蔣藝：“廠場一體化”將引發(fā)建筑業(yè)的一場工業(yè)革命

我們設想這樣的場景，一座建筑的建設過程中，工地上沒有工人，所有的構件都在工廠加工完成，項目負責人只需根據(jù)建設需要向建筑材料工廠下發(fā)供貨訂單，工廠負責按時保質生產，并且按部就班將構件運送到工地現(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)省了勞務人員，同時還保證了工程達到更高的品質。

建筑業(yè)的“工業(yè)革命”正逢時

18世紀時的英國，隨著國內市場的不斷擴大和海外貿易的積極發(fā)展，工場手工業(yè)的生產方式已經(jīng)不能滿足市場的需要，這就對工場手工業(yè)提出了技術改革的要求。在這種趨勢下，一場生產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。從生產技術方面來說，它使機器代替了手工勞動；工廠代替了手工工場，這種生產方式的轉變帶來了整個行業(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系的變革。

建筑業(yè)一直以來都是國民經(jīng)濟的支柱產業(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行業(yè)進入了轉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”！

由于建筑不同于產品，生產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)化生產就產生了工廠和施工現(xiàn)場兩個地點。建設行業(yè)的工業(yè)化發(fā)展就要將工廠生產和現(xiàn)場施工進行的一體化體系融合，形成同時適應于工廠生產與現(xiàn)場施工相關環(huán)節(jié)的“數(shù)字生產線”。并通過智慧調度系統(tǒng)充分鏈接工廠與施工現(xiàn)場，以現(xiàn)場工業(yè)化施工驅動工廠工業(yè)化生產。由于生產過程都可以轉移到工廠完成，使得建設過程的節(jié)能、環(huán)保、提質和增效得以實現(xiàn)，最終實現(xiàn)全產業(yè)鏈協(xié)同與柔性生產的“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件在工廠預制完成，然后運到施工現(xiàn)場進行組裝。組裝不只是“搭”，預制構件運到施工現(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）設計數(shù)字化樣品：在生產預制構件之前，首先要將例如BIM設計模型的數(shù)字化建筑按照施工和生產要求，進行充分解構，這是第一步。只有完成達到工業(yè)級別并進行合理解構形成適合生產加工的數(shù)字化樣品，才能交予工廠進行實體生產并在拼裝過程中指導施工，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、運輸和施工的智慧調度做準備。

數(shù)字化樣品解構

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

（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動現(xiàn)場的流水化作業(yè)，并聯(lián)動工廠工業(yè)化的生產線，分析工廠物料、模具等資源，智能進行排產和生產調度，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。各個工廠的生產進度及生產狀況都實時反饋到智慧調度系統(tǒng)，智能分析判斷是否需要調整生產計劃和資源配置。

智能工廠

（4）解決構件的物流運輸環(huán)節(jié)：施工現(xiàn)場與預制工廠往往都不是在同一位置，那么及時準確將構件送到施工現(xiàn)場的這一環(huán)節(jié)就尤為重要了。物流調度任務由智慧調度系統(tǒng)根據(jù)工廠、施工現(xiàn)場需求自動生成合理運輸方案，并將運輸任務發(fā)送給相關的運輸單位。一方面要保障及時運輸?shù)綀?，另一方面要保障構件到場順序滿足施工要求，實現(xiàn)運輸產能最大化。運輸單位在進行裝車時，通過掃描內嵌構件中的RFID或電子標簽，對運輸物品進行識別和確認。通過平臺對構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測，并及時調整方案或啟動應急預案，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)以任務包的形式由平臺的智能調度系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理，并基于標準化工藝工法進行流水化作業(yè)。構件、部品部件送達現(xiàn)場后，通過智能設備進行進場檢驗，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度系統(tǒng)，同時還會由智慧調度系統(tǒng)分析判斷是否對后續(xù)的生產、運輸、安裝工作計劃進行優(yōu)化，從而形成從構件、部品部件的生產、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、過程相對復雜，傳統(tǒng)的建造方式在生產效率、成本控制、產品質量等方面與制作業(yè)都存在著巨大的差距。所以說我們可以預見，建設行業(yè)生產方式的轉型必將向制造業(yè)的方向靠攏，廠場一體化或將成為產業(yè)升級的內生動力和發(fā)展趨勢。