全产业链装配式建筑智慧工厂建设探索

　　摘要为促进全产业链装配式建筑向智慧化建造方向发展，根据智慧制造的内涵分析了装配式建筑智慧工厂建设的行业动态;介绍了标杆企业智慧工厂信息化建设方案和全产业链质量追溯;同时以华构科技有限公司建设成果为例详加分析。研究表明:企业在智慧工厂建设时，需要充分考虑自身条件和状况制定规划方案，结合行业情况量体裁衣。

　　关键词工业化;信息化;智慧化;全产业链;装配式建筑

　　建筑业是我国国民经济重要支柱产业，现如今建筑业从高速增长转向高质量发展，其高质量的本质便是推动建筑工业化、信息化及绿色化，而三化融合便是装配式建筑发展的趋势。三化的融合，一方面是装配式+EPC，以建筑产品为主线，形成数字化的建造供应链。通过设计的不断优化降低成本，工业的标准化、模块化和规模化生产，再加上信息化和智能化，达到经济高效的目的;另一方面是装配式+智慧建造，将BIM、云计算、大数据、区块链、人工智能、3D打印等技术运用到建造过程，提高速度质量，降低成本［1］。

　　1工业化

　　2016年3月，李克强总理在《政府工作报告》提出“大力发展钢结构和装配式建筑，提高建筑工程标准和质量”。2017年3月，住建部印发了《“十三五”装配式建筑行动方案》(以下简称“《方案》”)，提出了两个总目标:到2020年，全国装配式建筑占新建建筑的比例达到15%以上，其中重点推进地区达到20%以上，积极推进地区达到15%以上，鼓励推进地区达到10%以上;到2020年，培育50个以上装配式建筑示范城市，200个以上装配式建筑产业基地，500个以上装配式建筑示范工程，建设30个以上装配式建筑科技创新基地，充分发挥示范引领和带动作用。

　　2信息化

　　智慧建造是通过利用当下的BIM、大数据分析及云计算、区块链、互联网+等技术，通过装备智能化、工厂数字化、企业信息化，通过PCS、MES、EＲP系统一体化的实施，促进企业管理从以职能为中心向以过程为中心的转变，实现了扁平化的管理的模式，使得企业能够适应多变的市场，实现敏捷制造和一体化过程的控制的要求。通过工业互联网+PC传统制造业，采取主动措施优化企业的管理方式［2］。其中在生产阶段，智慧建造技术最主要的应用点在深化设计阶段，其次是生产管理、质量管理，占比都在40%以上［3］。

　　3绿色化

　　党的十八大报告提出“走新型工业化道路”，《我国国民经济和社会发展“十二五”规划纲要》《绿色建筑行动方案》都明确提出推进建筑业结构优化，转变发展方式，推动装配式建筑发展，领导人多次批示要研究以住宅为主的装配式建筑的政策和标准。采用预应力混凝土装配式框架结构体系建筑，近年来装配率达到80%，使得脚手架用量减少50%，最终节能达到70%，进一步实现了节能环保的建筑策略。装配式建筑的优点主要有:(1)整个工程无须搭设脚手架，大量节地节材;基本不用传统木模板、木方，节约木材90%;节约用水65%左右;节约钢材5%～8%;节约混凝土10%左右;减少现场施工垃圾90%。(2)施工阶段，现场基本无粉尘污染;减少现场作业人员50%以上;减少现场生活垃圾50%以上。(3)便于施工，不受恶劣季节天气的影响，大幅提高生产效率。(4)工业化的预制件防震、抗火、隔音性能好，工程质量有效提高。(5)传统建筑物建筑面积使用率一般为75%左右，而装配式建筑使用率可达80%～90%，增加使用面积8%～12%。综上所述，发展装配式建筑，实现建筑产业现代化，就是以新型建筑工业化为核心内容的产业革命，是以技术集成型的规模化工厂生产取代劳动密集型的手工生产方式，以工业化制品现场装配取代现场湿作业施工模式，实现生产工厂化、施工装配化的绿色建造。

　　建筑产业现代化的核心内容是新型建筑工业化，充分运用互联网技术和绿色理念的建筑产品工厂化预制、装配化施工，是我国建筑业发展低碳经济、提高工程质量、培育产业队伍、提升产业水平的必由之路，对我国传统建筑业转型升级，实现可持续发展具有重要意义。智慧工厂建设必须考虑项目过程中的设计、制造、运输、施工等多个环节，且贴合企业自身需要量体裁衣，横纵产业链布局的多个业务系统和专业分析系统进行前瞻规划，同时通过实施质量追溯系统，确保装配式建筑的工程质量，以维护装配式建筑产业健康可持续发展。

　　4国内现状

　　4．1三一筑工

　　三一筑工提出设计智能、制造智能、施工智能，开发支撑全周期、全要素、全角色在线协同的筑享云平台，打造共享产业链，赋能建筑设计、生产、施工、开发、运营五环生态的建设思路。

　　4．2美好建筑

　　美好建筑装配科技SEPC(以服务贯穿工程总承包管理全流程)服务模式，贯穿EPC全产业链。该公司智慧工厂系统主要包括:PC模型BIM设计管理，YTWO运营管理平台，生产管理(PPS系统、SAAMES系统、MES系统)，财务系统管理，CＲM服务管理，堆场及物流管理(PPS堆场管理，SCE系统物流管理)，设备管理(图1)。

　　5案例

　　5．1建设思路

　　华构科技有限公司(简称华构科技)秉持“善用资源、服务建设”的发展理念，以“四个融合”和“四个建造”两轮驱动，做强PC+技术服务、PC+产品供给、PC+新型房屋建造、PC+供应链业务能力。公司根据已建设EＲP和OA系统的基础上，结合自身业务环境，明确发展路径，确定了如下几条建设思路:(1)围绕存储、计算分析、安全、管理及网络需要，合理配置相关的硬件设施资源。(2)从数据、功能、标签体系、运维保障等各维度出发，定义项目的系列标准规范，对数据的归集、整合、存储、计算、服务、应用、安全实现统一约束与建设指导。(3)通过将全产业链的各环节信息化接入工业互联网平台，采集构件的加工设备、人员、工位、物料批次、加工状态、生产进度、工时数据等现场数据，跟踪执行情况。(4)运用数据建模分析、数据BI等分析工具，，对企业的经验法进行模型的知识落地与实时数据计算挖掘，建立以成本为核心的项目配置推荐、成本分析决策、项目风险预测等智慧应用。

　　5．2总体架构与功能

　　在总体架构中各主要系统及功能角色介绍见图3。

　　5．2．1基于BIM的云平台协同

　　基于BIM技术的方案规划、图纸审查、深化设计、专项分析等服务，提供BIM协同管理云平台，使得设计、项管、施工、监理等参建方围绕项目在同一平台内开展高效协同工作，帮助建立数字孪生资产，沉淀过程管理大数据，提升企业核心竞争力。

　　5．2．2智慧调度中心

　　以PCS、MES、EＲP集成的信息系统是智能工厂新趋势(图4)。

　　(1)PCS系统。智能制造PCS系统(设备集中监测与控制系统)基于设备联网的IoT技术制造解决方案，打通设计数据、驱动智能装备、拉动施工计划到数字工厂，一件一码地生产和交付。

　　(2)PCMES/MOM系统。MES/MOM系统负责生产信息的接收、转换、优化及传输工作，对现场各站点工作情况及工作进度进行实时数据的接收及显示，系统根据要求进行生产任务的排产和生产调度。

　　(3)EＲP系统。基于EＲP的计划与控制系统，包含生产计划与控制、物料管理、销售与分销、财务、成本控制、人力资源管理、质量管理、设备维护等集成模块，其关注的焦点是企业内部资源的有效利用和整合，是企业信息化建设的基础。集中PCS、MES、EＲP数据，对企业内、外部资源的优化，追求供应链上的整体最佳效率，实现真正的“智慧工厂管理平台”建设。最终达到成本削减、生产效能提升和品质保证的目的。

　　总之，PCS、MES、EＲP系统一体化的实施，不仅实现了企业的综合自动化，而且促使了企业管理从以职能为中心向以过程为中心的转变，实现扁平化的管理的模式，适应多变的市场，实现敏捷制造和一体化过程控制的要求;实现原材料节省，能耗与其它消耗的降低，提高产品的优质的品率，提高设备的寿命及利用率。

　　结束语

　　建设装配式建筑智慧工厂是推动产业发展的重要内容，是传统装配式建筑行业发展的趋势和必然结果。

　　以建筑整体以及相应的建造全产业链为实施目标，通过全产业链联动，覆盖全产业链的标准体系和标准协调，以标准统领产业化实施全过程，在设计、制造、施工、运维等各环节加强标准化研究与标准制定，形成建筑产业化标准体系，促进建筑产业化的发展进程是当前的产业形势。

　　当前建筑产业正处于实现装配化、信息化、标准化、绿色化、设备施工一体化转型升级的关键阶段，契合国内外建筑产业发展态势和产业技术变革背景。

　　新一代数字化、智能化技术正深刻革新企业的业务创新与管理运营，数字化商业和数字经济因应而来。重塑企业核心竞争力，突破传统思维与竞争格局，赋能产业技术创新与商业变革，更好地促进我国建筑行业的转型升级。

　　参考文献

　　［1］住房和城乡建设部信息中心．建筑业信息化发展报告:装配式建筑信息化应用与发展［Ｒ］．2019．

　　［2］张云峰，邹敏，孙超，等．基于智慧建造技术的装配式建筑发展研究［J］．青年时代，2019(16)．

　　［3］马智亮．装配式建筑智慧建造的现状及发展趋势［J］．勘察设计，2019．

　　万鹏

《全产业链装配式建筑智慧工厂建设探索》

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