基于智慧工地理论的施工阶段装配式建筑信息化管理模型

李珂 赵杰 徐熙震 任书剑

（天津理工大学，天津 300384）

0 前言

针对现有的装配式建筑预制结构装配效率低、建筑营建周期内管理不到位等问题，可以将装配式建筑与智慧工地理论相结合，拟建立一个基于智慧工地理论的装配式建筑在施工阶段的管理模型，推动装配式建筑智慧工地信息化管理在施工阶段的发展应用。

该项目研究的意义：

（1）提高装配式施工现场作业的工作效率。

通过BIM，云计算，大数据，物联网，RFID，移动应用和智能应用等先进技术的全面应用，施工现场将得到更透彻的感知，互联性将更加全面，智能化将更加深入，以提高装配式施工的效率。

（2）增强装配式工程项目的精益管理水平。

有助于施工现场“人，机，物，料，法，环”的各个关键要素实时，全面，智能的监控管理，有效支持现场人员，项目经理，协调管理，企业经理层的准确掌握制定施工进度和工作路线，提高预制施工的精度和效率，减少损失，确保工程成功。

（3）提升装配式建筑信息化、数字化管理水平。

在工程建设过程中，根据现场质量信息系统的智慧实时跟踪项目进度，及时发现潜在的安全隐患，规范质量检查，测试，确保工程质量，实现质量可追溯和服务系统管理，促进大数据完整性的建立，有效支持行业主管部门，对施工现场安全质量，人员素质和完整性及服务进行监管。

1 智慧工地装配式建筑信息搜集平台的确立

在施工阶段收集各种信息，并将收集的信息集成到统一的大数据数字信息平台上，使用该平台在施工单位，监理单位和施工单位之间进行交互和共享信息，然后结合BIM技术与移动互联网技术和物联网技术等，管理施工的各个阶段[1]。

2 智慧工地信息化管理模型的层次与功能

在智慧建筑工地中，感知层是基础。在建设项目的终端层使用互联网信息技术，可以实现管理信息化，有效地提高对站点建设的监督，为整个系统提供全面的信息保障。平台层是一个桥梁，它对建筑项目的数据进行分类计算，并为平台层提供良好的数据支持，此外，所有管理和操作人员都可以在平台上进行通信和通信，并实现信息的传输和共享。应用层是核心，通过科学使用管理流程和项目管理模块，完善施工现场管理，使信息管理平台满足标准要求，从而将所有移动应用设备集成到终端层[2]。

3 智慧工地信息化管理模型技术集成

在施工阶段，智慧建筑工地集成众多信息应用技术，可以协助现场施工管理流程。

3.1 人员实名制管理

建筑工人智能管理：预制的施工信息管理模型，可以智能管理项目参与者，输入清单和相关信息输入数字信息平台，通过集成信息系统，为劳动服务人员提供基本信息和考勤数据，根据劳动管理更新参数的要求，并且网关采用人脸识别技术，严格的项目访问控制，对项目进行封闭式管理，提高了整个团队的工作效率。另外，该模型集合数字信息平台和移动互联网，实现了对劳动力资源利用的动态控制[3]。

3.2 多方协同管理

信息共享与交互：在系统平台层，搭建移动互联网等数字信息平台，在采集各种信息的过程中将信息收集集成到数字信息统一数据平台中，提供良好的数据支持和使用平台，对施工单位，监理单位与施工单位之间的信息进行共享交互，并结合BIM，移动互联网和物联网等技术，对进行施工管理的各个阶段，以实现预制施工中的信息化应用[4]。

3.3 进度管理

BIM实时调度管理：计划管理模式基于BIM技术，基于BIM模型和调度之间的关系，实时追踪实际的时间表，并比较和分析预制施工实际进度和计划的偏差，通过视觉空间发现BIM模型的进度滞后，和现场施工进度及时调整动态管理现场的进展。

3.4 造价管理

BIM实时管理：基于BIM技术的成本管理模型，将BIM模型与预制清单配额相关的统计数量模型化，实现了自动核算成本，解决了传统的成本分析问题（如不及时，何时发生设计变更）的人工工作量和分析，BIM模型中的修改可以直接修改成本模型，无需重算，实现了实时成本管理[5]。

3.5 安全管理

作业人员定位监管：结合数字信息平台和移动互联网技术的预制建筑信息管理模式，开发了适合现场管理应用的现场人员定位管理系统。人员定位系统采用超宽带（UWB）无线位置识别技术。该头盔可以传输UWB信号，安装电子标签，并在指定区域内安装一定数量的基站。通过将电子标签连接到基站，两者之间的距离被系统算法识别，可以准确的得到头盔电子标签的位置。同时，数字信息平台可以实时跟踪现场工人的位置，记录工人活动的历史轨迹。对于上班时间不在现场，位置突然变化的员工，数字信息平台可以立即向管理层发出警报[6]。

3.6 质量管理

预制构件信息追溯：由于装配式建筑需要高质量的装配式构件，在质量管理中必要掌握装配式构件的生产、运输、吊装等信息。由于使用了以前的手工记录方法，很容易由于组件管理和记录效率低下而丢失信息。通过创建预先制作的组件信息数据库并将二维码附加到组件上，将组件质量信息绑定到实体。可以随时扫描二维码，通过手机应用获取零部件信息，协助管理人员进行零部件质量管理。各个阶段的质管负责人还应使用手机添加相关信息，并与零件生产，运输，进货质量检验和提升的工作流程一起进行信息维护，实现整体的可追溯性信息设计，生产和装配过程，提高质量管理效率[7]。

4 结论

基于智慧工地理论，预制建筑物的信息管理模型站在物联网，移动互联网，虚拟现实等新技术的发源地，可以带动中国建筑领域管理信息的创新。智能站点系统包括感知层，网络层和应用层，分别应用于项目信息的收集与反馈，传输与交换，分析与处理。在开发过程中，该项目需要高度重视人工智能等先进技术与工程建设与管理的深度融合，进一步加强对工程信息感知技术的研究，力求在技术之间取得平衡。