蔣藝：“廠場一體化”將引發(fā)建筑業(yè)的一場工業(yè)革命

我們設(shè)想這樣的場景，一座建筑的建設(shè)過程中，工地上沒有工人，所有的構(gòu)件都在工廠加工完成，項目負(fù)責(zé)人只需根據(jù)建設(shè)需要向建筑材料工廠下發(fā)供貨訂單，工廠負(fù)責(zé)按時保質(zhì)生產(chǎn)，并且按部就班將構(gòu)件運送到工地現(xiàn)場?，F(xiàn)場人員利用智能的大型流水線安裝設(shè)備有序地完成整個項目的拼裝工作。這樣既縮短了施工工期，又節(jié)省了勞務(wù)人員，同時還保證了工程達(dá)到更高的品質(zhì)。

建筑業(yè)的“工業(yè)革命”正逢時

18世紀(jì)時的英國，隨著國內(nèi)市場的不斷擴大和海外貿(mào)易的積極發(fā)展，工場手工業(yè)的生產(chǎn)方式已經(jīng)不能滿足市場的需要，這就對工場手工業(yè)提出了技術(shù)改革的要求。在這種趨勢下，一場生產(chǎn)手段的革命呼之欲出，工業(yè)革命就首先在英國發(fā)展起來了。從生產(chǎn)技術(shù)方面來說，它使機器代替了手工勞動；工廠代替了手工工場，這種生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變帶來了整個行業(yè)的升級。工業(yè)革命創(chuàng)造了巨大生產(chǎn)力，使社會面貌發(fā)生了翻天覆地的變化，并且也帶來了一場深刻的社會關(guān)系的變革。

建筑業(yè)一直以來都是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，對國家宏觀經(jīng)濟影響舉足輕重。但隨著行業(yè)勞動力成本的不斷飆升和利潤率的持續(xù)下行，建筑施工行業(yè)高速發(fā)展的現(xiàn)狀與相對落后的管理之間的矛盾日益突出，現(xiàn)階段，我國建設(shè)行業(yè)的整體利潤率相對低下，行業(yè)平均利潤率僅停留在1%到3%的水平；勞務(wù)人員的用工成本不斷上漲，并且呈現(xiàn)工人“老齡化”的趨勢；再加之傳統(tǒng)的施工流程也在很大程度上對城市環(huán)境造成嚴(yán)重的污染與破壞，傳統(tǒng)的建造模式已經(jīng)不再符合可持續(xù)發(fā)展的需要，諸如此類的因素都迫使建設(shè)行業(yè)進入了轉(zhuǎn)型升級的倒計時階段。此刻，建筑業(yè)需要面臨自己的“工業(yè)革命”！

由于建筑不同于產(chǎn)品，生產(chǎn)完成后無法進行運送，這就造成了拼裝過程必須在施工現(xiàn)場完成。那么建筑在工業(yè)化生產(chǎn)就產(chǎn)生了工廠和施工現(xiàn)場兩個地點。建設(shè)行業(yè)的工業(yè)化發(fā)展就要將工廠生產(chǎn)和現(xiàn)場施工進行的一體化體系融合，形成同時適應(yīng)于工廠生產(chǎn)與現(xiàn)場施工相關(guān)環(huán)節(jié)的“數(shù)字生產(chǎn)線”。并通過智慧調(diào)度系統(tǒng)充分鏈接工廠與施工現(xiàn)場，以現(xiàn)場工業(yè)化施工驅(qū)動工廠工業(yè)化生產(chǎn)。由于生產(chǎn)過程都可以轉(zhuǎn)移到工廠完成，使得建設(shè)過程的節(jié)能、環(huán)保、提質(zhì)和增效得以實現(xiàn)，最終實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同與柔性生產(chǎn)的“廠場一體化”體系。

“廠場一體化”場景

“廠場一體化”的五個重要環(huán)節(jié)

和搭樂高一樣，建筑的廠場一體化是將所有構(gòu)件在工廠預(yù)制完成，然后運到施工現(xiàn)場進行組裝。組裝不只是“搭”，預(yù)制構(gòu)件運到施工現(xiàn)場后，會進行鋼筋混凝土的搭接和澆筑，以保障拼裝建筑的安全性。這類型建筑主要由五個重要環(huán)節(jié)組成，以此保證制造過程的順利進行。

（1）設(shè)計數(shù)字化樣品：在生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件之前，首先要將例如BIM設(shè)計模型的數(shù)字化建筑按照施工和生產(chǎn)要求，進行充分解構(gòu)，這是第一步。只有完成達(dá)到工業(yè)級別并進行合理解構(gòu)形成適合生產(chǎn)加工的數(shù)字化樣品，才能交予工廠進行實體生產(chǎn)并在拼裝過程中指導(dǎo)施工，同時數(shù)字化樣品的數(shù)據(jù)信息也為后續(xù)進行建造全過程的生產(chǎn)、運輸和施工的智慧調(diào)度做準(zhǔn)備。

數(shù)字化樣品解構(gòu)

（2）智慧平臺的指揮調(diào)度：工期不等人，項目一旦開工就需要工廠及時向施工現(xiàn)場提供預(yù)制構(gòu)件。在建造準(zhǔn)備階段，智慧調(diào)度系統(tǒng)基于客戶個性化需求，快速實現(xiàn)對工廠產(chǎn)能、項目現(xiàn)場資源的模擬試算，并自動進行任務(wù)智能排程，自動生成相關(guān)聯(lián)的生產(chǎn)、運輸、施工任務(wù)，并按任務(wù)之間的搭接關(guān)系，分發(fā)給相關(guān)單位和責(zé)任人。

（3）工廠的工業(yè)級作業(yè)：施工現(xiàn)場管理人員通過工序級末位計劃驅(qū)動現(xiàn)場的流水化作業(yè)，并聯(lián)動工廠工業(yè)化的生產(chǎn)線，分析工廠物料、模具等資源，智能進行排產(chǎn)和生產(chǎn)調(diào)度，并生成物料采購計劃、備料清單等?；贐IM模型，加工數(shù)據(jù)可無縫傳遞到數(shù)字化加工設(shè)備，例如數(shù)控機床、3D打印機等，進行自動化的數(shù)字加工和柔性生產(chǎn)。各個工廠的生產(chǎn)進度及生產(chǎn)狀況都實時反饋到智慧調(diào)度系統(tǒng)，智能分析判斷是否需要調(diào)整生產(chǎn)計劃和資源配置。

智能工廠

（4）解決構(gòu)件的物流運輸環(huán)節(jié)：施工現(xiàn)場與預(yù)制工廠往往都不是在同一位置，那么及時準(zhǔn)確將構(gòu)件送到施工現(xiàn)場的這一環(huán)節(jié)就尤為重要了。物流調(diào)度任務(wù)由智慧調(diào)度系統(tǒng)根據(jù)工廠、施工現(xiàn)場需求自動生成合理運輸方案，并將運輸任務(wù)發(fā)送給相關(guān)的運輸單位。一方面要保障及時運輸?shù)綀?，另一方面要保障?gòu)件到場順序滿足施工要求，實現(xiàn)運輸產(chǎn)能最大化。運輸單位在進行裝車時，通過掃描內(nèi)嵌構(gòu)件中的RFID或電子標(biāo)簽，對運輸物品進行識別和確認(rèn)。通過平臺對構(gòu)件或材料的運送過程進行全時跟蹤，實時獲取運輸車輛位置及運輸物品動態(tài)信息，對運輸過程中可能出現(xiàn)和已經(jīng)出現(xiàn)的狀況進行及時分析與預(yù)測，并及時調(diào)整方案或啟動應(yīng)急預(yù)案，保障施工現(xiàn)場不受影響。

即時物流配送（JIT）

（5）施工現(xiàn)場的流水線作業(yè)：與預(yù)制工廠相同，施工現(xiàn)場作業(yè)也是工業(yè)化流水線作業(yè)，現(xiàn)場施工作業(yè)以任務(wù)包的形式由平臺的智能調(diào)度系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理，并基于標(biāo)準(zhǔn)化工藝工法進行流水化作業(yè)。構(gòu)件、部品部件送達(dá)現(xiàn)場后，通過智能設(shè)備進行進場檢驗，并及時反饋給施工作業(yè)人員。施工過程通過智能機械設(shè)備，甚至是機器人進行現(xiàn)場裝配與施工作業(yè)?，F(xiàn)場施工裝配完成后，完成情況不僅會反饋到智慧調(diào)度系統(tǒng)，同時還會由智慧調(diào)度系統(tǒng)分析判斷是否對后續(xù)的生產(chǎn)、運輸、安裝工作計劃進行優(yōu)化，從而形成從構(gòu)件、部品部件的生產(chǎn)、運輸?shù)绞┕そ桓兜拈]環(huán)控制，實現(xiàn)“場廠聯(lián)動”。

施工現(xiàn)場智能調(diào)度與流水化作業(yè)場景

與制造業(yè)相比，建筑的建造過程周期長、單體成本高、過程相對復(fù)雜，傳統(tǒng)的建造方式在生產(chǎn)效率、成本控制、產(chǎn)品質(zhì)量等方面與制作業(yè)都存在著巨大的差距。所以說我們可以預(yù)見，建設(shè)行業(yè)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)型必將向制造業(yè)的方向靠攏，廠場一體化或?qū)⒊蔀楫a(chǎn)業(yè)升級的內(nèi)生動力和發(fā)展趨勢。