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　　一、立項(xiàng)背景

　　推進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化和建筑工業(yè)化是建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必由之路，更是加快建筑業(yè)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，減少建筑污染，實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好，促進(jìn)節(jié)能降耗，提高資源利用效率，最終提高社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益以及保持建筑業(yè)可持續(xù)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(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的國(guó)家戰(zhàn)略。近年來，從中央到地方，各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)都高度重視裝配式建筑的推進(jìn)工作，突出表現(xiàn)為各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范編制、修訂工作日益加快，經(jīng)濟(jì)與技術(shù)政策、發(fā)展規(guī)劃的出臺(tái)力度逐步加大。特別是《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》和《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》兩個(gè)重要文件相繼出臺(tái)，裝配式建筑呈現(xiàn)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)展過程中還存在很多制約因素，如市場(chǎng)規(guī)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(yīng)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不夠完善，集成設(shè)計(jì)能力、生產(chǎn)配套能力較弱，施工整體水平低，設(shè)計(jì)、施工、生產(chǎn)、安裝等各環(huán)節(jié)人才不足等。其中裝配式建筑構(gòu)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(xiàn)象表現(xiàn)尤為突出。

　　裝配式建筑構(gòu)件建造管理信息化是傳統(tǒng)建筑業(yè)的濕作業(yè)建造模式向制造業(yè)工廠化生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變的必然選擇，它將信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)與制造技術(shù)相結(jié)合，可以改善制造企業(yè)的經(jīng)營(yíng)、管理、產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)等各個(gè)環(huán)節(jié)。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(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)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(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造和企業(yè)管理的信息化、生產(chǎn)過程控制的智能化、制造裝備的數(shù)控化以及咨詢服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化，全面提升建筑預(yù)制構(gòu)件制造企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。因此，研發(fā)預(yù)制構(gòu)件管理信息系統(tǒng)意義重大。

　　二、研究?jī)?nèi)容

　　1、預(yù)制構(gòu)件信息化管理集成技術(shù)

　　為解決裝配式建筑構(gòu)件信息化管理集成難題，項(xiàng)目基于BIM、ERP、MES、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云存儲(chǔ)等信息化技術(shù)研發(fā)了“裝配式構(gòu)件生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱PCIS）”。以預(yù)制構(gòu)件身份數(shù)字化技術(shù)（RFID技術(shù)）為核心，將預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計(jì)（BIM技術(shù)）、生產(chǎn)制造和運(yùn)輸安裝管理（MES系統(tǒng)）、流水線智能化監(jiān)控系統(tǒng)、企業(yè)資源管理（ERP系統(tǒng)）等眾多管理要素進(jìn)行了流程再造和信息化集成，實(shí)現(xiàn)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。開發(fā)出流水線智能化監(jiān)控系統(tǒng)。

自動(dòng)化流水線

　　2、預(yù)制構(gòu)件身份管理數(shù)字化技術(shù)

　　PCIS系統(tǒng)使用RFID射頻卡技術(shù)，為每個(gè)建筑構(gòu)件建立并維護(hù)一個(gè)身份證PCID，并開發(fā)了專用RFID標(biāo)簽、標(biāo)簽打印機(jī)和讀寫器，并建立了標(biāo)簽編碼和埋設(shè)規(guī)則。本技術(shù)可以追蹤每個(gè)構(gòu)件從生產(chǎn)、庫存、成本、安裝等全部過程的詳細(xì)數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)構(gòu)件信息化提供了強(qiáng)有力的支持。

構(gòu)件RFID身份證

　　3、預(yù)制構(gòu)件庫存管理數(shù)字化技術(shù)

　　本項(xiàng)目對(duì)預(yù)制構(gòu)件的存儲(chǔ)方案進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)，有效的解決了裝配式混凝土構(gòu)件庫存管理存在的空間利用率低、存儲(chǔ)方式落后、庫存數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)困難等上述問題。開發(fā)了庫位編碼規(guī)則、庫位數(shù)字化管理、立體化存儲(chǔ)架，實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)與發(fā)貨管理信息化。

立體存儲(chǔ)架

立體存儲(chǔ)架

　　4、預(yù)制構(gòu)件BIM設(shè)計(jì)及與第三方軟件接口技術(shù)

　　項(xiàng)目采用BIM技術(shù)進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計(jì)，建設(shè)了專用預(yù)制構(gòu)件庫，實(shí)現(xiàn)了預(yù)制構(gòu)件及拼裝的可視化、組成部件的參數(shù)化、鋼筋算量的自動(dòng)化及關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的碰撞檢查。項(xiàng)目針對(duì)第三方軟件開發(fā)了專用接口協(xié)議。重點(diǎn)針對(duì)Revit平臺(tái)、AutoCAD系統(tǒng)研發(fā)了裝配式構(gòu)件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)交換接口，可以有效實(shí)現(xiàn)上述不同軟件、端口間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，從而大大提高工作效率并降低出錯(cuò)率。

碰撞檢查可視化

　　5、待產(chǎn)池模型技術(shù)

　　本項(xiàng)目開發(fā)了待產(chǎn)池模型技術(shù)，根據(jù)廠內(nèi)庫存情況、儲(chǔ)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(gòu)件，并對(duì)應(yīng)每一個(gè)模具，合理安排勞務(wù)作業(yè)層的工作計(jì)劃。

待產(chǎn)池管理系統(tǒng)

　　6、物料標(biāo)準(zhǔn)編碼技術(shù)

　　本項(xiàng)目按照主材與輔材分開的原則制定了科學(xué)合理的物料編碼體系。建立了建筑構(gòu)件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和編碼規(guī)則，物料信息管理有序，編碼明確，有效的保證了各項(xiàng)工序的進(jìn)行。

　　7、系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)

　　在充分考慮建筑構(gòu)件建造信息系統(tǒng)的總體目標(biāo)的前提下，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還應(yīng)遵循安全性、實(shí)用性、易使用、易維護(hù)、易集成、可擴(kuò)展的原則以保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

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

　　本項(xiàng)目開發(fā)的建筑構(gòu)件建造管理信息系統(tǒng)（PCIS），實(shí)現(xiàn)了預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)信息、遠(yuǎn)程訂貨和供應(yīng)動(dòng)態(tài)監(jiān)控、生產(chǎn)計(jì)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(jiān)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(xiàng)目研究開發(fā)的預(yù)制構(gòu)件身份數(shù)字化管理技術(shù)、庫存立體化和數(shù)字化管理技術(shù)、待產(chǎn)池模型技術(shù)、物料標(biāo)準(zhǔn)編碼技術(shù)、可追溯的產(chǎn)品質(zhì)量管理技術(shù)、灌漿飽滿度實(shí)時(shí)檢測(cè)技術(shù)，有效提升工廠管理效率、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(jì)和社會(huì)效益

　　項(xiàng)目研究成果在燕通公司承接的通州區(qū)馬駒橋公租房項(xiàng)目、海淀區(qū)溫泉C03公租房項(xiàng)目、郭公莊一期公租房項(xiàng)目、平樂園公租房項(xiàng)目、臺(tái)湖公租房項(xiàng)目等十幾個(gè)工程項(xiàng)目中推廣應(yīng)用，得到外部施工單位一致好評(píng)。通過本項(xiàng)目的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了預(yù)制構(gòu)件工廠運(yùn)行和生產(chǎn)計(jì)劃的智能化管理、客戶遠(yuǎn)程訂貨和動(dòng)態(tài)監(jiān)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(xiàng)目成果可大幅減少管理人員，降低人工成本。按照年產(chǎn)10萬立方米預(yù)制構(gòu)件工廠測(cè)算，可減少管理人員25-30人，以北京市年人均用工成本10萬元計(jì)算，可節(jié)約250-300萬元；以平均制造成本2000元/m?，預(yù)制構(gòu)件報(bào)廢率降低2%進(jìn)行測(cè)算，可節(jié)約400萬元。目前，PCIS軟件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)銷售和技術(shù)服務(wù)6家企業(yè)，燕通公司實(shí)現(xiàn)了軟件銷售、設(shè)備和RFID芯片銷售、新型模板和機(jī)具銷售、工廠管理咨詢等技術(shù)服務(wù)性收入，并明顯降低了應(yīng)用企業(yè)的生產(chǎn)成本和管理成本。

　　五、總結(jié)

　　本項(xiàng)目開發(fā)的PCIS管理系統(tǒng)通過在多個(gè)工程項(xiàng)目中進(jìn)行應(yīng)用實(shí)施，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)進(jìn)行修正，PCIS系統(tǒng)的功能逐步完善，實(shí)現(xiàn)了預(yù)制工廠智能化信息集成和管理創(chuàng)新、生產(chǎn)計(jì)劃智能化管理、客戶遠(yuǎn)程訂貨和動(dòng)態(tài)監(jiān)控、質(zhì)量可追溯的信息化管控、原材料和產(chǎn)成品的進(jìn)銷存優(yōu)化管理，有效降低了生產(chǎn)成本和管理成本，實(shí)現(xiàn)了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。該成果形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的建筑構(gòu)件建造管理信息系統(tǒng)的成套技術(shù)與裝備，擁有2項(xiàng)軟件著作權(quán)，完成企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)6項(xiàng)，參編相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)各1項(xiàng)，取得7項(xiàng)實(shí)用新型專利。本成果對(duì)我國(guó)建筑構(gòu)件企業(yè)建造管理信息體系的建設(shè)起到示范作用。