建筑信息模型（BIM）是信息化在建筑業(yè)中的主要應(yīng)用技術(shù),工廠加工執(zhí)行系統(tǒng)(MES)則是裝配式建筑的構(gòu)件生產(chǎn)具有重要的信息管理技術(shù)。本文蘇州點邁的小編就跟大家探討基于BIM-MES系統(tǒng)的裝配式建筑設(shè)計-生產(chǎn)信息化管理技術(shù)，以實現(xiàn)裝配式建筑全產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)集成和協(xié)同、信息資源共享共用，達到節(jié)約資源、降低成本、縮短工期、提升建筑品質(zhì)的目的，最終實現(xiàn)精益建造。

圖：BIM建筑信息模型

1、引言

推行裝配式建筑的管理創(chuàng)新就是采用五化一體的工程總承包管理模式，實現(xiàn)設(shè)計-加工-裝配一體化，建筑、結(jié)構(gòu)、機電、裝修、廚衛(wèi)部品、門窗部品、預(yù)埋預(yù)留部件一體化，各參與方各專業(yè)一體化協(xié)同，其中信息共享共用是一體化協(xié)同的基礎(chǔ)，裝配式建筑特征之一就是全過程管理信息化，BIM技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用可以有效實現(xiàn)信息共享共用、全過程信息化管理，支撐工程總承包一體化發(fā)展。

通過裝配式建筑工程項目的BIM模型，關(guān)聯(lián)設(shè)計、深化設(shè)計、加工生產(chǎn)、庫存、運輸、吊裝安裝支撐等技術(shù)及管理信息。各階段各專業(yè)信息前置匯總，各專業(yè)方案精細化、數(shù)據(jù)化、可視化、各專業(yè)互為條件，預(yù)判設(shè)計、生產(chǎn)、裝配協(xié)同方案，優(yōu)化設(shè)計及深化設(shè)計，滿足設(shè)計-制造-裝配一體化，結(jié)構(gòu)機電裝修一體化的信息對稱、精準(zhǔn)吻合要求。

圖一：BIM建筑信息模型

2、裝配式建筑BIM設(shè)計

為滿足在裝配式建筑工程總承包管理模式下的設(shè)計—生產(chǎn)—裝配一體化，建筑、結(jié)構(gòu)、機電、裝修、廚衛(wèi)部品、門窗部品、預(yù)埋預(yù)留部件、支撐吊裝安裝一體化的要求，需要在BIM設(shè)計階段，策劃構(gòu)件設(shè)計、制造、裝配協(xié)同方案，前置多方信息，信息數(shù)據(jù)匯總、有效協(xié)同，精細化技術(shù)策劃。BIM設(shè)計模型建模過程中，輸入后續(xù)加工裝配等多方信息與模型進行關(guān)聯(lián)，建立可導(dǎo)出加工信息、運輸信息、庫存信息、現(xiàn)場裝配、安裝信息的BIM模型，關(guān)鍵信息包含項目信息與構(gòu)件信息等：構(gòu)件型號及數(shù)量統(tǒng)計表、構(gòu)件編號、構(gòu)件形狀及尺寸、混凝土量、構(gòu)件鋼筋、構(gòu)件吊序、構(gòu)件安裝順序、構(gòu)件裝車順序、構(gòu)件堆場順序、構(gòu)件生產(chǎn)順序、一般說明（規(guī)范要求、容許誤差、生產(chǎn)準(zhǔn)則）。機電管線排布、裝飾裝修、門窗及部品。

ALLPLAN設(shè)計軟件與目前裝配式建筑的設(shè)計拆分、節(jié)點三維可視化等可以很好地結(jié)合，且該設(shè)計軟件支持50種文件格式，軟件接口和對接性強，便于信息共享和傳遞。結(jié)合工廠生產(chǎn)管理軟件和現(xiàn)場終端應(yīng)用軟件，實現(xiàn)建筑產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、裝配的全過程信息化管理（成本、進度、質(zhì)量）應(yīng)用。ALLPLAN實現(xiàn)從建筑設(shè)計—構(gòu)件拆分—預(yù)制深化設(shè)計—施工圖生成，關(guān)聯(lián)構(gòu)件設(shè)計信息，可以對構(gòu)建屬性信息自動歸集和生成報告，且可以構(gòu)件三維可視化精細表達和展示，通過ALLPLAN設(shè)計軟件接口構(gòu)件的工廠生產(chǎn)應(yīng)用軟件Unitechnik/SAA，實現(xiàn)設(shè)計信息到構(gòu)件生產(chǎn)信息的傳遞和共享，避免了工廠生產(chǎn)信息建立時，大量繁瑣數(shù)據(jù)信息的二次輸入和輸入的信息失真，達到設(shè)計生產(chǎn)一體化的信息共享。

圖二：裝配式建筑BIM設(shè)計

3、工廠加工執(zhí)行系統(tǒng)MES的技術(shù)應(yīng)用

裝配式建筑生產(chǎn)基地在進行構(gòu)件生產(chǎn)時，可以通過BIM模型信息建立構(gòu)件的生產(chǎn)信息，在工程總承包管理目標(biāo)要求下，工廠MES系統(tǒng)結(jié)合BIM信息，生成構(gòu)件排產(chǎn)計劃。MES（Manufacturing Execution System）制造執(zhí)行系統(tǒng)是工廠車間執(zhí)行層的生產(chǎn)管理技術(shù)與實時信息系統(tǒng)。MES可以提供包括計劃排產(chǎn)管理、生產(chǎn)過程工序與進度控制、生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集集成分析與管理、模具工具工裝管理、設(shè)備運維管理、物料管理、采購管理、質(zhì)量管理、成本管理、成品庫存管理、物流管理、條形碼管理，人力資源管理等模塊，打造一個精細化、實時、可靠、全面、可行的加工協(xié)同技術(shù)信息管理平臺。

裝配式建筑構(gòu)件生產(chǎn)，按照構(gòu)件拆分設(shè)計方案，對不同類型構(gòu)件（剪力墻結(jié)構(gòu)圖體系的疊合板、內(nèi)墻、外墻，框架結(jié)構(gòu)體系的梁柱、疊合板和樓梯、陽臺板等異形構(gòu)件）進行標(biāo)準(zhǔn)化歸并，制定生產(chǎn)方案，控制產(chǎn)能進度，依據(jù)構(gòu)件生產(chǎn)工藝（清洗、噴涂、畫線、定位、鋼筋籠安放及組模、安放預(yù)埋件、布料、振搗、桿平、預(yù)養(yǎng)、抹面、養(yǎng)護、成型、脫模、調(diào)運、清洗、修補、成品入庫）。

圖三：MES技術(shù)開發(fā)

4、BIM-MES系統(tǒng)集成創(chuàng)新技術(shù)

BIM模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入到計算機輔助制造管理系統(tǒng)，系統(tǒng)與自動化設(shè)備的可編程控制器（PLC）集成連接，構(gòu)件信息自動轉(zhuǎn)化加工設(shè)備可識別的文件，實現(xiàn)信息化、數(shù)字化生產(chǎn)。基于BIM信息的工廠生產(chǎn)管理系統(tǒng)在構(gòu)件生產(chǎn)過程中可實現(xiàn)多種模塊信息管理：

(1)生產(chǎn)計劃排產(chǎn)管理：由ALLPLAN設(shè)計信息導(dǎo)入中央控制室，通過明確構(gòu)件信息表（項目信息、構(gòu)件型號、數(shù)量等，項目現(xiàn)場吊裝計劃（吊裝時間、吊裝順序）、產(chǎn)量排產(chǎn)負荷，進一步確定不同構(gòu)件的模具套數(shù)，人力及產(chǎn)業(yè)工人配置，生產(chǎn)日期等信息。

(2)生產(chǎn)調(diào)度管理：依據(jù)ALLPLAN提供的模型數(shù)據(jù)信息及排產(chǎn)計劃，細化每天所需不同構(gòu)件生產(chǎn)量，混凝土澆筑量，鋼筋加工量，物料供應(yīng)量，工人班組，同一模臺不同構(gòu)件的優(yōu)化布置，依據(jù)構(gòu)件吊裝順序排布構(gòu)件生產(chǎn)計劃，任一時期不同構(gòu)件產(chǎn)量均需大于現(xiàn)場裝配量。

(3)構(gòu)件堆場管理：通過構(gòu)件編碼信息，關(guān)聯(lián)不同類型構(gòu)件的產(chǎn)能及現(xiàn)場需求，自動化排布構(gòu)件產(chǎn)品存儲計劃，三維可視化界面展示堆場空間、產(chǎn)品類型及數(shù)量，通過構(gòu)件編碼及掃描快速確定所需構(gòu)件的具體位置。

(4)物流運輸管理：信息關(guān)聯(lián)現(xiàn)場構(gòu)件裝配計劃及需求，排布詳細運輸計劃（具體卡車，運輸產(chǎn)品及數(shù)量，運輸時間，運輸人，到達時間等信息）。信息化關(guān)聯(lián)構(gòu)件裝配順序，確定構(gòu)件裝車次序，整體配送。

(5)材料庫存及采購管理：實時記錄構(gòu)件生產(chǎn)過程中物料消耗，關(guān)聯(lián)構(gòu)件排產(chǎn)信息，庫存量數(shù)據(jù)化實時顯示，通過分析物料所需量，對比物料庫存及需求量，確定采購量，自動化生成采購報表，適時提醒；依據(jù)供應(yīng)商數(shù)據(jù)庫，確定優(yōu)質(zhì)供應(yīng)商。如何切實可行的提高MES系統(tǒng)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率

(6)供應(yīng)商/分包的集成化管理：供應(yīng)商/分包商（委托加工方、物料方、配套機具工裝供應(yīng)方等）依據(jù)深化設(shè)計模型的技術(shù)性協(xié)同，物料工具的集成化配套供應(yīng)：依據(jù)構(gòu)件三維深化設(shè)計模型，建立與構(gòu)件編號相對應(yīng)的物料及清單（匹配相應(yīng)供應(yīng)商/分包商）、物料配套集成供應(yīng)時間（依據(jù)生產(chǎn)工藝工序，配套物料工種及數(shù)量）。

(7)設(shè)備運維管理；工藝設(shè)備運行的負荷效能狀況（滿荷/正常/低荷），設(shè)備耗能實時監(jiān)控，設(shè)備運行狀態(tài)的自動排查，維修信息記錄，設(shè)備運行三維可視化、遠程監(jiān)控。

(8)產(chǎn)品質(zhì)量管理：原材料性能參數(shù)信息實時錄入，信息關(guān)聯(lián)構(gòu)件，加工的工序質(zhì)量信息實時采集錄入（尺寸精度、預(yù)埋件位置等），構(gòu)件成品質(zhì)檢信息存儲，實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量信息可追溯管理。

(9)財務(wù)管理：動態(tài)成本管理、管理人員成本及產(chǎn)業(yè)工人成本、相關(guān)材料費用成本、模具成本、加工器具成本、構(gòu)件運輸成本、設(shè)備運維包括耗電、耗能等成本、稅金等其他費用與構(gòu)件生產(chǎn)信息實時關(guān)聯(lián)。

(10)人力資源管理：人事管理、考勤管理、薪酬管理、績效管理、培訓(xùn)認證及晉級管理；依據(jù)排產(chǎn)計劃和構(gòu)件生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)工率，自動化預(yù)估人力配置資源信息（班組種類、工種及工人數(shù)量、工人技能狀況、工時）。

圖四：BIM-MES集成系統(tǒng)

(11)生產(chǎn)全過程信息實時采集：實時監(jiān)控生產(chǎn)過程，并采集各個生產(chǎn)工序加工信息（工序時間、作業(yè)順序、過程質(zhì)量等）、構(gòu)件庫存信息、運輸信息。信息匯總分析以供再優(yōu)化及管理決策。蘇州機械MES集成應(yīng)用方案

(12)生產(chǎn)報告：各個階段產(chǎn)能評價、不同項目的構(gòu)件，構(gòu)件在設(shè)計、深化設(shè)計、具備生產(chǎn)條件、在生產(chǎn)、已生產(chǎn)庫存、已運輸、運輸至現(xiàn)場、已吊裝等不同的狀態(tài)不同顏色顯示。整個工廠最佳產(chǎn)能狀態(tài)。原材料消耗清單，商務(wù)成本價格。

5、結(jié)語

推行新型裝配式建筑的管理創(chuàng)新就是采用EPC工程總承包模式，實現(xiàn)設(shè)計—加工—裝配一體化、建筑、結(jié)構(gòu)、機電、裝修一體化，全過程技術(shù)集成及協(xié)同，研發(fā)以BIM-MES系統(tǒng)為基礎(chǔ)的裝配式建筑全過程信息化管理技術(shù)將具有重要意義：可實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)集成和協(xié)同、各方信息共享共用、上下游高度協(xié)同一致，全產(chǎn)業(yè)鏈上資源節(jié)省、成本節(jié)省、工期縮短、品質(zhì)提升、精益建造。推行裝配式建筑與信息化的高度融合是國家戰(zhàn)略要求，亦是建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢。