装配式建筑EPC信息化管理技术的项目应用

项目介绍

坪山学校包括实验学校南校区二期、竹坑学校、锦龙学校，三所学校同时开工建设，2019年9月投入使用，增加学位超7000个，将有效缓解坪山区学位紧张现状。

实验学校南校区二期项目位于兰竹西路和新和四路交界，按72个班九年一贯制学校办学规模进行建设，投资估算价为7.6亿元，用地面积为33187平方米，总建筑面积约101531.33平方米。其中：必配基本校舍35559㎡，增配用房及其附属设施19302㎡，地下室26374㎡（地下室满铺）。如图1所示。

图1 实验学校效果图

Fig.1 Experimental School renderings

竹坑学校位于坪山区竹坑地区金牛东路南侧，创景路东侧，地块紧邻坪山竹坑保障房，按48个班九年一贯制办学规模进行建设，总用地面积约2.28万平方米，总建筑面积75715.14平方米。其中：必配基本校舍19799㎡，增配用房及其附属设施19302㎡，地下室15363㎡（地下室满铺）。如图2所示。

图2 竹坑学校效果图

Fig.2 Zhukeng School renderings

锦龙学校位于锦龙大道与八号路交汇处，紧邻京基御景，规划36个班小学，预留6个班，投资估算价为4.08亿元，用地面积：16172㎡，建筑面积：54465㎡。其中：必配基本校舍19799㎡，增配用房及其附属设施19302㎡，地下室15363㎡（地下室满铺）。因地形、面积局限，锦龙学校将打造成“立体式校园”，以减轻高密度环境带来的心理紧张，同时使校园各个功能空间得到充分利用。如图3所示。

图3 锦龙学校效果图

Fig.3 Jinlong School renderings

结合产业链条中的主要板块，装配式建筑EPC信息化管理技术在项目上的应用BIM技术进行智慧建造，主要包括数字设计、智能生产、智慧施工、智能运维。

数字设计

BIM是智慧建造，信息化管理的基础，本项目根据各专业在线下协同完成的全专业坪山三所学校整体的BIM模型设计，将完整的BIM模型经过轻量化处理以后，无损导入智慧建造平台，智慧建造平台支持多专业分别上传，而当坪山学校项目在设计，施工等不同阶段，模型发生变更时，模型可分别上传到平台进行历史版本管理，进行多项目及同一项目多版本的管理，进行不同版本的模型对比，对设计变更进行有效记录。并完成由不同设计端软件设计的BIM模型在平台端的线上整合，将整合后的坪山学校项目BIM模型按照专业进行展示，实现通过网页便可在各个终端流畅浏览坪山三所学校的BIM轻量化模型（如图4所示）。

图4 实验学校轻量化模型

Fig.4 Lightweight model of the Experimental School

而对于项目中使用的构件可以从项目BIM模型中提取，从而形成坪山学校项目自己的标准构件库，以及部品部件库，并汇总在平台构件及部品部件库中进行列表展示。由于在对项目各类构件完成深化设计时关联技术参数、施工图与深化图纸等数据，项目中的标准构件库以及部品部件库可通过自动检索，与项目库中的构件匹配对应，而该构件库中的数据与工厂加工生产数据库匹配，将构件信息对接到工厂系统，快速对工厂下单，指导后续生产。

将坪山学校项目整体BIM模型设计完成且上传至平台轻量化以后，自动生成对应的二维码，项目现场人员利用移动端APP对构件的不同阶段进行扫码，记录该构件从设计、生产、验收、吊装的全过程信息，并将移动端APP 的记录数据回传到平台，达到信息在建筑全生命周期的生长和记录，实现对构件的全生命周期追溯。

智能生产

坪山学校项目使用的预制构件由自有构件工厂进行加工生产，由于坪山三所学校项目同时开工，并在今年9月投入使用的特殊性，为保证构件可以按时供应，确保施工进度，将设计环节完成的构件及部品部件加工信息，即：BIM设计数据，通过云端导入生产管理系统，以构件二维码的形式对数据进行识别，将采购订单和构件的生产信息及详图对接到工厂，使用BIM信息驱动工厂设备完成生产，并根据项目施工进度确定构件到场的时间后，通过管理系统，按照生产需要将数据进行分类统计并传递给对应的生产线，进行排产和生产准备，为构件生产提供便利，使构件实现高效自动化生产，确保构件可以按时生产交付。同时项目现场人员通过二维码系统，对接BIM轻量化模型，实现对项目构件生产进度和关键生产因素的实施管控。

在工厂生产过程中通过工厂的视频监控系统在工厂的控制室或者通过远程监测到工厂各个车间以及生产线的生产情况，并对现场人员的不安全行为进行自动识别、智能检测和记录，可以实时监控工厂中可能存在的问题和隐患并及时预防。分析工厂中的异常行为并对其弹屏显示、联动报警，提高工厂的安全生产效益，有效缓解了海量视频监控与有限的工作人员之间的矛盾，提升安全防范的智能化程度，并实现了项目所用构件从设计、排产、品控、物流、验收全过程质量可追溯。如图5所示。

图5 工厂管理系统

Fig.5 Factory management system

智慧施工

在施工阶段，将采购的原材料以及在工厂生产完成的构件、部品部件运输到现场完成工程项目的施工建造。在项目前期分别将坪山三所学校的现场施工人员、各分包商等信息录入智慧建造平台作为基础数据，在平台上对人员花名册，黑名单，分包商等记录留档，结合前端生物识别闸机设备与定位系统，对在场工人人数和人员信息进行实时远程监控，实现现场实名制情况录入平台对接，并统计分析实际在场人数、人员运动轨迹、每天进场及退场等数据，对已有违纪违规记录的人员拒绝其进入，并参与到项目的施工。在平台上会实时显示各专业工种人员到岗情况，查看工人考勤情况、安全教育情况、工资发放情况、劳务合同情况。如图6所示。

图6 视频监控系统

Fig.6 Video surveillance system

同时，分别在坪山竹坑学校、实验学校、锦龙学校的设备材料堆场、人员车辆出入口以及施工作业面等关键部位、重点区域布设摄像头对三所学校的现场情况进行24小时远程实时监控及识别，以及在塔吊等大型设备上安装监控设备对其进行监控，预防特种作业人员因操作不当发生的意外事故，并对安全隐患及时预警，杜绝安全事故的发生。当遇到特殊天气时，项目负责人会通过远程点名的方式，对项目现场的安全进行应急指挥。并将视频监控系统与便携式终端设备以及智慧建造平台相关联，随时调动现场摄像头，每个进入监视区域的人、进入时间、离开时间以及在监视区的活动情况都会有清晰的显示，实时查看了解现场施工情况，监控过程中如若有异常情况发生，可立即采取必要的措施，从而防止意外情况的发生。如图7所示。

图7 智慧工地工程安全管理

Fig.7 Safety Management of smart site engineering

采用无人机的自动巡航和建模功能，根据三所学校自身情况，设置飞行周期与航线，根据不同作业需求，对无人机飞行高度、图像精度等参数灵活调整，实现对现场施工情况的图像和影像记录，并利用现场航拍图进行建模，直观展示现场进度，最后将详细的飞行数据对接到平台，后期可通过回放功能对项目施工过程进行了解，还可根据在线查看施工进度情况，有计划地对施工速度进行调整，对人员进行调配，完成项目实施的合理规划。

坪山三所学校各项目部安全员通过便携式移动终端进行安全常规检查（日检、周检、月检）、重点部位专项检查、安全整改等工作，并利用移动终端实现信息的收集、整理及分析统计，对过期未整改问题、待整改问题、待验收问题等做出预警提示，督促整改进程，保证在项目施工过程中对安全隐患的及时整改，提高项目整体质量情况，而对于已闭合问题，系统将固化闭合问题全过程信息录入到数据库中，实现已闭合问题的历史可追溯。如图8—10所示。

图8 预制构件二维码追溯

Fig.8 QR code traceability of the prefabricated components

图9 智慧工地飞行管理

Fig.9 Flight management of smart site

图10 智慧工地人员管理

Fig.10 Personnel management of smart site

智能运维

利用无人机航拍建模技术，及时展示现场模型，为业主提供更加直观、真实有效的形象进度情况；通过智慧建造平台提供的物业全景导航云端服务，以BIM轻量化模型为数据基础，提供在线项目VR全景电子使用说明书，在模型中查看做法与节点等施工信息、设备信息以及其他相关信息内容，对隐蔽部位的隐患进行排查，从构件追溯体系生成的包含整个项目设计、生产、施工阶段产生的所有数据中提取有效信息，为后续使用维护、隐患排查提供数据支持，做到对于任何隐患位置都可查数据，可追责。

坪山三所学校通过应用装配式建筑EPC信息化管理技术，解决了工程项目中由于各个板块离散数据所带来的一系列问题，实现了对整个项目现场人员的系统性管理，从而体现出智慧建造平台的所带来的优势，智慧建造平台顺应互联网、大数据、人工智能发展的大趋势，打破了建造模式产业链中条块分割的信息化壁垒，整合传统产业中各板块间的离散数据，用系统集成的理论和方法，融合设计、生产、施工、管理和控制等要素，通过工业化、信息化、数字化和智慧化的集成建造，推进装配式建筑有质量、可持续的大发展。用工业互联网技术改造建筑业，用信息化手段管理工程项目，对标“中国制造2025”，引领智慧建造产业新发展。图11所示。

图11 竹坑学校物业全景导航

Fig.11 Panorama navigation of Zhukeng School Property