全產(chǎn)業(yè)鏈裝配式建筑智慧工廠建設(shè)探索

　　摘要為促進全產(chǎn)業(yè)鏈裝配式建筑向智慧化建造方向發(fā)展，根據(jù)智慧制造的內(nèi)涵分析了裝配式建筑智慧工廠建設(shè)的行業(yè)動態(tài);介紹了標桿企業(yè)智慧工廠信息化建設(shè)方案和全產(chǎn)業(yè)鏈質(zhì)量追溯;同時以華構(gòu)科技有限公司建設(shè)成果為例詳加分析。研究表明:企業(yè)在智慧工廠建設(shè)時，需要充分考慮自身條件和狀況制定規(guī)劃方案，結(jié)合行業(yè)情況量體裁衣。

　　關(guān)鍵詞工業(yè)化;信息化;智慧化;全產(chǎn)業(yè)鏈;裝配式建筑

　　建筑業(yè)是我國國民經(jīng)濟重要支柱產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)如今建筑業(yè)從高速增長轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展，其高質(zhì)量的本質(zhì)便是推動建筑工業(yè)化、信息化及綠色化，而三化融合便是裝配式建筑發(fā)展的趨勢。三化的融合，一方面是裝配式+EPC，以建筑產(chǎn)品為主線，形成數(shù)字化的建造供應(yīng)鏈。通過設(shè)計的不斷優(yōu)化降低成本，工業(yè)的標準化、模塊化和規(guī)模化生產(chǎn)，再加上信息化和智能化，達到經(jīng)濟高效的目的;另一方面是裝配式+智慧建造，將BIM、云計算、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、人工智能、3D打印等技術(shù)運用到建造過程，提高速度質(zhì)量，降低成本［1］。

　　1工業(yè)化

　　2016年3月，李克強總理在《政府工作報告》提出“大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)和裝配式建筑，提高建筑工程標準和質(zhì)量”。2017年3月，住建部印發(fā)了《“十三五”裝配式建筑行動方案》(以下簡稱“《方案》”)，提出了兩個總目標:到2020年，全國裝配式建筑占新建建筑的比例達到15%以上，其中重點推進地區(qū)達到20%以上，積極推進地區(qū)達到15%以上，鼓勵推進地區(qū)達到10%以上;到2020年，培育50個以上裝配式建筑示范城市，200個以上裝配式建筑產(chǎn)業(yè)基地，500個以上裝配式建筑示范工程，建設(shè)30個以上裝配式建筑科技創(chuàng)新基地，充分發(fā)揮示范引領(lǐng)和帶動作用。

　　2信息化

　　智慧建造是通過利用當下的BIM、大數(shù)據(jù)分析及云計算、區(qū)塊鏈、互聯(lián)網(wǎng)+等技術(shù)，通過裝備智能化、工廠數(shù)字化、企業(yè)信息化，通過PCS、MES、EＲP系統(tǒng)一體化的實施，促進企業(yè)管理從以職能為中心向以過程為中心的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)了扁平化的管理的模式，使得企業(yè)能夠適應(yīng)多變的市場，實現(xiàn)敏捷制造和一體化過程的控制的要求。通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+PC傳統(tǒng)制造業(yè)，采取主動措施優(yōu)化企業(yè)的管理方式［2］。其中在生產(chǎn)階段，智慧建造技術(shù)最主要的應(yīng)用點在深化設(shè)計階段，其次是生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理，占比都在40%以上［3］。

　　3綠色化

　　黨的十八大報告提出“走新型工業(yè)化道路”，《我國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展“十二五”規(guī)劃綱要》《綠色建筑行動方案》都明確提出推進建筑業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，推動裝配式建筑發(fā)展，領(lǐng)導(dǎo)人多次批示要研究以住宅為主的裝配式建筑的政策和標準。采用預(yù)應(yīng)力混凝土裝配式框架結(jié)構(gòu)體系建筑，近年來裝配率達到80%，使得腳手架用量減少50%，最終節(jié)能達到70%，進一步實現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的建筑策略。裝配式建筑的優(yōu)點主要有:(1)整個工程無須搭設(shè)腳手架，大量節(jié)地節(jié)材;基本不用傳統(tǒng)木模板、木方，節(jié)約木材90%;節(jié)約用水65%左右;節(jié)約鋼材5%～8%;節(jié)約混凝土10%左右;減少現(xiàn)場施工垃圾90%。(2)施工階段，現(xiàn)場基本無粉塵污染;減少現(xiàn)場作業(yè)人員50%以上;減少現(xiàn)場生活垃圾50%以上。(3)便于施工，不受惡劣季節(jié)天氣的影響，大幅提高生產(chǎn)效率。(4)工業(yè)化的預(yù)制件防震、抗火、隔音性能好，工程質(zhì)量有效提高。(5)傳統(tǒng)建筑物建筑面積使用率一般為75%左右，而裝配式建筑使用率可達80%～90%，增加使用面積8%～12%。綜上所述，發(fā)展裝配式建筑，實現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化，就是以新型建筑工業(yè)化為核心內(nèi)容的產(chǎn)業(yè)革命，是以技術(shù)集成型的規(guī)?；S生產(chǎn)取代勞動密集型的手工生產(chǎn)方式，以工業(yè)化制品現(xiàn)場裝配取代現(xiàn)場濕作業(yè)施工模式，實現(xiàn)生產(chǎn)工廠化、施工裝配化的綠色建造。

　　建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的核心內(nèi)容是新型建筑工業(yè)化，充分運用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和綠色理念的建筑產(chǎn)品工廠化預(yù)制、裝配化施工，是我國建筑業(yè)發(fā)展低碳經(jīng)濟、提高工程質(zhì)量、培育產(chǎn)業(yè)隊伍、提升產(chǎn)業(yè)水平的必由之路，對我國傳統(tǒng)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。智慧工廠建設(shè)必須考慮項目過程中的設(shè)計、制造、運輸、施工等多個環(huán)節(jié)，且貼合企業(yè)自身需要量體裁衣，橫縱產(chǎn)業(yè)鏈布局的多個業(yè)務(wù)系統(tǒng)和專業(yè)分析系統(tǒng)進行前瞻規(guī)劃，同時通過實施質(zhì)量追溯系統(tǒng)，確保裝配式建筑的工程質(zhì)量，以維護裝配式建筑產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。

　　4國內(nèi)現(xiàn)狀

　　4．1三一筑工

　　三一筑工提出設(shè)計智能、制造智能、施工智能，開發(fā)支撐全周期、全要素、全角色在線協(xié)同的筑享云平臺，打造共享產(chǎn)業(yè)鏈，賦能建筑設(shè)計、生產(chǎn)、施工、開發(fā)、運營五環(huán)生態(tài)的建設(shè)思路。

　　4．2美好建筑

　　美好建筑裝配科技SEPC(以服務(wù)貫穿工程總承包管理全流程)服務(wù)模式，貫穿EPC全產(chǎn)業(yè)鏈。該公司智慧工廠系統(tǒng)主要包括:PC模型BIM設(shè)計管理，YTWO運營管理平臺，生產(chǎn)管理(PPS系統(tǒng)、SAAMES系統(tǒng)、MES系統(tǒng))，財務(wù)系統(tǒng)管理，CＲM服務(wù)管理，堆場及物流管理(PPS堆場管理，SCE系統(tǒng)物流管理)，設(shè)備管理(圖1)。

　　5案例

　　5．1建設(shè)思路

　　華構(gòu)科技有限公司(簡稱華構(gòu)科技)秉持“善用資源、服務(wù)建設(shè)”的發(fā)展理念，以“四個融合”和“四個建造”兩輪驅(qū)動，做強PC+技術(shù)服務(wù)、PC+產(chǎn)品供給、PC+新型房屋建造、PC+供應(yīng)鏈業(yè)務(wù)能力。公司根據(jù)已建設(shè)EＲP和OA系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身業(yè)務(wù)環(huán)境，明確發(fā)展路徑，確定了如下幾條建設(shè)思路:(1)圍繞存儲、計算分析、安全、管理及網(wǎng)絡(luò)需要，合理配置相關(guān)的硬件設(shè)施資源。(2)從數(shù)據(jù)、功能、標簽體系、運維保障等各維度出發(fā)，定義項目的系列標準規(guī)范，對數(shù)據(jù)的歸集、整合、存儲、計算、服務(wù)、應(yīng)用、安全實現(xiàn)統(tǒng)一約束與建設(shè)指導(dǎo)。(3)通過將全產(chǎn)業(yè)鏈的各環(huán)節(jié)信息化接入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，采集構(gòu)件的加工設(shè)備、人員、工位、物料批次、加工狀態(tài)、生產(chǎn)進度、工時數(shù)據(jù)等現(xiàn)場數(shù)據(jù)，跟蹤執(zhí)行情況。(4)運用數(shù)據(jù)建模分析、數(shù)據(jù)BI等分析工具，，對企業(yè)的經(jīng)驗法進行模型的知識落地與實時數(shù)據(jù)計算挖掘，建立以成本為核心的項目配置推薦、成本分析決策、項目風險預(yù)測等智慧應(yīng)用。

　　5．2總體架構(gòu)與功能

　　在總體架構(gòu)中各主要系統(tǒng)及功能角色介紹見圖3。

　　5．2．1基于BIM的云平臺協(xié)同

　　基于BIM技術(shù)的方案規(guī)劃、圖紙審查、深化設(shè)計、專項分析等服務(wù)，提供BIM協(xié)同管理云平臺，使得設(shè)計、項管、施工、監(jiān)理等參建方圍繞項目在同一平臺內(nèi)開展高效協(xié)同工作，幫助建立數(shù)字孿生資產(chǎn)，沉淀過程管理大數(shù)據(jù)，提升企業(yè)核心競爭力。

　　5．2．2智慧調(diào)度中心

　　以PCS、MES、EＲP集成的信息系統(tǒng)是智能工廠新趨勢(圖4)。

　　(1)PCS系統(tǒng)。智能制造PCS系統(tǒng)(設(shè)備集中監(jiān)測與控制系統(tǒng))基于設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的IoT技術(shù)制造解決方案，打通設(shè)計數(shù)據(jù)、驅(qū)動智能裝備、拉動施工計劃到數(shù)字工廠，一件一碼地生產(chǎn)和交付。

　　(2)PCMES/MOM系統(tǒng)。MES/MOM系統(tǒng)負責生產(chǎn)信息的接收、轉(zhuǎn)換、優(yōu)化及傳輸工作，對現(xiàn)場各站點工作情況及工作進度進行實時數(shù)據(jù)的接收及顯示，系統(tǒng)根據(jù)要求進行生產(chǎn)任務(wù)的排產(chǎn)和生產(chǎn)調(diào)度。

　　(3)EＲP系統(tǒng)?；贓ＲP的計劃與控制系統(tǒng)，包含生產(chǎn)計劃與控制、物料管理、銷售與分銷、財務(wù)、成本控制、人力資源管理、質(zhì)量管理、設(shè)備維護等集成模塊，其關(guān)注的焦點是企業(yè)內(nèi)部資源的有效利用和整合，是企業(yè)信息化建設(shè)的基礎(chǔ)。集中PCS、MES、EＲP數(shù)據(jù)，對企業(yè)內(nèi)、外部資源的優(yōu)化，追求供應(yīng)鏈上的整體最佳效率，實現(xiàn)真正的“智慧工廠管理平臺”建設(shè)。最終達到成本削減、生產(chǎn)效能提升和品質(zhì)保證的目的。

　　總之，PCS、MES、EＲP系統(tǒng)一體化的實施，不僅實現(xiàn)了企業(yè)的綜合自動化，而且促使了企業(yè)管理從以職能為中心向以過程為中心的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)扁平化的管理的模式，適應(yīng)多變的市場，實現(xiàn)敏捷制造和一體化過程控制的要求;實現(xiàn)原材料節(jié)省，能耗與其它消耗的降低，提高產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)的品率，提高設(shè)備的壽命及利用率。

　　結(jié)束語

　　建設(shè)裝配式建筑智慧工廠是推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要內(nèi)容，是傳統(tǒng)裝配式建筑行業(yè)發(fā)展的趨勢和必然結(jié)果。

　　以建筑整體以及相應(yīng)的建造全產(chǎn)業(yè)鏈為實施目標，通過全產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)動，覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈的標準體系和標準協(xié)調(diào)，以標準統(tǒng)領(lǐng)產(chǎn)業(yè)化實施全過程，在設(shè)計、制造、施工、運維等各環(huán)節(jié)加強標準化研究與標準制定，形成建筑產(chǎn)業(yè)化標準體系，促進建筑產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展進程是當前的產(chǎn)業(yè)形勢。

　　當前建筑產(chǎn)業(yè)正處于實現(xiàn)裝配化、信息化、標準化、綠色化、設(shè)備施工一體化轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵階段，契合國內(nèi)外建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢和產(chǎn)業(yè)技術(shù)變革背景。

　　新一代數(shù)字化、智能化技術(shù)正深刻革新企業(yè)的業(yè)務(wù)創(chuàng)新與管理運營，數(shù)字化商業(yè)和數(shù)字經(jīng)濟因應(yīng)而來。重塑企業(yè)核心競爭力，突破傳統(tǒng)思維與競爭格局，賦能產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與商業(yè)變革，更好地促進我國建筑行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。

　　參考文獻

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　　萬鵬

《全產(chǎn)業(yè)鏈裝配式建筑智慧工廠建設(shè)探索》

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