基于智能建造技术的装配式建筑施工管理研究

基于智能建造技术的装配式建筑施工管理研究

傅嘉政

中铁十四局集团第四工程有限公司

山东济南250002

摘要：智能建造是一门综合性学科，对制造技术和信息化控制技术要求比较高，不仅需要开展专项技术和装备研发，也需要信息化控制技术与大数据、智能化算力算法的融合，打造智能建造的大脑，赋予建造技术与装备智能化属性。为实现智能建造长期的持续发展，须加强顶层设计、加快标准规范和相关政策的制定，从具体场景的研究和应用入手，在解决实际工程问题中实现工程建造技术的智能化升级。

关键词：智能建造技术；装配式建筑；施工管理

1智能建造技术在装配式建筑施工管理的应用

1.1深化设计过程

1.1.1构件拆分中的应用

合理的构件拆分是实现标准化生产的首要条件，预制构件拆分对建筑功能、结构受力状况、工程造价等都会产生影响，因此在进行构件拆分的过程中需要考虑众多因素。BIM技术可以将二维图纸翻成三维模型，进而直观地展示建筑细节，保证构件信息在项目全生命周期中的完整与流通，还可以更进一步利用BIM软件实现构件受力情况分析，便于深化设计人员进行荷载计算，明确最优方案，进而节约成本，增加经济效益，提高预制构件生产品质。

1.1.2预埋件布置中的应用

预埋件是预先安装在隐蔽工程中的连接件，作用是用于以后连接和固定其他构件。由于装配式建筑的构件主要是在工厂中进行生产，因此在生产时需要提前明确预埋件在构件中的位置。BIM技术可以对预埋件进行有限元分析，确保预埋位置不会影响结构受力情况，还可以统筹各单位的设计模型，检查是否产生管线与预埋件的碰撞，防止出现返工。

1.1.3标准化设计中的应用

标准化设计是实现装配式建筑工业化生产的重要思路，即将构件拆分之后，形成相同规格、相同尺寸的部分，以实现工厂的批量生产。装配式建筑标准化设计的核心是“少规格、多组合”，即保证标准化设计后的构件具有通用性，并且在施工现场可以完成拼装，不会影响工程质量。BIM技术可以提供一个标准化设计的平台，充分检验构件拆分的可行性与协调性，也能检验构件内部的空间关系是否合理，避免了交叉碰撞，从而保证预制构件的批量生产，提高装配式建筑生产效率，促进装配式建筑更好发展。

1.2施工过程中的应用

1.2.1 BIM技术的应用

BIM技术的核心是建筑信息模型，即将建筑的各类信息集成在三维模型上，使得每一块构件中不仅包含结构、规格信息，也包含各类非结构信息，参建各方都可以在该模型上提取自己需要的数据，减少了工作量，提高了合作效率。BIM3D模型是BIM技术的基础，除了可以直观展示模型并提供信息之外，还可以实现模型的实时更新，提高了项目可视化程度，保证各方有效把控项目进展情况。在BIM3D基础上衍生出的BIM4D模型，可以提取项目全生命周期中的进度情况，发现实际进度与计划进度之间的偏差，进而进行调整。在装配式建筑中，BIM4D可以实现施工单位与构件生产单位之间的沟通，保证构件按时按量运输。BIM5D技术用于跟踪项目预算进展情况，并进行成本分析的相关活动，BIM5D与三维模型和四维进度相链接，允许同时查看进度与成本情况，直观地发现成本产生偏差的原因，提高项目成本计算效率以及成本变化的准确性和可预测性，起到节约成本的作用。

1.2.2物联网技术的应用

物联网技术是通过将感应设备和识别设备布置在物体内部，实时提取物体信息的一种技术，装配式建筑作为建筑行业工业化发展的代表，更是与物联网技术有着深度结合的空间。当前物联网技术在装配式建筑施工管理过程中的应用主要分为三个部分。一是对材料进场和库存的管理，微电子新品芯片可以为每一个制作好的预制构件生成一个专属的二维码，利用无线射频技术清楚地了解到该构件的具体信息，如尺寸、规格、构件名称、安装位置等，同时将所有构件信息链接至物联网平台，实时掌握构件安装情况。二是对建筑结构进行监测，通过在构件内部，以及构件连接处提前布置传感器，实现对于应力、应变、位移等的监测，可以有效把握施工过程中构件受力的变化情况，判断是否需要采取加固、拆除等措施。三是对施工安全进行监督，在进行危大工程施工时，通过在结构脆弱处布置传感器，安装自动报警系统，可以实现危险提前预警，避免安全事故的产生，同时在施工电梯、脚手架等施工设备中也可采用物联网技术监测温度、振动等信息，实现对施工安全的全面管理，进而降低安全事故发生的概率，提高项目进度。

1.2.3大数据技术的应用

装配式建筑的建设是一个复杂的过程，会产生大量的数据，这为大数据技术的应用提供了条件。大数据技术是通过对规模巨大的资料在合理时间内进行整理与处理，将其转换为用来分析的原始资料，最终为决策提供有力支持。在装配式建筑中，大数据技术的应用往往与BIM技术紧密结合。施工现场产生的数据，包括构件和设备的工程信息，以及质量、进度、成本、安全各方面的管理信息，都可以通过BIM技术进行集成，形成一个全数据模型，为数据的产生、集成、存储、共享提供条件。大数据技术的分析流程往往遵循以下步骤：首先通过对BIM模型中的数据进行提取，形成一个分类存储的数据仓库，随后基于数据仓库进行数据处理与数据分析工作，为施工阶段的各类决策提供支持。

2推进智能建造技术与装配式建筑深度结合的策略

2.1不断加强政策支撑

近年来，国家出台了一系列的政策法规推进装配式建筑与智能建造技术的大力发展，可以看出，装配式建筑与智能建造技术正在逐渐成为我国建筑行业的发展趋势。但是由于发展时间尚短，发展经验不足，装配式建筑与智能建造技术相结合的规范标准还处于空白阶段，因此从国家层面来看，有必要不断加强政策支撑，提高智能建造技术在装配式建筑中的应用水平，进而加速我国建筑产业向工业化、智能化的转变。

2.2大力培养高端人才

在产业数字化的时代，把握数字经济，实现建筑行业转型的当务之急是培养与引进智能建造方面的人才。我国的智能建造技术还处于起步阶段，还没有系统的培养方案，相关人才较为缺乏，智能建造专业技术人员既要有土木工程师的技术能力，又要具备智能新土木人才的复合知识结构，因此高端人才的培养任重而道远，需要行业与国家的大力推进。

2.3创新管理体制机制

当前开展的装配式项目大多依旧延续着传统的项目管理体制机制，导致设计、施工相分离，没有根据装配式建筑的特点进行调整。因此在装配式建筑施工开始之前，应该深入分析参建各方的关系，创新项目管理的体制机制，尽量采取EPC总承包模式，将业主、设计单位、施工单位、生产单位等都纳入管理体制中来，建立全产业链的模式，使得各方能够通畅地进行信息交流，共同解决项目进行过程中遇到的困难，进而提高装配式项目施工质量。

3结语

智能建造技术作为新一代的信息技术，其与装配式建筑的结合可以显著改善传统施工管理过程存在的弊端，提高工程项目施工管理过程的效率，有效保障工程质量，对于促进我国建筑产业向工业化、智能化的转变有着重要作用。然而由于智能建造技术与装配式建筑在我国发展实践较短，还需要经过长期实践的检验，才能明确二者最完善的结合方式，进而对建设工程项目带来最积极的影响。

参考文献

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