基于智能建造的建筑工业化发展模式研究

基于智能建造的建筑工业化发展模式研
究
摘要：智能建造与建筑工业化协同发展即将成为建筑业高质量发展的新引擎。

以互联网、大数据、BIM等技术为重要支撑的智能建造具有产品质量标准高、资
源消耗可控、施工效率高等优势；以装配式建造为代表的建筑工业化发展模式具
有标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修及信息化管理等优势。

智
能建造与建筑工业化协同发展已成为加快建筑业转型升级的重要途径。

然而，智
能建造与建筑工业化在协同发展过程中衍生出许多新的问题，如应用方面整体的
广度不够、在产业链上的上下游企业协同不足、企业间发展模式不适配等，影响
了二者的高质量协同发展。

本文结合在基于智能建造的建筑工业化发展模式在工
程建设所处的不同阶段进行应用研究。

关键词：智能建造；建筑工业化；发展模式；研究
一、勘察阶段
建筑工程勘察是为了确定建设项目场地的地质条件、自然环境是否适宜进行
工程建设。

以往的勘察技术人员利用GPS的快速定位功能，能够迅速形成工程建
设地点的地形地貌、土壤岩性、水文条件等自然属性的调查及管理，对平面控制、高程控制、地形线路等内容进行精准测量，运用GPS技术在遥感基础上形成三维
立体图像。

利用GPS技术进行地形、地质勘察，虽然能够减少测绘的步骤和成本，但测绘图专业性较强，需要较高的识图分析能力。

在云南某高速项目勘察设计与
项目建设过程中，工程师们运用了GPS+CASS技术，很好地解决了沟壑纵横的高
原山区地形任务量的测算工作。

在DCCO模式中，为实现智能测绘，将形成
GPS+CASS技术，CASS软件中具有典型的建筑形式与特点，并且支持所有版本的AutoCAD，勘察人员可以直接将GPS中的测量数据导入CASS软件中，这样自动生
成的地形元素草图可直接转化为CAD界面，有利于设计阶段的相关技术人员进行
识图分析，为工程设计提供科学依据。

二、设计阶段
在设计阶段，以往设计人员主要依赖二维设计制图软件如CAD，尽管CAD出
图规范且制图操作简单，但各专业协同性差、缺乏可视化三维表达且工作量大。

在DCCO模式中，运用REVIT系列软件以及PKPM系列软件，以BIM“正向设计”
为基础，构建基于BIM的三维设计流程，即利用BIM平台建立统一的三维可视化
数据模型，进行各专业协同设计、出图管理，达到专业之间数据无缝衔接。

在初
步设计阶段，基于BIM技术良好的三维呈现效果，各专业的设计人员针对创建或
导入的模型进行制定和拆分，通过结构分析、自动配筋、钢筋碰撞检查等功能对
建筑物的受力特征、建造全过程、与周边环境的关系进行仿真模拟，提前规避存
在的风险；在深化设计阶段，设计人员基于进度节点对模型进行拆解，根据设计
要求深度完善图纸中的构造做法，包括构件准确的尺寸、节点大样、管线密集区
域排布等。

在DCCO模式中，结构、机电、建筑等不同专业的设计师可以在同一
平台上分工合作，通过数字化建模技术实现全模型的自动联动更新；依据构件的
生产工艺规范，数字化的BIM模型支持自动化检验审核，一旦出现设计方案与工
厂制造、现场施工冲突，即可在统一数字化信息模型上进行修改设计，直到其达标。

DCCO模式可提前解决构件生产、现场施工可能会出现的问题，实现构件设计、工厂生产制造和现场安装的高效协同。

基于BIM信息平台，项目设计过程中对内
将结构、机电、建筑等各专业紧密连接，对外也将设计、工程、成本等职能部门
串联起来，形成信息共享的循环机制，彼此之间形成强关联性，实现施工模拟、
各专业综合优化的效果，提升建筑设计准确率，优化设计路径，降低因施工组织
不当而增加的时间成本和管理成本。

三、生产运输阶段
在DCCO模式中，为实现车间智能生产，将专门建立计算机软硬件齐全的智
能生产车间。

通过互联网、物联网技术与机械化、智能化制造技术的深度融合，
智能生产车间达标且确定后的预制构件生产参数将会通过信息平台传输到生产一线，实现构件生产与BIM设计模型的动态关联。

执行相关配件的生产订单时，首
先由人工将已经建立的完整规划设计建筑信息模型直接导入生产管理系统中，通
过数据信息转换，形成构件生产的自动排产计划。

在构配件生产阶段，借助数控
设备或者3D打印技术对建筑的标准化构件进行统一加工成型，通过自动化流水线、机组流水线等方式进行构配件的批量生产，达到集中供应的技术要求。

在构
件生产阶段，由于项目建设过程中涉及多元且复杂的物料工艺和设备信息，相关
人员将基于动态关联平台，进行施工计划与施工进度匹配程度的实时检验，根据
实际需求对生产车间的工作进度进行科学调整。

同时，为保证产品质量安全，在DCCO模式中将建立基于BIM信息平台的标准化部品部件库，使每一件生产出场的
产品都有专门标记，技术人员通过无线射频识别技术、无线传感器技术以及自动
定位技术等，能够实现构件的智能识别和定位，实时动态跟踪物料生产进度以及
进场情况，实现预制构件从生产加工到进场验收全过程的智能识别、定位、跟踪
和监控管理，确保工程产品质量控制。

智能生产车间为实现智能化与工业化的融
合协调，将构件的工厂生产排产、物料采购、生产控制、构件查询、构件库存及
运输的全过程信息进行线上实时管理，使各利益相关方都能了解构配件生产及运
输使用的实时进程。

构件生产完毕，通过车辆运输等方式将其运送至施工现场，
按照规格、品种、使用部位、吊装顺序等分别设置存放场地，确保现场的质量安全，实现进度计划管理和信息系统管理。

四、建造施工阶段
将智能技术运用至项目的建设施工阶段，是创建“智慧工地”的关键。

施工
阶段的质量控制的基本环节包括事前控制、事中控制和事后控制。

施工前，技术
人员利用BIM+VR技术构建虚拟施工现场，将重要节点的施工工艺及场景以漫游
景象进行交底，通过漫游、碰撞检查等方式多角度观测施工工程，提前对施工安
全设施、临电用电设计、钢筋下料、深基坑支护分析等方面进行计算，使施工组
织设计更为高效合理。

施工过程中，管理人员对施工现场进行跟踪监测，若发现
质量问题或者隐患，通过在手机端添加问题照片和问题描述，传输至电脑端，工
作人员即可在BIM模型中定位问题所在体位置，进行整改，经复查无误后关闭问题，形成闭环。

在DCCO模式中，为全面实现智能化施工，试图着重推广“BIM+
机器人”技术，基于智能化信息平台将BIM标准化模型上传到机器人专属的路径
平台中，该平台通过对模型的审核判断，利用后台编程系统将模型信息翻译成建
筑机器人可以读取的计算机语言，借助GPS、三维激光扫描仪等先进的测量仪器，对建造空间进行快速放样定位和实时检测，根据现场地图信息与障碍物位置，自
动搜寻机器人高效移动最佳路径，实现自动越障移动，使建筑机器人适应施工现
场的复杂场地环境，提高构配件拼装作业效率，提高施工现场干作业的普及率。

在项目的施工过程中，通过BIM模型与施工进度计划相关联，实现施工阶段的实
时监测，通过无人机、全景相机等设备采集各阶段现场实际形象进度信息，与同
阶段虚拟建造模型进行比对，及时发现偏差并采取合理的应对措施，调整作业安排，实现进度的动态管控。

五.竣工验收阶段
传统工程项目竣工验收涉及建设、勘察、设计、规划、环保、消防等多个部门，流程长、耗时长。

在DCCO模式中形成基于BIM模型的竣工验收方案，将现
有的二维线上竣工系统与三维BIM模型竣工系统连接。

在竣工验收过程中，相关
技术人员对竣工BIM模型与施工BIM模型进行差异对比，分析两个模型中的各类
指标、几何参数以及各类属性的吻合程度，基于施工BIM模型中的基础数据，判
断最终的竣工BIM模型是否做到按图施工，是否实现规划建设功能。

同时，为方
便输出验收结果，技术人员将自动关联竣工验收资料与竣工BIM模型，将二者进
行信息同步，并出具联合验收报告。

基于BIM信息平台，各部门各专业可实现联
合验收，避免了各部门各自为政，打破了信息孤岛。

结束语
本文依托互联网、大数据、BIM建模软件等的技术，实现信息方面可视化和
同步化，施工方面多专业协同配合。

提高生产效率，减少施工不必要的工作量。

构建基于智能建造的建筑工业化发展模式，即DCCO模式，并将项目建造过程划
分为五个阶段，探讨在该模式下各阶段智能化技术与建筑工业化的融合应用，探
究DCCO模式的运作机制，为推动智能建造与建筑工业化协同发展提供参考。

参考文献
[1]陈小波.基于BIM的保障房工业化建造供应链协同管理研究[J].建筑经济，2015（10）：21-24.
[2]丁烈云.智能建造推动建筑产业变革[N].中国建设报，2019-06-07（008）.
[3]叶明.新型建筑工业化“新”在建造方式由传统需方转向新型工业化[N].中国建设报，2020-09-24（006）.。