一、立項背景

　　推進住宅產(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，實現(xiàn)環(huán)境友好，促進節(jié)能降耗，提高資源利用效率，最終提高社會效益和經(jīng)濟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我國社會經(jīng)濟發(fā)展的國家戰(zhàn)略。近年來，從中央到地方，各級領(lǐng)導都高度重視裝配式建筑的推進工作，突出表現(xiàn)為各項標準規(guī)范編制、修訂工作日益加快，經(jīng)濟與技術(shù)政策、發(fā)展規(guī)劃的出臺力度逐步加大。特別是《中共中央國務院關(guān)于進一步加強城市規(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意見》兩個重要文件相繼出臺，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，標準規(guī)范不夠完善，集成設(shè)計能力、生產(chǎn)配套能力較弱，施工整體水平低，設(shè)計、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、管理、產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)等各個環(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，帶動產(chǎn)品設(shè)計方法和設(shè)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。從而實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計制造和企業(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)控化以及咨詢服務的網(wǎng)絡(luò)化，全面提升建筑預制構(gòu)件制造企業(yè)的競爭力。因此，研發(fā)預制構(gòu)件管理信息系統(tǒng)意義重大。

　　二、研究內(nèi)容

　　1、預制構(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，項目基于BIM、ERP、MES、移動互聯(lián)網(wǎng)、云存儲等信息化技術(shù)研發(fā)了“裝配式構(gòu)件生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)（簡稱PCIS）”。以預制構(gòu)件身份數(shù)字化技術(shù)（RFID技術(shù)）為核心，將預制構(gòu)件深化設(shè)計（BIM技術(shù)）、生產(chǎn)制造和運輸安裝管理（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)）等眾多管理要素進行了流程再造和信息化集成，實現(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)。

自動化流水線

　　2、預制構(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)，為每個建筑構(gòu)件建立并維護一個身份證PCID，并開發(fā)了專用RFID標簽、標簽打印機和讀寫器，并建立了標簽編碼和埋設(shè)規(guī)則。本技術(shù)可以追蹤每個構(gòu)件從生產(chǎn)、庫存、成本、安裝等全部過程的詳細數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)構(gòu)件信息化提供了強有力的支持。

構(gòu)件RFID身份證

　　3、預制構(gòu)件庫存管理數(shù)字化技術(shù)

　　本項目對預制構(gòu)件的存儲方案進行了精心設(shè)計，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、存儲方式落后、庫存數(shù)據(jù)實時統(tǒng)計困難等上述問題。開發(fā)了庫位編碼規(guī)則、庫位數(shù)字化管理、立體化存儲架，實現(xiàn)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(gòu)件BIM設(shè)計及與第三方軟件接口技術(shù)

　　項目采用BIM技術(shù)進行預制構(gòu)件深化設(shè)計，建設(shè)了專用預制構(gòu)件庫，實現(xiàn)了預制構(gòu)件及拼裝的可視化、組成部件的參數(shù)化、鋼筋算量的自動化及關(guān)鍵節(jié)點的碰撞檢查。項目針對第三方軟件開發(fā)了專用接口協(xié)議。重點針對Revit平臺、AutoCAD系統(tǒng)研發(fā)了裝配式構(gòu)件設(shè)計數(shù)據(jù)交換接口，可以有效實現(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率。

碰撞檢查可視化

　　5、待產(chǎn)池模型技術(shù)

　　本項目開發(fā)了待產(chǎn)池模型技術(shù)，根據(jù)廠內(nèi)庫存情況、儲存場地情況、施工安裝進度、產(chǎn)品質(zhì)量等因素按工程、按樓棟、按層進行科學排產(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)的每一個構(gòu)件，并對應每一個模具，合理安排勞務作業(yè)層的工作計劃。

待產(chǎn)池管理系統(tǒng)

　　6、物料標準編碼技術(shù)

　　本項目按照主材與輔材分開的原則制定了科學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，有效的保證了各項工序的進行。

　　7、系統(tǒng)安全性設(shè)計

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

　　三、關(guān)鍵技術(shù)和主要創(chuàng)新點

　　本項目開發(fā)的建筑構(gòu)件建造管理信息系統(tǒng)（PCIS），實現(xiàn)了預制構(gòu)件設(shè)計信息、遠程訂貨和供應動態(tài)監(jiān)控、生產(chǎn)計劃智能化管理、產(chǎn)品質(zhì)量可追溯、物料和成本實時監(jiān)管、安裝質(zhì)量和進度控制等關(guān)鍵信息的集成實時管理。

　　本項目研究開發(fā)的預制構(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)、灌漿飽滿度實時檢測技術(shù)，有效提升工廠管理效率、保證生產(chǎn)進度和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本。

　　四、經(jīng)濟和社會效益

　　項目研究成果在燕通公司承接的通州區(qū)馬駒橋公租房項目、海淀區(qū)溫泉C03公租房項目、郭公莊一期公租房項目、平樂園公租房項目、臺湖公租房項目等十幾個工程項目中推廣應用，得到外部施工單位一致好評。通過本項目的應用，實現(xiàn)了預制構(gòu)件工廠運行和生產(chǎn)計劃的智能化管理、客戶遠程訂貨和動態(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)10萬立方米預制構(gòu)件工廠測算，可減少管理人員25-30人，以北京市年人均用工成本10萬元計算，可節(jié)約250-300萬元；以平均制造成本2000元/m?，預制構(gòu)件報廢率降低2%進行測算，可節(jié)約400萬元。目前，PCIS軟件已經(jīng)實現(xiàn)銷售和技術(shù)服務6家企業(yè)，燕通公司實現(xiàn)了軟件銷售、設(shè)備和RFID芯片銷售、新型模板和機具銷售、工廠管理咨詢等技術(shù)服務性收入，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(jié)

　　本項目開發(fā)的PCIS管理系統(tǒng)通過在多個工程項目中進行應用實施，對發(fā)現(xiàn)的問題及時進行修正，PCIS系統(tǒng)的功能逐步完善，實現(xiàn)了預制工廠智能化信息集成和管理創(chuàng)新、生產(chǎn)計劃智能化管理、客戶遠程訂貨和動態(tài)監(jiān)控、質(zhì)量可追溯的信息化管控、原材料和產(chǎn)成品的進銷存優(yōu)化管理，有效降低了生產(chǎn)成本和管理成本，實現(xiàn)了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。該成果形成了具有自主知識產(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項軟件著作權(quán)，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項實用新型專利。本成果對我國建筑構(gòu)件企業(yè)建造管理信息體系的建設(shè)起到示范作用。