信息化技术在装配式建筑构件成本控制中的应用

宋孟哲 肖新华 侯志文

摘 要：当前，成本居高不下成为装配式建筑企业选择装配式建造模式的顾虑之一。为了更好地降低装配式建筑的成本，本文从设计、生产、运输、装配、管理与政策五个方面总结归纳出装配式建筑构件成本的影响因素，并结合信息化技术提出有针对性的建议和措施。

关键词：装配式建筑;成本控制;信息化技术;层次分析法

中图分类号：TU17;TU723.3文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2021）16-0015-03

Abstract： At present， the high cost has become one of the concerns of prefabricated construction enterprises when choosing the prefabricated construction mode. In order to better reduce the cost of prefabricated buildings， this paper summarized the influencing factors of component cost of prefabricated buildings from five aspects： design， production， transportation， assembly， management and policy， and put forward targeted suggestions and measures combined with information technology.

Keywords： prefabricated building;cost control;information technology;analytic hierarchy process

近年来，随着国家对建筑业可持续发展的要求以及建筑业转型升级的需要，装配式建筑以其工期短、质量高、节能环保等优点得到大力推广。2016年，国务院办公厅《关于大力发展装配式建筑的指导意见》指出：“力争用10年左右的时间，使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%。”[1]目前，我国装配式建筑发展还面临着许多困境，其中成本居高不下是阻碍其快速发展的重要因素。

本文总结了影响装配式建筑构件成本的因素，计算权重，确定了关键因素，并结合信息化技术提出了相关措施及建议。

1 信息化技术

目前，装配式建筑中应用到的信息化技术主要有BIM技术，物联网技术中的RFID技术、GIS技术和GPS技术等[2]。

1.1 BIM技术概念及特点

BIM（Building Information Modelling）技术，也叫建筑信息模型[3]，是一种数据化工具，通过对建筑的数据化、信息化模型整合，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行信息共享和传递，为各参与方提供协同工作的平台。

BIM技术具有三维可视、协同工作、优化方案、动态模拟、信息集成等优点，在提高生产效率、节约成本和缩短项目工期等方面发挥着重要作用。

1.2 RFID技术相关理论

射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）是一種通信技术[4]，是通过无线射频方式获取物体的相关数据，并对物体加以识别，是一种非接触式的自动识别技术。RFID系统一般由电子标签、读写器、数据管理中心3部分组成。其工作原理是读写器与标签之间进行非接触式数据通信，达到识别目标的目的。RFID技术具有非接触识别、耐腐蚀、读写效率高、穿透性强、容量大、编码唯一以及可重复利用等特点。

2 装配式建筑成本分析

2.1 装配式建筑理论

装配式建筑是指把施工现场需要用到的楼板、墙板、楼梯板、阳台板等构件提前在工厂加工制作完成，并通过车辆运输到施工现场，用可靠的连接方式进行装配的建筑。

2.2 影响装配式建筑构件成本的因素

2.2.1 设计因素。由于我国装配式建筑还处于发展初期，设计标准规范还不完善，导致构件通用性较低且不易于机械化生产。在进行构件设计和拆分时，还应考虑构件的尺寸是否易于运输和吊装。预制率和装配率的合理制定也是影响整个项目成本的重要因素。

2.2.2 生产因素。现阶段，构件厂规模较小，产能较低，不能形成规模优势，难以有效降低构件成本。模具优化不到位，利用率和周转次数较低，也会增加模具摊销成本。此外，生产车间布置不合理，容易造成构件在车间的二次搬运;生产计划编制不合理等，也会导致装配式建筑构件成本高。

2.2.3 运输因素。目前，装配式建筑构件生产工厂规模较小且分布较为集中，而装配式项目施工现场又较分散，经常会出现构件生产厂与施工现场距离较远的问题，导致运输成本增加。运输路线、运输车辆的选择以及运输方案的制定都是影响装配式建筑运输成本的主要因素。

2.2.4 装配因素。现场平面布置不合理，通常会造成二次搬运的问题，降低施工效率。同时，装配式建筑构件起吊设备的配置要求通常较高，相应的机械设备租赁费也会随之增加。

2.2.5 管理与政策因素。我国装配式建筑发展速度很大程度上受政策导向的影响，相关技术标准规范缺乏统一性，构件生产市场混乱，阻碍了构件生产厂规模的扩大。装配式建筑构件集成化程度较低，各参与方之间缺乏协调沟通的平台，造成成本浪费。

3 装配式建筑成本分析模型

3.1 层次分析法。层次分析法是将与决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法。其用法是构造判断矩阵，求出其最大特征值。基于层次分析法先分解后综合的基本工作思路，先将要分析的要素进行层次化、步骤化，构建形成多层次分析评价模型，最终确定各层级指标的重要程度（权重），或优先次序。

3.2 计算各指标权重

3.2.1 建立层次模型。根据以上对影响装配式建筑构件成本因素的分析，并且结合专家访谈和文献研究的方法，建立装配式建筑构件成本因素层次结构分析模型，如图1所示。

3.2.2 构造判断矩阵并计算权重。通过问卷调查的方法，咨询装配式建筑领域专家，根据他们在装配式建筑成本方面丰富的知识和经验，填写判断矩阵的数据。装配式建筑构件成本各影响因素权重总排序如表1所示。

4 措施与建议

4.1 管理与政策方面

企业应积极响应国家号召，加强信息化管理，应用信息化技术提高生产、运输、施工的智能化、自动化和信息化，减少人工操作失误的发生，避免不必要的损失。

4.2 构件设计方面

4.2.1 制定合理的预制率与装配率。研究表明，预制率大于40%价值系数较高，随着预制率的增加，预制构件单位价值系数也相应提高，生产成本会相应降低[5]。企业应在符合政策标准的要求下，制定合理的预制率。

4.2.2 优化二次设计。运用BIM设计软件建立三维模型，并运用NavisWorks软件对不同专业构件进行碰撞检查并修改，提前进行位置调整，同时出图指导构件加工生产。通过BIM软件提前进行施工模拟和管道碰撞检查，减少设计变更的次数，提高效率，减少时间成本。

4.2.3 提高构件设计标准化程度。完善设计体系，提高构件设计的标准化程度，并通过BIM软件进行设计优化，合理拆分构件，使得构件可以自由组合拼装，满足设计和施工要求，实现建筑产品的多样性。

4.3 构件生产运输方面

4.3.1 扩大生产规模，提高产能。应加快推进各地预制构件厂的建设，给予相关政策鼓励，形成良好的市场竞争模式，促进预制构件厂与装配式建筑企业之间的合作交流，形成采购、生产、运输一体化的模式。

4.3.2 提高模具利用率。模具利用率低是单构件摊销成本过高的原因之一。引入信息化技术后，可以通过BIM技术对模具的外形、尺寸进行设计优化，保证其精确性、可通用性和实用性，从而延长模具的使用寿命，并降低模具摊销成本。

4.3.3 优化运输路线。运输成本占工程项目造价的5%～8%。对此，可运用BIM技术生成三维数字地面模型，模拟构件运输过程，合理选择运输路线;运用RFID技术对构件的出库、装运、运输、仓储等进行实时跟踪监控，并将信息及时传递到BIM模型。总的来说，BIM与RFID技术结合可以优化运输路线，提高运输效率，减少运输过程中构件的丢失损坏，降低构件的运输成本。

5 结语

随着社会的不断进步，传统现浇模式已经不能满足可持续发展的要求，绿色环保、质量高、工期短的装配式建筑在国家的大力推广下发展迅速。本文归纳出影响装配式建筑构件成本的21种因素，并对21种因素进行權重分析，最终确定了9种最重要的因素，结合信息化技术提出相应的措施和建议，希望对装配式建筑企业降低成本提供一定的参考，促进装配式建筑的发展。

参考文献：

[1]张宇，王晶晶.基于内容分析法的我国装配式建筑政策文本研究[J].工程管理学报，2020（3）：28-33.

[2]王冉.信息化技术在装配式建筑风险管理中的应用研究[D].兰州：兰州理工大学，2019：6.

[3]张云翼，林佳瑞，张建平.BIM与云、大数据、物联网等技术的集成应用现状与未来[J].图学学报，2018（5）：806-816.

[4]宋振华，刘福江.BIM技术在建筑工程施工质量管理中的应用[J].福建建材，2021（2）：97-99.

[5]李德胜.装配式建筑成本分析及优化研究[D].郑州：郑州大学，2019：12.