一、立项背景

　　推进住宅产业现代化和建筑工业化是建筑业转型升级的必由之路，更是加快建筑业发展方式转变，减少建筑污染，实现环境友好，促进节能降耗，提高资源利用效率，最终提高社会效益和经济效益以及保持建筑业可持续发展的重要路径。目前，发展装配式建筑已上升成为推进我国社会经济发展的国家战略。近年来，从中央到地方，各级领导都高度重视装配式建筑的推进工作，突出表现为各项标准规范编制、修订工作日益加快，经济与技术政策、发展规划的出台力度逐步加大。特别是《中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》和《关于大力发展装配式建筑的指导意见》两个重要文件相继出台，装配式建筑呈现快速发展局面。

　　尽管发展装配式建筑具备政策利好，但是在发展过程中还存在很多制约因素，如市场规模偏小、成本偏高，技术体系不够成熟，工程管理制度与装配式建筑发展要求不相适应，标准规范不够完善，集成设计能力、生产配套能力较弱，施工整体水平低，设计、施工、生产、安装等各环节人才不足等。其中装配式建筑构件生产方式落后、装配式建筑全产业链信息化管理水平低的现象表现尤为突出。

　　装配式建筑构件建造管理信息化是传统建筑业的湿作业建造模式向制造业工厂化生产模式转变的必然选择，它将信息技术、自动化技术、现代管理技术与制造技术相结合，可以改善制造企业的经营、管理、产品开发和生产等各个环节。提高生产效率、产品质量和企业的创新能力，降低消耗，带动产品设计方法和设计工具的创新、企业管理模式的创新、制造技术的创新以及企业间协作关系的创新。从而实现产品设计制造和企业管理的信息化、生产过程控制的智能化、制造装备的数控化以及咨询服务的网络化，全面提升建筑预制构件制造企业的竞争力。因此，研发预制构件管理信息系统意义重大。

　　二、研究内容

　　1、预制构件信息化管理集成技术

　　为解决装配式建筑构件信息化管理集成难题，项目基于BIM、ERP、MES、移动互联网、云存储等信息化技术研发了“装配式构件生产信息管理系统（简称PCIS）”。以预制构件身份数字化技术（RFID技术）为核心，将预制构件深化设计（BIM技术）、生产制造和运输安装管理（MES系统）、流水线智能化监控系统、企业资源管理（ERP系统）等众多管理要素进行了流程再造和信息化集成，实现了产业链企业信息化管理和智能化生产的高度融合。开发出流水线智能化监控系统。

自动化流水线

　　2、预制构件身份管理数字化技术

　　PCIS系统使用RFID射频卡技术，为每个建筑构件建立并维护一个身份证PCID，并开发了专用RFID标签、标签打印机和读写器，并建立了标签编码和埋设规则。本技术可以追踪每个构件从生产、库存、成本、安装等全部过程的详细数据，为生产构件信息化提供了强有力的支持。

构件RFID身份证

　　3、预制构件库存管理数字化技术

　　本项目对预制构件的存储方案进行了精心设计，有效的解决了装配式混凝土构件库存管理存在的空间利用率低、存储方式落后、库存数据实时统计困难等上述问题。开发了库位编码规则、库位数字化管理、立体化存储架，实现了存储与发货管理信息化。

立体存储架

立体存储架

　　4、预制构件BIM设计及与第三方软件接口技术

　　项目采用BIM技术进行预制构件深化设计，建设了专用预制构件库，实现了预制构件及拼装的可视化、组成部件的参数化、钢筋算量的自动化及关键节点的碰撞检查。项目针对第三方软件开发了专用接口协议。重点针对Revit平台、AutoCAD系统研发了装配式构件设计数据交换接口，可以有效实现上述不同软件、端口间的数据转换，从而大大提高工作效率并降低出错率。

碰撞检查可视化

　　5、待产池模型技术

　　本项目开发了待产池模型技术，根据厂内库存情况、储存场地情况、施工安装进度、产品质量等因素按工程、按楼栋、按层进行科学排产，通过信息化手段记录已经生产、未生产以及即将生产的每一个构件，并对应每一个模具，合理安排劳务作业层的工作计划。

待产池管理系统

　　6、物料标准编码技术

　　本项目按照主材与辅材分开的原则制定了科学合理的物料编码体系。建立了建筑构件基础数据库和编码规则，物料信息管理有序，编码明确，有效的保证了各项工序的进行。

　　7、系统安全性设计

　　在充分考虑建筑构件建造信息系统的总体目标的前提下，系统的设计还应遵循安全性、实用性、易使用、易维护、易集成、可扩展的原则以保证系统安全稳定的运行。

　　三、关键技术和主要创新点

　　本项目开发的建筑构件建造管理信息系统（PCIS），实现了预制构件设计信息、远程订货和供应动态监控、生产计划智能化管理、产品质量可追溯、物料和成本实时监管、安装质量和进度控制等关键信息的集成实时管理。

　　本项目研究开发的预制构件身份数字化管理技术、库存立体化和数字化管理技术、待产池模型技术、物料标准编码技术、可追溯的产品质量管理技术、灌浆饱满度实时检测技术，有效提升工厂管理效率、保证生产进度和产品质量、降低生产成本。

　　四、经济和社会效益

　　项目研究成果在燕通公司承接的通州区马驹桥公租房项目、海淀区温泉C03公租房项目、郭公庄一期公租房项目、平乐园公租房项目、台湖公租房项目等十几个工程项目中推广应用，得到外部施工单位一致好评。通过本项目的应用，实现了预制构件工厂运行和生产计划的智能化管理、客户远程订货和动态监控、质量可追溯的信息化管控、原材料和产成品的进销存优化管理，有效降低了生产成本和管理成本，明显提升了管理效益。

　　本项目成果可大幅减少管理人员，降低人工成本。按照年产10万立方米预制构件工厂测算，可减少管理人员25-30人，以北京市年人均用工成本10万元计算，可节约250-300万元；以平均制造成本2000元/m?，预制构件报废率降低2%进行测算，可节约400万元。目前，PCIS软件已经实现销售和技术服务6家企业，燕通公司实现了软件销售、设备和RFID芯片销售、新型模板和机具销售、工厂管理咨询等技术服务性收入，并明显降低了应用企业的生产成本和管理成本。

　　五、总结

　　本项目开发的PCIS管理系统通过在多个工程项目中进行应用实施，对发现的问题及时进行修正，PCIS系统的功能逐步完善，实现了预制工厂智能化信息集成和管理创新、生产计划智能化管理、客户远程订货和动态监控、质量可追溯的信息化管控、原材料和产成品的进销存优化管理，有效降低了生产成本和管理成本，实现了良好的经济效益和社会效益。该成果形成了具有自主知识产权的建筑构件建造管理信息系统的成套技术与装备，拥有2项软件着作权，完成企业标准6项，参编相关国家标准和地方标准各1项，取得7项实用新型专利。本成果对我国建筑构件企业建造管理信息体系的建设起到示范作用。