基于BIM的装配式建筑精益建造管理研究

曹小菊 麻文娜 徐文龙

西安欧亚学院 人居环境学院 陕西 西安 710065

传统装配式建筑体系以及技术工艺等，无法满足现代化装配式建筑精益建造需求，对于装配式建筑业的发展也造成了一定阻碍。针对传统装配式建筑建造效率低下以及信息水平落后的局面，急需转变装配式建筑建造体系，利用现代化装配式建造工艺以及管理模式，以BIM作为信息化技术手段，为实现装配式建筑精益建造奠定良好基础。

1 装配式建筑

装配式建筑主要是通过利用预制构件，完成各项建筑结构连接工作，在工程现场完成装配建筑。一般情况下，装配式建筑基础构件主要由工厂生产预制，在完成生产后，做好质量检测，在无任何问题的情况下运输至施工现场，大型装配式构件需要采用机械设备吊装完成装配工作。装配式建筑建设全过程主要包含了建筑设计规划、装配式构件生产、运输、建造施工以及验收，过程中需要充分与业主、承包单位、生产商以及监理单位做好紧密的沟通交流，全面考虑装配式建筑构件吊装装配施工的可行性，明确装配式构件接方式，以此提高装配式建筑施工效率，减少构件类型，明确装配式建筑施工工艺以及施工标准规范。

2 精益建造概念

我国相关研究学者所提出的精益建造概念，是通过结合建筑施工特点，以建筑精益化管理以及精益建造施工作为基础，确保实现建筑工程项目的最大化价值，从而形成完善的项目精益建造交付体系。精益建造主要是以精益生产施工作为基础，对建筑工程整个建造过程加以指导，通过流畅的信息交流，实现装配式建筑高效建设，促使建筑各个阶段在施工中，可以形成良好的工厂化生产，减少工程建造资源浪费，最大化满足客户需求，实施一套高效项目管理模式。

3 装配式建筑精益建造数据协同问题

3.1 信息数据共享受阻

要想实现装配式建筑精益建造，需要在工程项目全面实施中获取工程参数信息的支持，确保各方可共享工程建设施工进度信息，以便精准定位产品供应量以及时间。但阶段性建筑建造目标难以对工程全过程加以控制，装配式建筑施工信息难以得到有效利用，并会造成装配式建筑精益建造无法从整体方面进行分析，使得工程项目建设出现混乱的情况。

3.2 信息数据交互方式落后

装配式建筑工程项目在全面实施的过程中，经常会受到外界因素影响，造成工程信息难以达到有效沟通，或者造成信息沟通成本增加。在装配式建筑施工信息互动或者协调过程中，经常会因为工程管理人员的主观因素影响，造成工程信息传递出现疏漏问题，导致精益建造工程信息丢失，甚至出现误差影响。

3.3 信息数据传递效率低

在装配式建筑工程项目全面开展过程中，经常会因施工方沟通方式落后、内部管理出现混乱的情况，造成工程信息无法得到及时传递。在施工方沟通交流过程中，一般都是在会议上，通过管理者的交流以及实现信息沟通，整体信息化程度相对较低，导致信息无法在第一时间内完成传递。加上工程项目内部管理方式过于落后，工程项目信息人员在接收信息后，无法得到有效地传递，甚至信息传递出现了明显了延迟现状，导致信息传递不及时，造成装配式建筑精益建造工程工期存在延误的情况[1]。

4 装配式建筑精益管理

装配式建筑精益管理与传统装配式施工管理存在一定的差异性，需要将装配式建筑项目划分为项目设计、构件生产、施、运营维护阶段。虽然装配式各个施工阶段的任务以及管理要求存在不同，但彼此之间具有一定的关联性，为此对其作出了相应总结，如图1所示。

图1 装配式建筑精益管理周期主要任务

通过装配式建筑四个阶段精益管理主要任务分析。1）在设计阶段中，需要对装配式建筑设计方案进行深化处理，合理运用BIM技术，快速生成施工方案，发挥出BIM筛选功能，确保装配式建筑设计结构以及设计功能满足实际要求。2）构件生产阶段。在得出最佳方案后，及时与各个施工方以及生产方做好沟通协调工作，安排合理的构件生产计划，通过利用BIM技术，实施精益管理，将装配式构件各项数据信息及时传输到数据库中，由生产厂家在BIM数据库中直接提取装配式构件设计数据信息，并严格按照规定完成装配式构件生产工作。如果发现其中存在数据偏差，则需要通过数据库及时反馈给设计方。在生产中，根据施工需求，将构件进行分批生产，及时将构件运输到施工现场，避免出现库存积压，造成管理和维护成本增加。3）施工阶段。在施工过程中，由于构件信息储存在BIM数据库中，所以施工管理人员只有需要通过查询数据库，即可对装配式构件质量加以了解，明确构件生产日期、物理属性、功能属性等信息，装配式构件质量在得到全面提高的作用下，根据BIM实施施工吊装模拟，从而合理安排施工计划。4）运维管理阶段。在吊装装配施工完成后，管理人员需要及时将施工构件和相关设备信息及时传输到BIM数据库中，为后期运营维护管理工作的实施奠定良好基础。

5 依托BIM实现装配式建筑精益建造

为了达到装配式建筑精益建造工程目标，通过利用BIM技术，构建信息化管理平台，如图2所示，并在平台构建的基础下，发挥出BIM技术的可视化。集成化以及模拟化等优势，加强对装配式建筑各个施工阶段进行精益化管理，提高装配式建筑精益建造质量。

图2 BIM建筑管理平台

5.1 依托BIM的设计协同-体化

5.1.1 基于BIM技术的各专业协同设计

在装配式建筑独立设计中，需要及时转化为合并协同设计，为装配式建筑精益建造提供良好帮助。在BIM技术的集成化功能技术上，可以通过利用BIM平台信息共享功能，完成装配式建筑施工协同设计，如图3所示。在BIM技术的基础上，可以及时识别装配式构件所存在的偏差，并及时加以修正，以此保障装配式建筑精益建造，为后续装配式施工窝工良好帮助。通过专业协同功能的技术上，促使BIM模型信息更新速度快加，及时解决装配式构件中所存在的问题，确保装配式构件实现高效衔接，保障装配式建筑整体施工质量得到全面提升。

图3 BIM专业协同设计

5.1.2 应用BIM技术推进并行工程实施

并行工程所涉及的专业内容相对较多，需要全面明确装配式建筑施工流程以及步骤，而非根据固有的工程顺序制定精益建造，在并行工程项目的全面实施下，发挥出BIM集成性，做好工程现场数据信息收集工作，构建信息化建筑工程模型，通过多专业并行设计，了解装配式建筑构件的生产工艺、安装细节以及工程维护等，及时利用BIM模型各项参数，对装配式建筑进行检验审核，确保装配式建筑工程质量达到标准要求。并行工程系统中主要包含了以下几部分。1）建筑结构专业组织执行。该部分主要是为了确保装配式建筑构件设计满足工程施工要求，同时明确装配式建筑施工流程。2）BIM技术可以为并行工作提供准确的施工信息，发挥出工程信息共享功能。3）建筑工程数据库以及仿真系统，利用功能界面及时完成数据查询[2]。

5.2 利用BIM实现精益准时生产与供应链管理

5.2.1 借助BIM技术制定精益生产计划

通过BIM技术及时将装配式构件设计信息传递给生产商，通过利用各项参数信息，及时在生产车间系统中输入装配式构件基础信息，精准完成装配式构件生产。在生产制造时，通过利用BIM凭条可以及时读取装配式构件设计信息，明确装配式构件型号以及材质，为下一步构件的生产制作以及安装施工提供有效准备。针对装配式构件信息查询，工作人员可以通过利用BIM平台，及时了解装配式构件的所有生产数据信息，同时也能够为装配式构件订单加以管理，明确装配式构件的运输物流信息等，避免装配式构件在运输期间内出现质量问题。

5.2.2 运用BIM技术实施准时生产（JIT）和订单驱动

装配式建筑构件准时生产对于工程进度和效益起到了重要性作用，但在传统管理工作中，信息传递效率较低，无法及时完成装配式构件的生产，延误了工程施工进度，而且许多构件体积及重力较大，现场储存较为困难。通过对BIM技术实施准时生产管理，既能保障构件生产准时性，又可减少构件生产维护成本，避免因构件生产问题，影响装配式建筑施工效率。

5.2.3 基于BIM信息平台构建精益供应链管理机制

针对装配式构件生产供应企业，建筑单位应当根据精益建造理念，明确建筑工程施工进度以及施工计划，通过对BIM技术的有效运用，构建精益建造供应链管理机制，要求施工单位与生产供应企业做好协调管理工作，相互配合，以此增强装配式建筑整体经济效益，减少建造成本支出。

5.3 利用BIM的构件物流精益运输管理

5.3.1 制定运输计划

装配式构件生产企业应当及时与物流运输承包商之间做好沟通交流，根据工程施工计划，制定完善的装配式构件运输计划，根据不同装配式构件外形、重力以及体积大小，合理安排匹配的运输车辆，根据道路交通管理制度，及时做好装配式构件物流运输动态计划调整工作，以此方便管理人员在实际工作中，全面掌握装配式构件运输情况，在物流运输车辆中安装GPS，并对BIM信息化平台连接，实现信息共享，从而利用BIM信息管理平台及时定位车辆位置，同时掌握构件运输量，根据道路交通管制实际情况，为物流车辆驾驶 人员及时找出最快运输路线，保障装配式构件运输达到精益化要求[3]。

5.3.2 优化运输线路

通过对BIM信息管理共享平台的有效运用，可以及时接受运输车辆GPS传递的信息，及时了解车辆运输路线以及车辆运行状态等，根据路况实际情况，对物流车辆运输路线及时做好优化调整工作。

5.3.3 管控构件运输

通过利用BIM信息管理共享平台，针对装配式构件运输实施统一调度管理工作，针对一批装配式构件运输，全面提高构件运输物流效率，减少承包商物流运输成本。在BIM技术的有效运用下，还可以及时对构件物流配送计划及时调整，根据现场实际施工情况，确保所运输的构件满足现场施工安装计划要求，尽可能及时将装配式建筑施工现场中所需要的构件运输到施工现场中，如果有需要的情况下，可以在运输道路中间，设置装配式构件中转仓库，以此完成装配式构件的储存管理工作。

6 结语

在新时代的发展下，装配式建筑工程要想达到精益建造要求，务必转变传统建筑工程管理理念以及施工理念，加强对现代化BIM技术的有效运用，构建BIM三维可视化模型，并在BIM系统的基础上，保障装配式建筑设计方案满足实际标准化生产的要求，同时利用BIM集成功能，全面收集装配式现场工程施工信息，根据工程施工进度，要求装配式构件生产商及时完成构件生产，保障装配式构件的衔接安装，提高工程建造施工效率以及施工进度，减少成本支出，以此全面实现装配式建筑精益建造，为装配式建筑的进一步发展奠定良好基础。