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　　一、立項背景

　　推進住宅產業現代化和建筑工業化是建筑業轉型升級的必由之路，更是加快建筑業發展方式轉變，減少建筑污染，實現環境友好，促進節能降耗，提高資源利用效率，最終提高社會效益和經濟效益以及保持建筑業可持續發展的重要路徑。目前，發展裝配式建筑已上升成為推進我國社會經濟發展的國家戰略。近年來，從中央到地方，各級領導都高度重視裝配式建筑的推進工作，突出表現為各項標準規范編制、修訂工作日益加快，經濟與技術政策、發展規劃的出臺力度逐步加大。特別是《中共中央國務院關于進一步加強城市規劃建設管理工作的若干意見》和《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》兩個重要文件相繼出臺，裝配式建筑呈現快速發展局面。

　　盡管發展裝配式建筑具備政策利好，但是在發展過程中還存在很多制約因素，如市場規模偏小、成本偏高，技術體系不夠成熟，工程管理制度與裝配式建筑發展要求不相適應，標準規范不夠完善，集成設計能力、生產配套能力較弱，施工整體水平低，設計、施工、生產、安裝等各環節人才不足等。其中裝配式建筑構件生產方式落后、裝配式建筑全產業鏈信息化管理水平低的現象表現尤為突出。

　　裝配式建筑構件建造管理信息化是傳統建筑業的濕作業建造模式向制造業工廠化生產模式轉變的必然選擇，它將信息技術、自動化技術、現代管理技術與制造技術相結合，可以改善制造企業的經營、管理、產品開發和生產等各個環節。提高生產效率、產品質量和企業的創新能力，降低消耗，帶動產品設計方法和設計工具的創新、企業管理模式的創新、制造技術的創新以及企業間協作關系的創新。從而實現產品設計制造和企業管理的信息化、生產過程控制的智能化、制造裝備的數控化以及咨詢服務的網絡化，全面提升建筑預制構件制造企業的競爭力。因此，研發預制構件管理信息系統意義重大。

　　二、研究內容

　　1、預制構件信息化管理集成技術

　　為解決裝配式建筑構件信息化管理集成難題，項目基于BIM、ERP、MES、移動互聯網、云存儲等信息化技術研發了“裝配式構件生產信息管理系統（簡稱PCIS）”。以預制構件身份數字化技術（RFID技術）為核心，將預制構件深化設計（BIM技術）、生產制造和運輸安裝管理（MES系統）、流水線智能化監控系統、企業資源管理（ERP系統）等眾多管理要素進行了流程再造和信息化集成，實現了產業鏈企業信息化管理和智能化生產的高度融合。開發出流水線智能化監控系統。

自動化流水線

　　2、預制構件身份管理數字化技術

　　PCIS系統使用RFID射頻卡技術，為每個建筑構件建立并維護一個身份證PCID，并開發了專用RFID標簽、標簽打印機和讀寫器，并建立了標簽編碼和埋設規則。本技術可以追蹤每個構件從生產、庫存、成本、安裝等全部過程的詳細數據，為生產構件信息化提供了強有力的支持。

構件RFID身份證

　　3、預制構件庫存管理數字化技術

　　本項目對預制構件的存儲方案進行了精心設計，有效的解決了裝配式混凝土構件庫存管理存在的空間利用率低、存儲方式落后、庫存數據實時統計困難等上述問題。開發了庫位編碼規則、庫位數字化管理、立體化存儲架，實現了存儲與發貨管理信息化。

立體存儲架

立體存儲架

　　4、預制構件BIM設計及與第三方軟件接口技術

　　項目采用BIM技術進行預制構件深化設計，建設了專用預制構件庫，實現了預制構件及拼裝的可視化、組成部件的參數化、鋼筋算量的自動化及關鍵節點的碰撞檢查。項目針對第三方軟件開發了專用接口協議。重點針對Revit平臺、AutoCAD系統研發了裝配式構件設計數據交換接口，可以有效實現上述不同軟件、端口間的數據轉換，從而大大提高工作效率并降低出錯率。

碰撞檢查可視化

　　5、待產池模型技術

　　本項目開發了待產池模型技術，根據廠內庫存情況、儲存場地情況、施工安裝進度、產品質量等因素按工程、按樓棟、按層進行科學排產，通過信息化手段記錄已經生產、未生產以及即將生產的每一個構件，并對應每一個模具，合理安排勞務作業層的工作計劃。

待產池管理系統

　　6、物料標準編碼技術

　　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。建立了建筑構件基礎數據庫和編碼規則，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、系統安全性設計

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

　　三、關鍵技術和主要創新點

　　本項目開發的建筑構件建造管理信息系統（PCIS），實現了預制構件設計信息、遠程訂貨和供應動態監控、生產計劃智能化管理、產品質量可追溯、物料和成本實時監管、安裝質量和進度控制等關鍵信息的集成實時管理。

　　本項目研究開發的預制構件身份數字化管理技術、庫存立體化和數字化管理技術、待產池模型技術、物料標準編碼技術、可追溯的產品質量管理技術、灌漿飽滿度實時檢測技術，有效提升工廠管理效率、保證生產進度和產品質量、降低生產成本。

　　四、經濟和社會效益

　　項目研究成果在燕通公司承接的通州區馬駒橋公租房項目、海淀區溫泉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，實現了預制構件工廠運行和生產計劃的智能化管理、客戶遠程訂貨和動態監控、質量可追溯的信息化管控、原材料和產成品的進銷存優化管理，有效降低了生產成本和管理成本，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10萬立方米預制構件工廠測算，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，可節約250-300萬元；以平均制造成本2000元/m?，預制構件報廢率降低2%進行測算，可節約400萬元。目前，PCIS軟件已經實現銷售和技術服務6家企業，燕通公司實現了軟件銷售、設備和RFID芯片銷售、新型模板和機具銷售、工廠管理咨詢等技術服務性收入，并明顯降低了應用企業的生產成本和管理成本。

　　五、總結

　　本項目開發的PCIS管理系統通過在多個工程項目中進行應用實施，對發現的問題及時進行修正，PCIS系統的功能逐步完善，實現了預制工廠智能化信息集成和管理創新、生產計劃智能化管理、客戶遠程訂貨和動態監控、質量可追溯的信息化管控、原材料和產成品的進銷存優化管理，有效降低了生產成本和管理成本，實現了良好的經濟效益和社會效益。該成果形成了具有自主知識產權的建筑構件建造管理信息系統的成套技術與裝備，擁有2項軟件著作權，完成企業標準6項，參編相關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件企業建造管理信息體系的建設起到示范作用。