件企業(yè)建造管理信息體系的建設起到示范作用。