裝配式建筑智慧建造的
現狀及發展趨勢
清華大學土木工程系教授、博士生導師
馬智亮
隨著國家產業結構調整和建筑行業對綠色節能建筑理念的倡導，裝配式建筑受到越來越多的關注。眾所周知，裝配式建筑具有減少環境污染、縮短工期、提高建造質量等優點。2016年9月，國務院辦公廳發布《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》，提出“力爭用10年左右的時間，使裝配式建筑占新建建筑面積的比例達到30%。”前些年我們講信息化，現在講數字化，那么，未來就是智能化，即智慧建造。裝配式建筑最有條件率先走向智慧建造。下面，將從裝配式建筑智慧建造目前的應用現狀、應用系統的發展及發展趨勢3方面，來作一闡述。
裝配式建筑智慧建造的現狀
在設計階段，應用BIM技術進行裝配式建筑設計建模是最主要的應用點，應用最多、占比最高。其次是二維CAD施工圖設計、集成設計、基于平臺的裝配式建筑的協同設計等，如圖2所示。
在現場施工與管理階段，裝配式建筑的信息化應用還比較滯后，調查數據顯示，虛擬預拼裝、可視化技術交底、預制部件質量跟蹤管理等占比較高，如圖4所示。
在裝飾裝修階段，信息化占比最高的是裝修部品部件的三維標準化圖集、模塊化設計標準、部品族庫，占比達68.16%，如圖5所示。
裝配式建筑智慧建造
的應用系統
但是，這些技術在裝配式建筑中如何利用？可以從兩個角度來考慮：一是這些技術用在了哪個環節？從裝配式建筑BIM的應用點來看，可以分為設計、深化設計、構件生產、物流運輸、現場施工、物業運維等多個階段應用點，如圖7所示。二是把這些技術集成應用，形成生產系統、技術系統和管理系統。我們可以把技術系統、管理系統按層次劃分為設備層、資源層和應用層，如圖8所示。
裝配式建筑智慧建造的發展趨勢
對于未來裝配式建筑智慧建造的發展趨勢，可以歸納為四點：集成化、精細化、智能化、最優化。
集成化。主要是兩方面的集成：一個是應用系統一體化，包括應用系統使用單點登錄、應用系統數據多應用共享、支持多參與方協同工作；另一個是生產過程一體化，包括設計-生產-施工一體化，可以采用EPC模式、集成化交付模式等。
精細化。一方面是管理對象細化到每一個部品部件。可借鑒制造業的材料表，在裝配式建筑中也可以形成材料表，根據材料表在現場進行裝配即可；另一方面是施工細化到工序，通過嚴格的流程化、管理前置化降低風險，做到精益建造。
智能化。在管理過程中，既然是智慧建造，就要通過系統取代人，至少是部分取代人，包含代替人去決策，或者輔助人的決策。其中，用到的數據包括BIM數據、管理數據等。另外就是作業層，可以有類人工廠和現場的作業，實現智慧化，如在現場作業可能用到3D打印，在工廠里面普遍采用機器人，人工將會大量減少。
最優化。一是要有最優化的設計方案，設計對于建筑全生命期至關重要；二是最優化的作業計劃，無論是進行生產還是施工，構件生產、施工都需要最優化，特別是在構件生產階段，我們要實現柔性生產，動態調整作業計劃；三是最優化的運輸計劃，以求達到最短運輸路徑。
