预制构件全过程管理平台在项目中的应用

陈 燕

上海建工集团工程研究总院 上海 201114

1 预制构件全过程管理平台概念

预制构件全过程管理平台是将桥梁、道路、基建等工程预制构件的生产三维视图、仓储库存含量、运输实时信息、安装模拟情况等以现场报道等方式来完成工作流程管理的一种信息化平台。该信息化管理平台基于BIM技术实现全预制装配式结构信息化，并完成可视化流程操作[1-4]。

2 案例分析

上海浦东新区龙东大道改建工程是“一横三环＋十字九射”快速路系统的组成部位之一。项目以东路段至G1503，以西路段通至内环高架浦东段，西部衔接内环张江立交，东部衔接机场快速路段，全长约13.85 km。

2.1 项目周边现状及施工难点

龙东大道改建前整体道路呈50～90 m宽度用地控制，车流量较大，道路材料、排水工程及路况设施较为老化，且经常性出现拥堵现象。

龙东大道现有的地面桥为4座，其桥梁跨径大多不能满足航道、水务等部门的规划河道蓝线要求。本次工程对现有的地面桥梁进行拆除，并拔除老桥桩基，进行新建。而新建时道路无法实现停运，须与施工同步进行。因此在施工期间，大型设备无法全线入场，构件运输需要在道路交通低峰期进行。工程所在地域水文、地貌、土质较为复杂，项目实施中存在4个问题：

1） 交通组织压力大。龙东大道作为浦东新区东西向交通主干道，道路交通地域范围车流量大，项目实施中的交通组织压力大。

2）环境保护要求高。工程周边主要有高档住宅小区、科技园区等，因此对环境保护要求程度较高。

3）施工难度大。在实施过程中，危险性环境较为集中，技术难点较多。

4）工期紧。桥梁结构全预制装配施工体量大、涉及范围广，大型设备无法全线进场，工期紧迫。

2.2 结合信息化平台的施工对策

在上海龙东大道改建项目中，施工单位启用BIM预制构件信息关联平台，全面协助预制构件装配式信息化管理。在信息化和现场实际操作上，该项目比传统浇筑方式节约了40%工期、50%劳动力需求、60%场地需求及90%的现场混凝土浇筑量，在工期上没有延误，并且提前完成了工程。可以说，预制构件全过程管理平台在较大程度上解决了龙东大道改建工程中存在的一系列问题。

在解决交通组织问题上，通过采用预制构件全过程管理平台中的安装管理功能，实时监测龙东大道一线的交通情况，汇总一天交通情况表，并将详细的构件输运时间点和准确的行车方向提供给运输队伍，从而避免了因交通压力导致的构件运输急、堵等问题。

工程构件生产工厂的库存量、生产效率是影响施工的因素之一。项目采取现场勘查测量，再计算汇总所需预制构件的大小，因此构件无法一次性全部提前预订到位。为解决这一问题，通过平台的仓储管理功能，现场勘测计算完毕后直接下单，并在平台中直接找到相对应的工厂，访问其仓储库存量，迅速订货，从而解决了构件生产效率等方面的问题。

3 预制构件全过程管理平台的功能

预制构件全过程管理平台依托BIM，通过采用信息化技术，实现预制构件从原料供应、构件制作、构件运输、现场吊装，到连接灌浆等全过程“模块化”的高效管理。平台总体分为构件总览、订单管理、安装管理、仓储管理这4个模块。龙东大道相关一些路段、桥梁的结构，通过BIM技术的智能处理、拼接，能够给出最优预制构件的结构示意图，并在平台上全方位地显示，供施工单位参照。构件的契合度可以达到99%以上。

3.1 构件总览

构件总览功能采取可视化三维模型显示，通过施工单位提供的相关数据信息，结合地质、水文等信息，进行生产化信息关联。客户通过编号、构件名称、构件类型、生产厂家、下单时间等任意关键词，即可在总览中查询到相关信息。同时，客户可通过查询构件总览图（图1），获取构件状态统计图（状态显示可通过颜色来区分，包括未生产、生产中、仓储、在运输、在堆场、在施工、已施工等）、构件过程追踪、构件跟踪详情等多个系统数据，得知工程构件情况，从而为需求单位提供了可视化、信息化和数据化的参考。

图1 构件总览

同时BIM模型与唯一编码的关联性，可避免数据混乱的情况发生。若出现质量性、契合度等问题，施工单位可通过查看编号、名称、类型、生产厂家及当前状态、验收情况、施工情况等信息，即可在多流程中查询原因所在，真正做到信息化全过程管理。

3.2 订单管理

订单管理模块（图2）结合了现今高效型物流科学的管理模式，通过图表对预制构件项目进行形象地管理，进而提高预制构件项目管理水平。平台可使各个项目处于同一系统中，并能实现各个项目实施的相关信息查询，以达到项目实施的便捷性导向，并为后期的预制构件项目智能化分析管理奠定基础。

图2 订单管理模块

同时通过该项目管理，可以将各个项目、各个构件进行关联，在后期可以通过数据挖掘的方法进行智能分析。在订单管理系统中，通过将订单做成统计表，并对统计表的序号、编号、工程名称、类别、生产厂家以及时间等都作出统计性汇总，后期可根据项目实施的情况，自动进行订单统计更新。为了更直观地查看出订单主体数据内容，可根据订单统计表和工厂订单统计图作出订单构件的数据分析。

施工单位定下的订单，在订单管理中一目了然，避免了多工区、多厂商交叉下单而出现的混乱问题。平台订单管理系统将生产进度和施工进度进行衔接，下单者和用单者能够通过平台清晰地看到彼此工程的进度，科学分配下单任务，将工程实施和用料高效有机地结合在一起，互创共赢的局面。

3.3 仓储管理

平台搭建的仓储管理模块（图3）能科学地运用信息化、快捷化等仓储优势。一个工厂的产量大小和工程仓储容量的大小是成正比的。在21世纪初，衡量一家工厂是否具有实力，关键是看工厂的规模大小，而仓储大小也是一家工厂实力是否雄厚的主要判断依据。平台通过精细化方法对预制构件进行管理，各类工程的仓储容纳量、仓储周期、产品出厂顺序都在仓储管理中明确标识，施工单位可根据需求量的大小和施工进度的缓急在仓储管理模块进行对口查找。平台仓储按照区域、行、列进行分类，同时将不同厂家生产进度与不同工区施工进度进行科学分析、合理分配，尽可能实现零仓储库存管理。同时对构件进行唯一码记录。客户可通过物联网技术对预制构件仓储进行查询及进出库操作，并通过唯一码对预制构件仓储进行查询，扫描唯一码对构件进出库进行操作，以便管理人员随时了解仓储情况，方便构件调度。因此仓储管理功能形象化地对预制构件仓储进行了统计分析，让仓储融入信息化进程，实现用料有渠道、订单有保障。

图3 仓储管理模块

3.4 安装管理

采用BIM技术对工程施工进度进行形象化管理，通过使用BIM模型，按照不同颜色来区分施工进度，如未生产、未进场、已进场、未安装、正在安装、已安装等状态，来形象化展示施工过程。该模式可以直观、便捷地对施工质量进行管理，通过BIM模型将预制构件安装的质量信息与模型中各个构件进行逐个绑定，因此客户在操作模型中可以直观、方便地查看构件的安装质量信息。BIM进度管理通过物联网技术将施工信息与生产信息进行关联，以便对预制构件信息进行全方位查询、分析，同时BIM模型与唯一编码的关联性，使得在操作模型中可以查看该构件生产过程中的各种信息，以及施工过程中的施工时间、施工吊机、施工质量等信息。平台为了让供求双方能够第一时间得到安装的相关信息数据，开发了安装管理这一模块（图4）。

图4 安装管理模块

大型桥梁、道路预制构件的安装是施工单位和生产厂商极为关注的事件。而对于现场工期紧张、堆场面积有限的项目，安装、堆场、运输之间的管控就显得非常重要，效率、安全成为施工单位最迫切的愿望。平台安装管理系统采取BIM技术对工程施工进度进行形象化管理和显示，通过现场信息导入，让施工单位、厂商能够第一时间了解供需关系，将工程构件需求做到前面，以达到安全高效的目的。同时将构件运输路线推送给运输人员，使运输人员能够针对不同工区的需求状况合理调度，从而将工程高效完成。

以上是预制构件全过程管理平台的运作流程，通过构件总览近况进行全方面分析统计，通过订单管理进行构件唯一性编号，避免产品的混杂，再通过仓储系统实现可视化高效拿货用货，最后通过安装管理完成工程。平台通过智能＋信息，让工程更高效、更安全。

应用表明，通过引入物联网等技术实现BIM技术的落地，同时通过标准化等方式实现建造管理的升级，双管齐下，可以将BIM与建造管理过程有机融合，实现真正意义上的信息化管理，即工厂化制作、标准化作业、机械化施工、信息化管理。

4 存在的难点与不足

1）预制构件全过程管理平台无法做到灵活性、智能化。平台将多类型信息和数据处理相结合，而在不同软件之间的格式互通上，无法做到完美兼容。在数据处理软件上，因软件的差异性，导致个别出现错误偏差。平台在定位信息、BIM快速处理数据上依旧有很大的进步空间，并且在个别山区施工现场，因为信号受限，导致平台运行出现滞后情况，给施工队带来较大的困扰。平台的灵活度依旧不高，需要后期不断地开发和改进，融入GPS定位、BIM三维新模型模式等智能功能。

2）软硬件的可靠性问题。项目全线约14 km，场地跨度过大，各场地的硬件设施布置均存在较大偏差，因信号和相关环境影响，软硬件的灵敏度问题会出现一些问题，因此软硬件的可靠性问题依旧是一个难点。

3）创新和技术标准体系问题。预制构件全过程管理平台在创新和技术标准体系问题上依旧有很大的发挥空间。质量是施工单位最关心的问题之一，而平台所显示的可视化三维构件模式的相关数据信息，更多的是由生产厂商导入，质量问题和技术标准体系问题得不到第三方的把关和质检，无法真正知道构件相关质量信息。

5 结语

预制构件全过程管理平台在技术、创新、智能方面较传统模式均有较大的突破，也能为各项施工工程带来较好的工程信息管理。预制构件全过程管理平台的应用，在一定程度上促进了上海龙东大道改造工程的顺利完工。因此，将工程搬上大数据信息的舞台是新时代的发展趋势。预制构件全过程管理平台也将成为工程信息化发展的标志性产物。