建筑信息模型（BIM）是信息化在建筑業中的主要應用技術,工廠加工執行系統(MES)則是裝配式建筑的構件生產具有重要的信息管理技術。本文蘇州點邁的小編就跟大家探討基于BIM-MES系統的裝配式建筑設計-生產信息化管理技術，以實現裝配式建筑全產業鏈的技術集成和協同、信息資源共享共用，達到節約資源、降低成本、縮短工期、提升建筑品質的目的，最終實現精益建造。
圖：BIM建筑信息模型
1、引言
推行裝配式建筑的管理創新就是采用五化一體的工程總承包管理模式，實現設計-加工-裝配一體化，建筑、結構、機電、裝修、廚衛部品、門窗部品、預埋預留部件一體化，各參與方各專業一體化協同，其中信息共享共用是一體化協同的基礎，裝配式建筑特征之一就是全過程管理信息化，BIM技術的研發應用可以有效實現信息共享共用、全過程信息化管理，支撐工程總承包一體化發展。
通過裝配式建筑工程項目的BIM模型，關聯設計、深化設計、加工生產、庫存、運輸、吊裝安裝支撐等技術及管理信息。各階段各專業信息前置匯總，各專業方案精細化、數據化、可視化、各專業互為條件，預判設計、生產、裝配協同方案，優化設計及深化設計，滿足設計-制造-裝配一體化，結構機電裝修一體化的信息對稱、精準吻合要求。
圖一：BIM建筑信息模型
2、裝配式建筑BIM設計
為滿足在裝配式建筑工程總承包管理模式下的設計—生產—裝配一體化，建筑、結構、機電、裝修、廚衛部品、門窗部品、預埋預留部件、支撐吊裝安裝一體化的要求，需要在BIM設計階段，策劃構件設計、制造、裝配協同方案，前置多方信息，信息數據匯總、有效協同，精細化技術策劃。BIM設計模型建模過程中，輸入后續加工裝配等多方信息與模型進行關聯，建立可導出加工信息、運輸信息、庫存信息、現場裝配、安裝信息的BIM模型，關鍵信息包含項目信息與構件信息等：構件型號及數量統計表、構件編號、構件形狀及尺寸、混凝土量、構件鋼筋、構件吊序、構件安裝順序、構件裝車順序、構件堆場順序、構件生產順序、一般說明（規范要求、容許誤差、生產準則）。機電管線排布、裝飾裝修、門窗及部品。
ALLPLAN設計軟件與目前裝配式建筑的設計拆分、節點三維可視化等可以很好地結合，且該設計軟件支持50種文件格式，軟件接口和對接性強，便于信息共享和傳遞。結合工廠生產管理軟件和現場終端應用軟件，實現建筑產品設計、生產、裝配的全過程信息化管理（成本、進度、質量）應用。ALLPLAN實現從建筑設計—構件拆分—預制深化設計—施工圖生成，關聯構件設計信息，可以對構建屬性信息自動歸集和生成報告，且可以構件三維可視化精細表達和展示，通過ALLPLAN設計軟件接口構件的工廠生產應用軟件Unitechnik/SAA，實現設計信息到構件生產信息的傳遞和共享，避免了工廠生產信息建立時，大量繁瑣數據信息的二次輸入和輸入的信息失真，達到設計生產一體化的信息共享。
圖二：裝配式建筑BIM設計
3、工廠加工執行系統MES的技術應用
裝配式建筑生產基地在進行構件生產時，可以通過BIM模型信息建立構件的生產信息，在工程總承包管理目標要求下，工廠MES系統結合BIM信息，生成構件排產計劃。MES（Manufacturing Execution System）制造執行系統是工廠車間執行層的生產管理技術與實時信息系統。MES可以提供包括計劃排產管理、生產過程工序與進度控制、生產數據采集集成分析與管理、模具工具工裝管理、設備運維管理、物料管理、采購管理、質量管理、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、可行的加工協同技術信息管理平臺。
裝配式建筑構件生產，按照構件拆分設計方案，對不同類型構件（剪力墻結構圖體系的疊合板、內墻、外墻，框架結構體系的梁柱、疊合板和樓梯、陽臺板等異形構件）進行標準化歸并，制定生產方案，控制產能進度，依據構件生產工藝（清洗、噴涂、畫線、定位、鋼筋籠安放及組模、安放預埋件、布料、振搗、桿平、預養、抹面、養護、成型、脫模、調運、清洗、修補、成品入庫）。
圖三：MES技術開發
4、BIM-MES系統集成創新技術
BIM模型數據導入到計算機輔助制造管理系統，系統與自動化設備的可編程控制器（PLC）集成連接，構件信息自動轉化加工設備可識別的文件，實現信息化、數字化生產。基于BIM信息的工廠生產管理系統在構件生產過程中可實現多種模塊信息管理：
(1)生產計劃排產管理：由ALLPLAN設計信息導入中央控制室，通過明確構件信息表（項目信息、構件型號、數量等，項目現場吊裝計劃（吊裝時間、吊裝順序）、產量排產負荷，進一步確定不同構件的模具套數，人力及產業工人配置，生產日期等信息。
(2)生產調度管理：依據ALLPLAN提供的模型數據信息及排產計劃，細化每天所需不同構件生產量，混凝土澆筑量，鋼筋加工量，物料供應量，工人班組，同一模臺不同構件的優化布置，依據構件吊裝順序排布構件生產計劃，任一時期不同構件產量均需大于現場裝配量。
(3)構件堆場管理：通過構件編碼信息，關聯不同類型構件的產能及現場需求，自動化排布構件產品存儲計劃，三維可視化界面展示堆場空間、產品類型及數量，通過構件編碼及掃描快速確定所需構件的具體位置。
(4)物流運輸管理：信息關聯現場構件裝配計劃及需求，排布詳細運輸計劃（具體卡車，運輸產品及數量，運輸時間，運輸人，到達時間等信息）。信息化關聯構件裝配順序，確定構件裝車次序，整體配送。
(5)材料庫存及采購管理：實時記錄構件生產過程中物料消耗，關聯構件排產信息，庫存量數據化實時顯示，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；依據供應商數據庫，確定優質供應商。如何切實可行的提高MES系統的數據準確率
(6)供應商/分包的集成化管理：供應商/分包商（委托加工方、物料方、配套機具工裝供應方等）依據深化設計模型的技術性協同，物料工具的集成化配套供應：依據構件三維深化設計模型，建立與構件編號相對應的物料及清單（匹配相應供應商/分包商）、物料配套集成供應時間（依據生產工藝工序，配套物料工種及數量）。
(7)設備運維管理；工藝設備運行的負荷效能狀況（滿荷/正常/低荷），設備耗能實時監控，設備運行狀態的自動排查，維修信息記錄，設備運行三維可視化、遠程監控。
(8)產品質量管理：原材料性能參數信息實時錄入，信息關聯構件，加工的工序質量信息實時采集錄入（尺寸精度、預埋件位置等），構件成品質檢信息存儲，實現產品質量信息可追溯管理。
(9)財務管理：動態成本管理、管理人員成本及產業工人成本、相關材料費用成本、模具成本、加工器具成本、構件運輸成本、設備運維包括耗電、耗能等成本、稅金等其他費用與構件生產信息實時關聯。
(10)人力資源管理：人事管理、考勤管理、薪酬管理、績效管理、培訓認證及晉級管理；依據排產計劃和構件生產標準工率，自動化預估人力配置資源信息（班組種類、工種及工人數量、工人技能狀況、工時）。
圖四：BIM-MES集成系統
(11)生產全過程信息實時采集：實時監控生產過程，并采集各個生產工序加工信息（工序時間、作業順序、過程質量等）、構件庫存信息、運輸信息。信息匯總分析以供再優化及管理決策。蘇州機械MES集成應用方案
(12)生產報告：各個階段產能評價、不同項目的構件，構件在設計、深化設計、具備生產條件、在生產、已生產庫存、已運輸、運輸至現場、已吊裝等不同的狀態不同顏色顯示。整個工廠最佳產能狀態。原材料消耗清單，商務成本價格。
5、結語
推行新型裝配式建筑的管理創新就是采用EPC工程總承包模式，實現設計—加工—裝配一體化、建筑、結構、機電、裝修一體化，全過程技術集成及協同，研發以BIM-MES系統為基礎的裝配式建筑全過程信息化管理技術將具有重要意義：可實現全產業鏈的技術集成和協同、各方信息共享共用、上下游高度協同一致，全產業鏈上資源節省、成本節省、工期縮短、品質提升、精益建造。推行裝配式建筑與信息化的高度融合是國家戰略要求，亦是建筑行業的發展趨勢。
