蔣藝：“廠場(chǎng)一體化”將引發(fā)建筑業(yè)的一場(chǎng)工業(yè)革命

我們?cè)O(shè)想這樣的場(chǎng)景，一座建筑的建設(shè)過(guò)程中，工地上沒(méi)有工人，所有的構(gòu)件都在工廠加工完成，項(xiàng)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(shí)保質(zhì)生產(chǎn)，并且按部就班將構(gòu)件運(yùn)送到工地現(xiàn)場(chǎng)。現(xiàn)場(chǎng)人員利用智能的大型流水線安裝設(shè)備有序地完成整個(gè)項(xiàng)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(shí)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(shí)

18世紀(jì)時(shí)的英國(guó)，隨著國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大和海外貿(mào)易的積極發(fā)展，工場(chǎng)手工業(yè)的生產(chǎn)方式已經(jīng)不能滿足市場(chǎng)的需要，這就對(duì)工場(chǎng)手工業(yè)提出了技術(shù)改革的要求。在這種趨勢(shì)下，一場(chǎng)生產(chǎn)手段的革命呼之欲出，工業(yè)革命就首先在英國(guó)發(fā)展起來(lái)了。從生產(chǎn)技術(shù)方面來(lái)說(shuō)，它使機(jī)器代替了手工勞動(dòng)；工廠代替了手工工場(chǎng)，這種生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變帶來(lái)了整個(gè)行業(yè)的升級(jí)。工業(yè)革命創(chuàng)造了巨大生產(chǎn)力，使社會(huì)面貌發(fā)生了翻天覆地的變化，并且也帶來(lái)了一場(chǎng)深刻的社會(huì)關(guān)系的變革。

建筑業(yè)一直以來(lái)都是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，對(duì)國(guó)家宏觀經(jīng)濟(jì)影響舉足輕重。但隨著行業(yè)勞動(dòng)力成本的不斷飆升和利潤(rùn)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(duì)落后的管理之間的矛盾日益突出，現(xiàn)階段，我國(guó)建設(shè)行業(yè)的整體利潤(rùn)率相對(duì)低下，行業(yè)平均利潤(rùn)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(shì)；再加之傳統(tǒng)的施工流程也在很大程度上對(duì)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(jìn)入了轉(zhuǎn)型升級(jí)的倒計(jì)時(shí)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(wú)法進(jìn)行運(yùn)送，這就造成了拼裝過(guò)程必須在施工現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)兩個(gè)地點(diǎn)。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(chǎng)施工進(jìn)行的一體化體系融合，形成同時(shí)適應(yīng)于工廠生產(chǎn)與現(xiàn)場(chǎng)施工相關(guān)環(huán)節(jié)的“數(shù)字生產(chǎn)線”。并通過(guò)智慧調(diào)度系統(tǒng)充分鏈接工廠與施工現(xiàn)場(chǎng)，以現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)化施工驅(qū)動(dòng)工廠工業(yè)化生產(chǎn)。由于生產(chǎn)過(guò)程都可以轉(zhuǎn)移到工廠完成，使得建設(shè)過(guò)程的節(jié)能、環(huán)保、提質(zhì)和增效得以實(shí)現(xiàn)，最終實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同與柔性生產(chǎn)的“廠場(chǎng)一體化”體系。

“廠場(chǎng)一體化”場(chǎng)景

“廠場(chǎng)一體化”的五個(gè)重要環(huán)節(jié)

和搭樂(lè)高一樣，建筑的廠場(chǎng)一體化是將所有構(gòu)件在工廠預(yù)制完成，然后運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝。組裝不只是“搭”，預(yù)制構(gòu)件運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)后，會(huì)進(jìn)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(gè)重要環(huán)節(jié)組成，以此保證制造過(guò)程的順利進(jìn)行。

（1）設(shè)計(jì)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(jì)模型的數(shù)字化建筑按照施工和生產(chǎn)要求，進(jìn)行充分解構(gòu)，這是第一步。只有完成達(dá)到工業(yè)級(jí)別并進(jìn)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(jìn)行實(shí)體生產(chǎn)并在拼裝過(guò)程中指導(dǎo)施工，同時(shí)數(shù)字化樣品的數(shù)據(jù)信息也為后續(xù)進(jìn)行建造全過(guò)程的生產(chǎn)、運(yùn)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(tái)的指揮調(diào)度：工期不等人，項(xiàng)目一旦開(kāi)工就需要工廠及時(shí)向施工現(xiàn)場(chǎng)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(gè)性化需求，快速實(shí)現(xiàn)對(duì)工廠產(chǎn)能、項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)資源的模擬試算，并自動(dòng)進(jìn)行任務(wù)智能排程，自動(dòng)生成相關(guān)聯(lián)的生產(chǎn)、運(yùn)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(jí)作業(yè)：施工現(xiàn)場(chǎng)管理人員通過(guò)工序級(jí)末位計(jì)劃驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)的流水化作業(yè)，并聯(lián)動(dòng)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(jìn)行排產(chǎn)和生產(chǎn)調(diào)度，并生成物料采購(gòu)計(jì)劃、備料清單等?；贐IM模型，加工數(shù)據(jù)可無(wú)縫傳遞到數(shù)字化加工設(shè)備，例如數(shù)控機(jī)床、3D打印機(jī)等，進(jìn)行自動(dòng)化的數(shù)字加工和柔性生產(chǎn)。各個(gè)工廠的生產(chǎn)進(jìn)度及生產(chǎn)狀況都實(shí)時(shí)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(jì)劃和資源配置。

智能工廠

（4）解決構(gòu)件的物流運(yùn)輸環(huán)節(jié)：施工現(xiàn)場(chǎng)與預(yù)制工廠往往都不是在同一位置，那么及時(shí)準(zhǔn)確將構(gòu)件送到施工現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)需求自動(dòng)生成合理運(yùn)輸方案，并將運(yùn)輸任務(wù)發(fā)送給相關(guān)的運(yùn)輸單位。一方面要保障及時(shí)運(yùn)輸?shù)綀?chǎng)，另一方面要保障構(gòu)件到場(chǎng)順序滿足施工要求，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸產(chǎn)能最大化。運(yùn)輸單位在進(jìn)行裝車時(shí)，通過(guò)掃描內(nèi)嵌構(gòu)件中的RFID或電子標(biāo)簽，對(duì)運(yùn)輸物品進(jìn)行識(shí)別和確認(rèn)。通過(guò)平臺(tái)對(duì)構(gòu)件或材料的運(yùn)送過(guò)程進(jìn)行全時(shí)跟蹤，實(shí)時(shí)獲取運(yùn)輸車輛位置及運(yùn)輸物品動(dòng)態(tài)信息，對(duì)運(yùn)輸過(guò)程中可能出現(xiàn)和已經(jīng)出現(xiàn)的狀況進(jìn)行及時(shí)分析與預(yù)測(cè)，并及時(shí)調(diào)整方案或啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，保障施工現(xiàn)場(chǎng)不受影響。

即時(shí)物流配送（JIT）

（5）施工現(xiàn)場(chǎng)的流水線作業(yè)：與預(yù)制工廠相同，施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)也是工業(yè)化流水線作業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)以任務(wù)包的形式由平臺(tái)的智能調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理，并基于標(biāo)準(zhǔn)化工藝工法進(jìn)行流水化作業(yè)。構(gòu)件、部品部件送達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，通過(guò)智能設(shè)備進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)，并及時(shí)反饋給施工作業(yè)人員。施工過(guò)程通過(guò)智能機(jī)械設(shè)備，甚至是機(jī)器人進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)裝配與施工作業(yè)。現(xiàn)場(chǎng)施工裝配完成后，完成情況不僅會(huì)反饋到智慧調(diào)度系統(tǒng)，同時(shí)還會(huì)由智慧調(diào)度系統(tǒng)分析判斷是否對(duì)后續(xù)的生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝工作計(jì)劃進(jìn)行優(yōu)化，從而形成從構(gòu)件、部品部件的生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)绞┕そ桓兜拈]環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)“場(chǎng)廠聯(lián)動(dòng)”。

施工現(xiàn)場(chǎng)智能調(diào)度與流水化作業(yè)場(chǎng)景

與制造業(yè)相比，建筑的建造過(guò)程周期長(zhǎng)、單體成本高、過(guò)程相對(duì)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(shuō)我們可以預(yù)見(jiàn)，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(chǎng)一體化或?qū)⒊蔀楫a(chǎn)業(yè)升級(jí)的內(nèi)生動(dòng)力和發(fā)展趨勢(shì)。