基于BIM的裝配式建筑設(shè)計(jì)施工協(xié)同機(jī)制研究

廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文（工程碩士）基

于

BIM

的

裝

配

式

建

筑

設(shè)

計(jì)

施

工

協(xié)

同機(jī)

制

研

究周

錦

彬二○一九年五月萬(wàn)方數(shù)據(jù)分類(lèi)號(hào)：UDC：學(xué)校代號(hào)：11845密級(jí)：學(xué)

號(hào)：2111609090廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文（工程碩士）基

于

BIM

的

裝

配

式

建

筑

設(shè)

計(jì)

施

工

協(xié)

同機(jī)

制

研

究周

錦

彬校內(nèi)導(dǎo)師姓名、職稱(chēng)：馮為民教授校外導(dǎo)師姓名、職稱(chēng)：

張廣志教授級(jí)高級(jí)工程師學(xué)科(專(zhuān)業(yè))或領(lǐng)域名稱(chēng)：學(xué)

生

所

屬

學(xué)

院：論

文

答

辯

日

期：建筑與土木工程土木與交通工程學(xué)院2019

年

5

月

25

日萬(wàn)方數(shù)據(jù)廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文A

Dissertation

Submitted

to

Guangdong

University

of

Technologyfor

the

Degree

of

Master（Master

of

Engineering）Research

on

Collaborative

Mechanism

ofPrefabricated

Building

Design

and

Construction

Basedon

BIMCandidate:

Zhou

JinbinSupervisor:

Prof.Feng

WeiminMay

2019School

of

Civil

and

Transportation

EngineeringGuangdong

University

of

TechnologyGuangzhou,

Guangdong,

P.R.China,

510006萬(wàn)方數(shù)據(jù)摘要摘

要目前裝配式建筑在國(guó)家政策的支持下，正在快速地發(fā)展，但在發(fā)展過(guò)程中仍存在各種問(wèn)題。由于設(shè)計(jì)階段各參與方信息不共享，導(dǎo)致了設(shè)計(jì)階段構(gòu)件拆分不合理與構(gòu)件深化設(shè)計(jì)精度低等問(wèn)題，施工過(guò)程中的設(shè)計(jì)變更較多，設(shè)計(jì)成果難以滿(mǎn)足施工的要求，影響現(xiàn)場(chǎng)的進(jìn)度、質(zhì)量以及結(jié)構(gòu)的安全性。在施工階段，裝配式建筑大部分采用穿插流水作業(yè)，但其中的計(jì)劃的合理性難以進(jìn)行分析；同時(shí)由于信息沒(méi)有進(jìn)行實(shí)時(shí)共享，施工方、運(yùn)輸方、構(gòu)件廠三方之間的進(jìn)度計(jì)劃難以進(jìn)行快速調(diào)整，進(jìn)而導(dǎo)致計(jì)劃間的沖突。由于各部門(mén)間相互獨(dú)立，在質(zhì)量安全管理過(guò)程中，沒(méi)有進(jìn)行信息共享導(dǎo)致重復(fù)性工作增多。因此需要建立協(xié)同機(jī)制來(lái)組織各參與方進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)以及施工階段計(jì)劃與信息。本文在

BIM

理論與協(xié)同理論研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)裝配式建筑的特點(diǎn)與主要協(xié)同參與方，進(jìn)行設(shè)計(jì)施工的協(xié)同框架設(shè)計(jì)，對(duì)各參與方參與設(shè)計(jì)的時(shí)間、工作任務(wù)、信息的傳遞方向等進(jìn)行了說(shuō)明。在設(shè)計(jì)階段，對(duì)主要參與方及其任務(wù)的進(jìn)行說(shuō)明，分析其中與協(xié)同相關(guān)的主要工作，即構(gòu)件的拆分與深化工作，并進(jìn)行設(shè)計(jì)階段協(xié)同架構(gòu)的設(shè)計(jì)，再進(jìn)行各工作的協(xié)同流程設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行

BIM

應(yīng)用方案的設(shè)計(jì)，解決構(gòu)件受限問(wèn)題，為施工階段的工作進(jìn)展提供便利。同理在施工階段也對(duì)主要參與方及其任務(wù)進(jìn)行分析，把其中與協(xié)同相關(guān)的工作進(jìn)行協(xié)同架構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)其中的主要工作進(jìn)行協(xié)同流程設(shè)計(jì)與

BIM

應(yīng)用方案的設(shè)計(jì)，一方面進(jìn)行施工總包方內(nèi)部不同專(zhuān)業(yè)間穿插流水作業(yè)的受限分析，以及與物流單位、生產(chǎn)單位等參與方計(jì)劃的外部協(xié)同；另一方面建立質(zhì)量安全協(xié)同管理流程，使安全與質(zhì)量管理則在進(jìn)度管理的基礎(chǔ)上進(jìn)行，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的材料質(zhì)量與施工質(zhì)量進(jìn)行集成化管理，并利用傳感器技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的智能化監(jiān)控，這個(gè)過(guò)程減少了很多重復(fù)性工作，提高了現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量安全管理的效率。最后通過(guò)實(shí)際案例對(duì)上述協(xié)同機(jī)制進(jìn)行分析，驗(yàn)證有效性與可行性。研究表明基于

BIM

的裝配式建筑設(shè)計(jì)施工協(xié)同機(jī)制設(shè)計(jì)，能協(xié)調(diào)各參與方解決設(shè)計(jì)階段構(gòu)件拆分不合理與深化設(shè)計(jì)精度不足的問(wèn)題，在施工階段，利用

4D

仿真技術(shù)能進(jìn)行施工方內(nèi)部各專(zhuān)業(yè)間穿插流水作業(yè)的受限分析，發(fā)現(xiàn)其不合理之處，結(jié)合二維碼技術(shù)與云平臺(tái)可協(xié)調(diào)施工方、構(gòu)件廠與物流單位三方的進(jìn)度計(jì)劃，同時(shí)能I萬(wàn)方數(shù)據(jù)廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文提高現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量與安全的管理效率。關(guān)鍵詞：BIM；裝配式建筑；協(xié)同機(jī)制；構(gòu)件拆分；計(jì)劃協(xié)同II萬(wàn)方數(shù)據(jù)AbstractAbstractAt

present,

prefabricated

buildings

are

rapidly

developed

with

the

support

ofnational

policies,

but

various

problems

still

exist

in

the

development

process.

Due

to

thefact

that

the

information

of

the

participants

in

the

design

phase

is

not

shared,

theunreasonable

component

splitting

in

the

design

phase

and

the

low

design

accuracy

of

thecomponent

deepening

are

caused.

There

are

many

design

changes

during

the

constructionprocess,

and

the

design

results

are

difficult

to

meet

the

construction

requirements,affecting

the

progress

of

the

on-site

Quality

and

structural

safety.

In

the

constructionstage,

most

of

the

prefabricated

buildings

use

interspersed

flow,

but

the

rationality

of

theplan

is

difficult

to

analyze.

At

the

same

time,

because

the

information

is

not

shared

inreal

time,

the

schedule

between

the

construction

party,

the

transporter

and

the

componentfactory

is

difficult

to

carry

out

quickly

and

adjust,

which

in

turn

lead

to

conflicts

betweenplans.

Since

the

departments

are

independent

of

each

other,

in

the

process

of

quality

andsafety

management,

no

information

sharing

leads

to

an

increase

in

repetitive

work.Therefore,

it

is

necessary

to

establish

a

synergy

mechanism

to

organize

the

collaborativedesign

and

construction

phase

planning

and

information

of

each

participant.Based

on

the

research

of

BIM

theory,

synergy

theory

and

the

characteristics

ofprefabricated

buildings

and

the

main

synergistic

participants,

this

paper

carries

out

thecollaborative

framework

design

of

design

and

construction,

and

participates

in

the

designtime,

work

tasks

and

information

transmission

direction

of

each

participant.

Etc.

In

thedesign

stage,

explain

the

main

participants

and

their

tasks,

analyze

the

main

work

relatedto

the

synergy,

which

is

the

splitting

and

deepening

of

the

components,

and

design

thecollaborative

structure

in

the

design

phase,

and

then

carry

out

the

collaborative

processdesign

of

each

work.

Finally,

the

design

of

the

BIM

application

method

is

carried

out

tosolve

the

problem

of

component

limitation,

which

facilitates

the

work

progress

in

theconstruction

phase.

In

the

same

stage,

the

main

participants

and

their

tasks

are

analyzedin

the

construction

stage,

and

the

collaborative

work

is

designed

in

synergy.

The

mainIII萬(wàn)方數(shù)據(jù)廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文work

is

the

collaborative

process

design

and

BIM

application

design.

Limited

analysis

ofinterspersed

flow

operations

between

different

professions

within

the

party,

and

externalcoordination

with

the

participants

of

the

logistics

unit,

production

unit,

etc.;

on

the

otherhand,

establishing

a

quality

and

safety

collaborative

management

process,

so

that

safetyand

quality

management

are

based

on

schedule

management

Conducting,

integratedmanagement

of

on-site

material

quality

and

construction

quality,

and

using

sensortechnology

for

on-site

intelligent

monitoring,

this

process

reduces

many

repetitive

tasksand

improves

the

efficiency

of

on-site

quality

and

safety

management.

Finally,

the

abovecollaborative

mechanism

is

analyzed

through

actual

cases

to

verify

the

effectiveness

andfeasibility.The

research

shows

that

the

BIM-based

collaborative

building

design

andconstruction

coordination

mechanism

design

can

coordinate

the

problems

of

theparticipants

in

solving

the

unreasonable

component

splitting

and

deepening

the

designprecision

in

the

design

stage.

In

the

construction

stage,

the

4D

simulation

technology

canbe

used

to

carry

out

the

internal

professional

of

the

construction.

The

limited

analysis

ofthe

interpenetrating

flow

operation

finds

that

it

is

unreasonable.

The

two-dimensionalcode

technology

and

the

cloud

platform

can

coordinate

the

schedule

of

the

constructionparty,

the

component

factory

and

the

logistics

unit,

and

at

the

same

time

improve

theon-site

quality

and

safety

management

efficiency.Key

words:

BIM;

fabricated

building;

collaborative

mechanism;

component

splitting;planning

synergyIV萬(wàn)方數(shù)據(jù)ClicktoeditMastertitlestyleClicktoeditMastersubtitlestyleClicktoeditMastertitlestyleClicktoeditMastersubtitlestyleClicktoeditMastertitlestyleClicktoeditMastersubtitlestyleClicktoeditMastertitlestyleClicktoeditMastersubtitlestyleClicktoeditMastertitlestyleClicktoeditMastersubtitlestyleClicktoeditMastertitlestyleClicktoeditMastersubtitlestyle第一章

緒論第一章

緒論1.1

研究背景1.1.1

推廣裝配式建筑的必要性近年來(lái)，隨著我國(guó)建筑業(yè)的發(fā)展，建筑的規(guī)模也越來(lái)越大，工期與質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，同時(shí)建筑工人的成本也變得越來(lái)越高；另一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的生產(chǎn)模式造成大量資源浪費(fèi)與環(huán)境污染，不符合國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，因此傳統(tǒng)建筑粗放式的生產(chǎn)模式已不能再滿(mǎn)足社會(huì)發(fā)展的需求了。裝配式建筑的出現(xiàn)正好改變這一困境，裝配式建筑具有工廠化生產(chǎn)，機(jī)械化水平高，施工質(zhì)量好等特點(diǎn)，裝配式建筑的發(fā)展可引導(dǎo)建筑業(yè)朝著精細(xì)化、信息化、工業(yè)化的方向發(fā)展，提供裝配式建筑的整體效益，并推動(dòng)建筑業(yè)的發(fā)展。目前裝配式建筑的推廣已列入國(guó)家的發(fā)展戰(zhàn)略中，國(guó)家住建部在《建筑業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中提到，在

2020

年實(shí)現(xiàn)我國(guó)裝配式建筑占新建建筑的

15%，同時(shí)各省市都出臺(tái)了相應(yīng)的裝配式建筑的推廣政策，其中珠海市出臺(tái)了相應(yīng)的政策，在裝配式建筑施工到建筑層數(shù)的三分之一的時(shí)候，即可申請(qǐng)預(yù)售。我國(guó)處于生態(tài)文明建設(shè)與新型城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略布局的關(guān)鍵時(shí)期，大力發(fā)展裝配式建筑，對(duì)于建筑領(lǐng)域的節(jié)能減排和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，具有重大的意義。1.1.2

裝配式建筑的發(fā)展障礙發(fā)展裝配式建筑刻不容緩，但目前裝配式建筑的發(fā)展仍然比較緩慢。由于其成本與傳統(tǒng)的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)建筑相比，相對(duì)較高，阻礙著裝配式建筑的發(fā)展。筆者總結(jié)了目前裝配式建筑主要存在著以下問(wèn)題：（1）標(biāo)準(zhǔn)化程度低目前我國(guó)裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化程度較低，工程項(xiàng)目之間都是相互獨(dú)立，戶(hù)型、構(gòu)件、模具都是針對(duì)于原項(xiàng)目不能延伸到其他項(xiàng)目，造成目前裝配式建筑的構(gòu)件重復(fù)使用率低，構(gòu)件廠對(duì)不同的項(xiàng)目需要對(duì)模具進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，使裝配式建筑的成本居高不下。要保證裝配式建筑的技術(shù)可行性與經(jīng)濟(jì)合理性，亟需采用標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)方1萬(wàn)方數(shù)據(jù)廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)位論文法，做到“少規(guī)格，多組合”，這是裝配式建筑設(shè)計(jì)的主要依據(jù)之一，減少構(gòu)件的種類(lèi)以及提高模具的重復(fù)使用率，有利于提高構(gòu)件的生產(chǎn)制造與施工的效率，進(jìn)而降低造價(jià)。（2）設(shè)計(jì)深化精細(xì)化程度低傳統(tǒng)的構(gòu)件設(shè)計(jì)都采用

CAD

二維的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于二維形式對(duì)人員的三維想象能力要求較高，因此當(dāng)構(gòu)件生產(chǎn)人員素質(zhì)不夠時(shí)，容易出現(xiàn)對(duì)圖紙理解的錯(cuò)誤，導(dǎo)致生產(chǎn)出來(lái)的構(gòu)件廢棄。另一方面由于在二維圖紙中難以發(fā)現(xiàn)在設(shè)計(jì)過(guò)程中管線碰撞問(wèn)題，建筑、結(jié)構(gòu)、電氣等專(zhuān)業(yè)都相互獨(dú)立。構(gòu)件的深化設(shè)計(jì)缺少對(duì)其他專(zhuān)業(yè)的考慮，如結(jié)構(gòu)開(kāi)洞與管線、螺栓等的預(yù)埋導(dǎo)致了后期裝修過(guò)程要進(jìn)行開(kāi)洞和管線開(kāi)槽，最終影響結(jié)構(gòu)的受力，可能會(huì)產(chǎn)生安全隱患。（3）構(gòu)件拆分不合理裝配式構(gòu)件拆分是設(shè)計(jì)過(guò)程中十分重要的環(huán)節(jié)，但目前構(gòu)件的拆分只是僅僅滿(mǎn)足規(guī)范要求基礎(chǔ)上進(jìn)行拆分，并沒(méi)有真正考慮到后續(xù)的構(gòu)件生產(chǎn)、施工、安裝過(guò)程的可行性與便利性。在實(shí)際中，構(gòu)件的拆分不僅僅是技術(shù)工作，也應(yīng)包括對(duì)約束條件的調(diào)研與經(jīng)濟(jì)性分析。拆分工作應(yīng)當(dāng)需要建筑、結(jié)構(gòu)、工廠、運(yùn)輸、安裝各環(huán)節(jié)的技術(shù)人員進(jìn)行協(xié)同完成。如建筑的外立面構(gòu)件拆分除了滿(mǎn)足建筑藝術(shù)與功能需求外，同時(shí)還應(yīng)滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)、制作、運(yùn)輸、成本等因素，考慮結(jié)構(gòu)的合理性、施工可行性與經(jīng)濟(jì)可行性。（4）信息傳遞不及時(shí)在目前裝配式建筑中，由于各參與方之間都是在各自操作系統(tǒng)上完成模型的繪制，需要他們相互傳遞信息模型，最終合成到統(tǒng)一的模型中才能比較系統(tǒng)地觀察模型中的碰撞問(wèn)題。若模型較大，那么需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能完成碰撞工作，在這個(gè)過(guò)程中將浪費(fèi)很多時(shí)間；同時(shí)當(dāng)公司上層領(lǐng)導(dǎo)需了解現(xiàn)場(chǎng)的進(jìn)度，并安裝

BIM

軟件與接收技術(shù)人員傳遞過(guò)來(lái)的模型，很大程度上降低了工作效率。另一方面構(gòu)件廠、物流單位對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的情況不了解，也導(dǎo)致了生產(chǎn)計(jì)劃與物流計(jì)劃的誤差，構(gòu)件生產(chǎn)過(guò)快將導(dǎo)致庫(kù)存壓力增加，生產(chǎn)過(guò)慢則滿(mǎn)足不了現(xiàn)場(chǎng)施工需求。因此，各參與方需要實(shí)時(shí)地了解現(xiàn)場(chǎng)的信息。（5）工人專(zhuān)業(yè)化程度低當(dāng)前裝配式建筑仍處于發(fā)展階段，很多工人仍局限于現(xiàn)澆建筑的施工，想要實(shí)現(xiàn)工藝的轉(zhuǎn)變不是一蹴而就的事。很多工人不熟悉工藝流程，導(dǎo)致工作效率低下，2萬(wàn)方數(shù)據(jù)第一章

緒論有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)嚴(yán)重性錯(cuò)誤，影響結(jié)構(gòu)的受力進(jìn)而出現(xiàn)建筑的安全問(wèn)題。因此在新的工藝標(biāo)準(zhǔn)前，也應(yīng)對(duì)建筑工人進(jìn)行培訓(xùn)上崗，提高他們的工作效率，減少安全隱患的發(fā)生。1.1.3

應(yīng)用

BIM

技術(shù)的必要性（1）有利于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化裝配式建筑急需進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)，提高裝配式構(gòu)件的重復(fù)性，降低各參與方的成本，進(jìn)而降低裝配式建筑的整體成本，由于裝配式建筑含有大量的信息，所以采用傳統(tǒng)的人工方式進(jìn)行整合，容易出現(xiàn)問(wèn)題。在

BIM

云平臺(tái)中利用

BIM

模型進(jìn)行信息與數(shù)據(jù)的共享，有利于構(gòu)件與戶(hù)型的設(shè)計(jì)，以及標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)則的制定[1]。（2）有利于生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化裝配式建筑對(duì)構(gòu)件的設(shè)計(jì)精度要求高，而傳統(tǒng)的技術(shù)，基于

CAD

圖紙的構(gòu)件深化，由于可視化程度低，難免會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤與誤差。而利用

BIM

技術(shù)建立的模型可將信息完整地傳遞給操作人員以及可直接把數(shù)據(jù)倒入構(gòu)件生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備，使構(gòu)件的生產(chǎn)精度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，有利于實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的生產(chǎn)工廠化。（3）有利于施工安裝裝配化由于裝配式建筑在近年來(lái)開(kāi)始興起，建筑工人在裝配式建筑的施工經(jīng)驗(yàn)方面仍然比較欠缺，基于傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)的圖紙的交底已難以進(jìn)行說(shuō)明。運(yùn)用

BIM

技術(shù)能以三維的形式顯示構(gòu)件間的搭接關(guān)系，有利于施工安裝裝配化。（4）有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的集成化裝配式建筑對(duì)構(gòu)件的準(zhǔn)確性與精度要求高，需要設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工之間具有統(tǒng)一性與系統(tǒng)性。目前，在建筑項(xiàng)目的壽命周期內(nèi)，從組織流程看，建筑的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與施工的管理是相互分離的，這種不連續(xù)性導(dǎo)致了建筑業(yè)上下游之間的信息不能進(jìn)行有效地傳遞，阻礙著建筑的發(fā)展[2]。各階段參與方之間的集成化管理，必將會(huì)促進(jìn)裝配式建筑的發(fā)展。BIM

模型作為集成化工程項(xiàng)目的信息模型，可為各參與方提供信息交流的平臺(tái)，能及時(shí)獲取各參與方之間的需求與信息，對(duì)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工進(jìn)行模數(shù)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)整合。3萬(wàn)方數(shù)據(jù)廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)位論文1.2

國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1

BIM

協(xié)同方面的研究BIM

概念是由美國(guó)喬治亞技術(shù)學(xué)院的

Chuck

Eastman

教授提出來(lái)的[3]。BIM

不僅僅是技術(shù)應(yīng)用，BIM

模型中包含大量的工程信息，同時(shí)也是信息資源管理的中心。信息處理過(guò)程中具有高度的協(xié)同性，因此也是各參與方之間協(xié)同的平臺(tái)。（1）國(guó)外

BIM

協(xié)同研究現(xiàn)狀技術(shù)應(yīng)用方面，信息的協(xié)同需要不同模型之間進(jìn)行交互，由于不同的模型是由不同的軟件建立，因此模型與模型之間的交互需要定義統(tǒng)一的交互標(biāo)準(zhǔn)。在

1995年

Building

SMART

聯(lián)盟提出

IFC

標(biāo)準(zhǔn)，作為建筑環(huán)境下不同軟件之間交互與開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)。Nour

基于中央服務(wù)器各方工作空間的研究中，指出了在

BIM

模型環(huán)境下，采用

IFC

標(biāo)準(zhǔn)將減少各參與方之間的協(xié)同難度與提高項(xiàng)目的整體效益[4]。Plume

等對(duì)基于共享

IFC

建筑的不同專(zhuān)業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)進(jìn)行了討論，主要是設(shè)計(jì)流程的技術(shù)操作問(wèn)題[5]。IPD

模式方面，IPD

模式即項(xiàng)目的綜合交付模式，該模式的主要優(yōu)勢(shì)在于在項(xiàng)目初期各參與方提前加入，提供他們的建議與智慧。Amanda

指出

IPD

模式在設(shè)計(jì)施工過(guò)程中的三個(gè)障礙，分別是便利性、保障、合同，并提出了其各自的解決方案[6]。Yong-wooKim

等指出

IPD

模式的實(shí)現(xiàn)需要五個(gè)關(guān)鍵因素，分別是組織、文化、BIM技術(shù)、合同與精益建設(shè)、各因素之間相互影響、相互增強(qiáng)[7]。Sacks

等構(gòu)建

BIM

技術(shù)與精益建造的交互矩陣，通過(guò)分析指出

BIM

技術(shù)對(duì)于

IPD

模式的實(shí)施具有很大的影響，是實(shí)現(xiàn)

IPD

模式必不可少的條件[8]。BIM

在工程領(lǐng)域中的應(yīng)用方面，Khanzode

將

BIM

與

VDC(Virtual

Design

andConstruction)

結(jié)合應(yīng)用于機(jī)電管線的檢查流程中[9]。Dossick

等介紹了

BIM

技術(shù)在MEP

中的應(yīng)用情況，以及

BIM

對(duì)協(xié)同工作的影響，通過(guò)對(duì)多個(gè)項(xiàng)目的調(diào)查與分析，得出

BIM

在項(xiàng)目應(yīng)用過(guò)程中，通常是技術(shù)上緊密結(jié)合，而組織上分離[10]。Poerschke等對(duì)不同專(zhuān)業(yè)間的協(xié)同進(jìn)行了研究，提出了基于

BIM

技術(shù)的設(shè)計(jì)階段信息收集、分析、協(xié)同的方法[11]。Sebastian

等將

BIM

技術(shù)的協(xié)同的關(guān)鍵總結(jié)成五點(diǎn)：工程信息共享、組織角色的協(xié)同、協(xié)作環(huán)境的創(chuàng)建、參考數(shù)據(jù)的結(jié)合、工作流程間的協(xié)同[12]。（2）國(guó)內(nèi)

BIM

協(xié)同研究現(xiàn)狀4萬(wàn)方數(shù)據(jù)第一章

緒論國(guó)內(nèi)

BIM

協(xié)同研究方面，清華大學(xué)馬智亮等基于國(guó)外的

IPD

項(xiàng)目案例，并結(jié)合項(xiàng)目案例的特征，分析了項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中與信息利用相關(guān)的角色、活動(dòng)等，建立了基于

BIM

的

IPD

模式下的信息管理框架[13]。滿(mǎn)慶鵬將

BIM

技術(shù)與普適計(jì)算結(jié)合，研究施工過(guò)程中的信息之間的交互與共享，以及對(duì)項(xiàng)目施工過(guò)程中的需求分析，最后建立了基于

BIM

和普適計(jì)算的施工協(xié)同管理的系統(tǒng)架構(gòu)[14]。郭俊禮等探索了

BIM在

IPD

項(xiàng)目中各階段的應(yīng)用，并闡述了各階段

BIM

應(yīng)用方法與建模方法，給

BIM與

IPD

模式的管理應(yīng)用提供基礎(chǔ)[15]。李明瑞等為了給后續(xù)的信息管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)提供基礎(chǔ)，把知識(shí)集成理論與

BIM

技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，構(gòu)建了信息集成管理的協(xié)同模型[16]。陳杰等將

BIM

技術(shù)與云計(jì)算結(jié)合，應(yīng)用于工程項(xiàng)目的協(xié)同設(shè)計(jì)中，構(gòu)建了基于云端的協(xié)同平臺(tái)，同時(shí)也給出了云平臺(tái)下的

BIM

實(shí)施方案，并通過(guò)實(shí)際案例論述該平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，最后指出

BIM

技術(shù)與云計(jì)算技術(shù)是工程項(xiàng)目協(xié)同中強(qiáng)大的支撐[17]。李犁等研究了基于

BIM

技術(shù)的云平臺(tái)的信息協(xié)同管理，提出

BIM

云臺(tái)能實(shí)現(xiàn)各參與方、部分、專(zhuān)業(yè)之間的協(xié)同，是各方之間協(xié)同的基礎(chǔ)[18]。高興華等針對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的問(wèn)題與障礙，提出了設(shè)計(jì)階段的

BIM

協(xié)同流程與方法[19]。1.2.2

BIM

在裝配式建筑的研究（1）BIM

技術(shù)在裝配式建筑國(guó)外研究在國(guó)外，Dong-Yuel

等在

2011

年，提出了采用

BIM

技術(shù)進(jìn)行裝配式木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了建筑的模塊化設(shè)計(jì)，并很好地進(jìn)行錯(cuò)誤分析，給設(shè)計(jì)者帶來(lái)了很大的便利[20]。Chau

等利用

BIM

技術(shù)對(duì)裝配式建筑的施工進(jìn)度管理進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，使整個(gè)過(guò)程可視化程度高[21]。Hamid

等把

RFID

技術(shù)與

3D

掃描技術(shù)運(yùn)用到裝配式建筑現(xiàn)場(chǎng)材料的實(shí)時(shí)信息管理，提高現(xiàn)場(chǎng)的管理效率[22]。Motamedi

A

和

Hammad

A

也提出了運(yùn)用

RFID

技術(shù)把建筑構(gòu)建的信息存儲(chǔ)起來(lái)，達(dá)到每個(gè)建筑部品構(gòu)件的數(shù)據(jù)信息都在建筑的壽命周期內(nèi)傳遞與共享[23]。KahnS

等人根據(jù)智能手機(jī)能實(shí)時(shí)處理信息的功能，利用

RFID

技術(shù)、BIM

技術(shù)與移動(dòng)終端的結(jié)合，進(jìn)一步增強(qiáng)了

BIM

模型與現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)環(huán)境的聯(lián)系，提高現(xiàn)場(chǎng)的管理效率[24]。Pentti

等針對(duì)施工階段，利用傳感技術(shù)與信息模型的優(yōu)化作用，提出建造自動(dòng)化，并分析了傳感器在其中的作用[25]。（2）BIM

技術(shù)在裝配式建筑國(guó)內(nèi)研究在國(guó)內(nèi)，夏海兵針對(duì)上海某裝配式項(xiàng)目的

BIM

技術(shù)應(yīng)用過(guò)程進(jìn)行了闡述，分別5萬(wàn)方數(shù)據(jù)廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)位論文對(duì)初步設(shè)計(jì)、深化設(shè)計(jì)、施工等階段進(jìn)行應(yīng)用分析介紹[26]。齊寶庫(kù)等運(yùn)用

BIM

技術(shù)對(duì)裝配建筑進(jìn)行生命周期管理，包括設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、建造等環(huán)節(jié)[27]。于龍飛等提出了裝配式建筑集成建造系統(tǒng)的概念，并闡述了其總體框架與其中的關(guān)鍵技術(shù)，以及其分系統(tǒng)與支撐體系的設(shè)計(jì)[28]。韓進(jìn)宇針對(duì)裝配式建筑構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化程度低、成本高的問(wèn)題，利用

BIM

技術(shù)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，并應(yīng)用案例進(jìn)行分析，提高了建筑構(gòu)件的使用率[2]。楊新等針對(duì)目前裝配式建筑信息集成化程度低的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)出裝配式建筑協(xié)同管理系統(tǒng)，貫穿裝配式建筑設(shè)計(jì)、加工、施工等過(guò)程，為各參與方提供了設(shè)計(jì)提資、資料管理、溝通協(xié)調(diào)等需求的協(xié)同平臺(tái)[29]。1.2.3

工程領(lǐng)域協(xié)同機(jī)制的研究與其他領(lǐng)域相比，工程領(lǐng)域的協(xié)同機(jī)制方面的研究起步較晚且成果較少。Sakal等提出了在工程項(xiàng)目中運(yùn)用多參與方聯(lián)盟的方式取代傳統(tǒng)的合同關(guān)系，將會(huì)使工程項(xiàng)目利益達(dá)到最大化[30]。Akintan

等認(rèn)為在工程項(xiàng)目中各參與方關(guān)系質(zhì)量的好壞直接影響著項(xiàng)目完成后的質(zhì)量效果，通過(guò)綜合交付理論與計(jì)劃者體系研究，最終構(gòu)建了傳統(tǒng)工程項(xiàng)目總包與各分包單位間的協(xié)同機(jī)制，提高了各方之間的工作質(zhì)量[31]。Sun等分析了各參與方信息管理的必要性，構(gòu)建了施工方、業(yè)主、設(shè)計(jì)方、監(jiān)理方的信息協(xié)同機(jī)制與協(xié)同網(wǎng)絡(luò)，并分析了不同參與方在各階段信息傳遞途徑[32]。Das

等為了解決建筑各參與方數(shù)據(jù)共享困難與數(shù)據(jù)異質(zhì)性問(wèn)題，提出了以

Web

服務(wù)為基礎(chǔ)的建筑供應(yīng)鏈信息協(xié)同機(jī)制[33]。姜騰騰等指出工程項(xiàng)目是一個(gè)復(fù)雜的、多利益參與方的綜合項(xiàng)目，為解決項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中各流程協(xié)調(diào)不暢所引起的信息孤島問(wèn)題，構(gòu)建了建筑工程協(xié)同模型，并全面分析其運(yùn)行機(jī)制，為提高項(xiàng)目的效率提供了基礎(chǔ)[34]。李興密等分析了大型項(xiàng)目中政府、企業(yè)與消費(fèi)者之間的博弈關(guān)系，構(gòu)建了大型項(xiàng)目生命周期中的協(xié)同模型，并闡述了該協(xié)同模型的運(yùn)行機(jī)制[35]。周敏等通過(guò)演化博弈的方法，構(gòu)建了建筑產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中的政府、科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)等三大主題的知識(shí)、創(chuàng)新、利益與關(guān)系四方面的協(xié)同機(jī)制[36]。壽文池針對(duì)項(xiàng)目建設(shè)管理過(guò)程中基于

BIM

的協(xié)同不足，提出了基于

BIM

的各參與方的宏觀協(xié)同機(jī)制與微觀協(xié)同機(jī)制，并分析不同采購(gòu)模式下各參與方的任務(wù)與協(xié)同路徑[37]。以上建筑過(guò)程領(lǐng)域的協(xié)同機(jī)制文獻(xiàn)分析，主要都是針對(duì)一般建筑項(xiàng)目的建設(shè)過(guò)程中各參與方間的協(xié)同，側(cè)重與信息共享與信息協(xié)同機(jī)制方面，對(duì)于工程項(xiàng)目主要參與方以及針對(duì)裝配式建筑協(xié)同機(jī)制方面的研究較少。6萬(wàn)方數(shù)據(jù)第一章

緒論1.2.4

研究現(xiàn)狀分析通過(guò)以上文獻(xiàn)分析，可以得出目前國(guó)內(nèi)外

BIM

技術(shù)在協(xié)同管理方面主要是在技術(shù)層面的

IFC

標(biāo)準(zhǔn)信息交互的研究，作為各專(zhuān)業(yè)之間數(shù)據(jù)傳遞的基礎(chǔ)支撐，這方面的研究也逐漸增多。BIM

協(xié)同方面的研究主要集中在

IPD

模式與協(xié)同云平臺(tái)、BIM實(shí)施應(yīng)用方面。關(guān)于

IPD

模式的研究，主要關(guān)于各參與方合作方式、激勵(lì)機(jī)制、合同、組織關(guān)系的構(gòu)建，確保

IPD

模式實(shí)施的研究。BIM

云平臺(tái)方面的研究主要講述了云平臺(tái)在項(xiàng)目管理中的優(yōu)勢(shì)，根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際特點(diǎn)與需求，結(jié)合云計(jì)算技術(shù)進(jìn)行協(xié)同平臺(tái)的搭建。BIM

應(yīng)用方面主要體現(xiàn)在運(yùn)用

BIM

的模擬特性、可視化性、優(yōu)化性等特點(diǎn)進(jìn)行項(xiàng)目的進(jìn)度、質(zhì)量、安全等方面的管理應(yīng)用，目前與項(xiàng)目結(jié)合的效益結(jié)合得比較好，主要是管線綜合、可視化交底方面的應(yīng)用。BIM

技術(shù)在裝配式建筑的方面的研究除了以上研究之外，主要是集中于

RFID

技術(shù)、二維碼技術(shù)與構(gòu)件結(jié)合，對(duì)構(gòu)件與物料進(jìn)行跟蹤管理，以及對(duì)裝配式建筑的模塊化設(shè)計(jì)研究，提高構(gòu)件的使用率，提高生產(chǎn)與施工效率。通過(guò)協(xié)同機(jī)制文獻(xiàn)分析，主要都是針對(duì)一般建筑項(xiàng)目的建設(shè)過(guò)程中各參與方間的協(xié)同，側(cè)重于信息共享與信息協(xié)同機(jī)制方面。通過(guò)對(duì)

BIM

協(xié)同方面、BIM

在裝配式建筑方面的研究發(fā)現(xiàn)，關(guān)于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的協(xié)同機(jī)制不多，同時(shí)缺少基于

BIM

技術(shù)的裝配式建筑各階段與各參與方之間的協(xié)同機(jī)制方面的研究，體系設(shè)計(jì)、協(xié)同流程仍然不足，以及對(duì)于如何進(jìn)行系統(tǒng)性解決裝配式建筑中PC

構(gòu)件的構(gòu)件拆分問(wèn)題與構(gòu)件深化設(shè)計(jì)問(wèn)題，怎樣協(xié)調(diào)好各參與方之間的受限因素。本研究將針對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行裝配式建筑設(shè)計(jì)與施工協(xié)同機(jī)制的研究研究，以期解決生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工等過(guò)程中的不協(xié)調(diào)的問(wèn)題。1.3

研究目標(biāo)與意義1.3.1

研究目標(biāo)通過(guò)

BIM

技術(shù)與協(xié)同管理理論相結(jié)合，進(jìn)行裝配式建筑設(shè)計(jì)施工的協(xié)同體系、流程與

BIM

的應(yīng)用方案的設(shè)計(jì)，致力于解決裝配式建筑在構(gòu)件設(shè)計(jì)受限、拆分與構(gòu)件深化問(wèn)題，協(xié)調(diào)各參與方在構(gòu)件生產(chǎn)、構(gòu)件運(yùn)輸、構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)安裝施工之間的矛盾。從理論和應(yīng)用角度來(lái)說(shuō)，本文的研究目標(biāo)包括以下方面：（1）設(shè)計(jì)階段協(xié)同方案與

BIM

實(shí)現(xiàn)方法的設(shè)計(jì)。進(jìn)行協(xié)同流程與

BIM

應(yīng)用方7萬(wàn)方數(shù)據(jù)廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)位論文案設(shè)計(jì)，解決構(gòu)件在設(shè)計(jì)階段中的構(gòu)件拆分、深化與構(gòu)件的生產(chǎn)、運(yùn)輸以及施工不協(xié)調(diào)的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)各參與方信息共享，相互之間了解各自需求，使設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)過(guò)程中充分考慮生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工的限制要求，減少后期構(gòu)件生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工等過(guò)程的沖突與返工，節(jié)約各參與方的時(shí)間。（2）施工階段協(xié)同方案與

BIM

應(yīng)用方法的設(shè)計(jì)。進(jìn)行協(xié)同方案的設(shè)計(jì)，解決裝配式建筑各參與方進(jìn)度計(jì)劃間的沖突，實(shí)現(xiàn)各參與方計(jì)劃的聯(lián)動(dòng)性。實(shí)時(shí)跟蹤各參與方間進(jìn)度計(jì)劃與實(shí)際進(jìn)度的動(dòng)態(tài)，驗(yàn)證計(jì)劃的合理性，以及預(yù)測(cè)未來(lái)計(jì)劃的變化，進(jìn)行快速地調(diào)整計(jì)劃，避免出現(xiàn)產(chǎn)量不足或產(chǎn)量過(guò)剩的現(xiàn)象，提高產(chǎn)地的周轉(zhuǎn)效率。（3）提高現(xiàn)場(chǎng)的施工信息化水平。由于目前建筑項(xiàng)目的規(guī)模越來(lái)越大，現(xiàn)場(chǎng)的組織協(xié)調(diào)管理難度大，傳統(tǒng)的施工工地信息化管理水平較低、管理效率低、工作量大，難以滿(mǎn)足建筑發(fā)展的要求，急需提高施工現(xiàn)場(chǎng)的信息化管理水平。（4）實(shí)施方法與效果分析。通過(guò)案例分析驗(yàn)證設(shè)計(jì)與施工協(xié)同方案與

BIM

實(shí)現(xiàn)方法的可行性，證明該協(xié)同機(jī)制能解決裝配式建筑構(gòu)件拆分、深化以及各參與方間的計(jì)劃聯(lián)動(dòng)性等問(wèn)題，具有一定的工程價(jià)值。1.3.2

研究意義基于

BIM

技術(shù)的裝配式建筑設(shè)計(jì)施工協(xié)同機(jī)制的研究具有鮮明的時(shí)代特點(diǎn)，使得設(shè)計(jì)流程從根本上得到優(yōu)化，從設(shè)計(jì)就開(kāi)始把影響生產(chǎn)施工過(guò)程的因素提前考慮進(jìn)去，同時(shí)采用現(xiàn)代化、信息化的手段去解決傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)施工問(wèn)題，提高設(shè)計(jì)與施工的效率，節(jié)約成本，解決設(shè)計(jì)施工之間斷層、信息不流通的現(xiàn)象，具有以下幾點(diǎn)意義：（1）

優(yōu)化設(shè)計(jì)流程傳統(tǒng)的裝配式建筑項(xiàng)目各參與方在業(yè)主進(jìn)行招標(biāo)之后再進(jìn)入到項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程，當(dāng)施工方、構(gòu)件廠方、物流方進(jìn)入到項(xiàng)目時(shí)，設(shè)計(jì)任務(wù)已完成，各參與方?jīng)]有加入到設(shè)計(jì)過(guò)程，導(dǎo)致設(shè)計(jì)與后期施工之間脫節(jié)，而本文在裝配式建筑項(xiàng)目在方案設(shè)計(jì)階段就讓構(gòu)件廠加入到設(shè)計(jì)中，在初步設(shè)計(jì)階段施工方與物流方也加入到項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中，給設(shè)計(jì)提供建議，從根本上改善了傳統(tǒng)過(guò)的設(shè)計(jì)流程。（2）提高設(shè)計(jì)的效率目前裝配式建筑的設(shè)計(jì)仍然是基于二維圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)，信息之間難以進(jìn)行貢獻(xiàn)，8萬(wàn)方數(shù)據(jù)第一章

緒論設(shè)計(jì)效率低。利用

BIM

技術(shù)可讓不同的專(zhuān)業(yè)在同一個(gè)模型上進(jìn)行協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)上下游之間信息的高效傳遞，減少了由于設(shè)計(jì)人員間協(xié)同不足所導(dǎo)致的設(shè)計(jì)變更，同時(shí)提高了設(shè)計(jì)的效率，避免后期的返工現(xiàn)象。（3）形成標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)同流程在設(shè)計(jì)過(guò)程中建立標(biāo)準(zhǔn)化族庫(kù)，對(duì)于戶(hù)型的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)具有重要的意義，而戶(hù)型的標(biāo)準(zhǔn)化有利后期的生產(chǎn)、運(yùn)輸與施工，同時(shí)進(jìn)行各參與方之間協(xié)同機(jī)制的設(shè)計(jì)，有利于各方之間信息的共享與傳遞，各方在彼此成果的基礎(chǔ)上進(jìn)行展開(kāi)工作，減少各方的重復(fù)性工作，從而降低裝配式建筑的總體造價(jià)，推動(dòng)裝配式建筑的發(fā)展。（4）優(yōu)化各參與方的進(jìn)度計(jì)劃通過(guò)建立施工階段的協(xié)同機(jī)制，確定協(xié)同過(guò)程中的主要參與方，對(duì)各參與方進(jìn)度計(jì)劃信息需求分析，進(jìn)而確定各參與方需求以及輸出信息，并形成協(xié)同機(jī)制，優(yōu)化了傳統(tǒng)各參與方的進(jìn)度計(jì)劃，解決計(jì)劃間難以協(xié)同的問(wèn)題，為后續(xù)的研究提供基礎(chǔ)。1.4

研究?jī)?nèi)容與方法1.4.1

研究?jī)?nèi)容本文通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)裝配式建筑存在的問(wèn)題進(jìn)行了闡述，傳統(tǒng)的裝配式建筑設(shè)計(jì)施工之間是相割裂的，設(shè)計(jì)信息很難進(jìn)行傳遞，導(dǎo)致了生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工過(guò)程中出現(xiàn)太多問(wèn)題，導(dǎo)致工期延誤與裝配式建筑成本上升等問(wèn)題。本文以

BIM

技術(shù)為信息傳遞溝通的手段，并新建各方之間在設(shè)計(jì)階段時(shí)的協(xié)同流程與工作任務(wù)，分清設(shè)計(jì)單位、施工單位、物流單位、構(gòu)件廠的責(zé)任與義務(wù)，確保項(xiàng)目在設(shè)計(jì)階段，各方就參與設(shè)計(jì)過(guò)程，提前把問(wèn)題解決，從而提高項(xiàng)目的整體效益。論文的研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：第一章先介紹了本文的研究背景，其中包括目前推廣裝配式建筑的必要性、裝配式建筑發(fā)展障礙與運(yùn)用

BIM

技術(shù)的必要性。同時(shí)對(duì)

BIM

在裝配式建筑方面、BIM在協(xié)同方面、工程領(lǐng)域的協(xié)同機(jī)制的國(guó)內(nèi)外研究的介紹，說(shuō)明目前在裝配式建筑在設(shè)計(jì)施工過(guò)程中的協(xié)同機(jī)制研究不足，引出了本文研究目標(biāo)、研究意義與研究?jī)?nèi)容，同時(shí)對(duì)研究方法以及技術(shù)路線進(jìn)行了說(shuō)明。第二章主要介紹了

BIM

技術(shù)的理論與協(xié)同理論，其中

BIM

理論介紹包括

BIM9萬(wàn)方數(shù)據(jù)廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)位論文的定義與

BIM

在裝配式建筑方面的優(yōu)勢(shì)與技術(shù)特點(diǎn)；協(xié)同理論的內(nèi)容主要包括協(xié)同理論以及協(xié)同機(jī)制的概述。最后基于

BIM

技術(shù)與協(xié)同理論，進(jìn)行基于

BIM

技術(shù)的裝配式建筑設(shè)計(jì)施工整體框架設(shè)，分析了新的協(xié)同機(jī)制的優(yōu)勢(shì)，以及在協(xié)同的過(guò)程中包含哪些主要參與方與階段性?xún)?nèi)容。第三章的內(nèi)容是對(duì)裝配式建筑的設(shè)計(jì)階段主要參與方及其主要任務(wù)進(jìn)行分析，并指出其中與協(xié)同相關(guān)的主要工作，并進(jìn)行基于

BIM

的設(shè)計(jì)階段協(xié)同架構(gòu)的設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行構(gòu)件拆分與深化的協(xié)同流程設(shè)計(jì)，規(guī)定了各參與方的工作任務(wù)以及完成工作的質(zhì)量要求，協(xié)同各參與方解決傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)受限的問(wèn)題，使其滿(mǎn)足生產(chǎn)、運(yùn)輸與施工過(guò)程中的各方的需求，降低裝配式建筑的成本，提高各參與方的工作效率，推動(dòng)建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展。第四章的內(nèi)容是基于

BIM

的裝配式建筑的施工階段協(xié)同管理體系研究，首先施工階段主要參與方以及工作任務(wù)進(jìn)行分析，并對(duì)與協(xié)同相關(guān)的工作進(jìn)行了梳理，在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)行協(xié)同流程框架設(shè)計(jì)，接著對(duì)施工過(guò)程中各參與方的計(jì)劃進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)，流程設(shè)計(jì)主要涉及各參與的工作任務(wù)與流程，并對(duì)其中的

BIM

相關(guān)工作進(jìn)行

BIM

應(yīng)用方案的設(shè)計(jì)。同時(shí)進(jìn)行施工階段的質(zhì)量安全協(xié)同管理，設(shè)計(jì)相應(yīng)的協(xié)同流程與

BIM

應(yīng)用方案，本次方案設(shè)計(jì)對(duì)裝配式建筑進(jìn)度管理采用穿插流水作業(yè)的方法以提高現(xiàn)場(chǎng)的施工效率，安全管理方面結(jié)合了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、VR

技術(shù)、傳感器技術(shù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的安全進(jìn)行智能化管理。第五章是案例分析，主要是運(yùn)用案例對(duì)之前的理論進(jìn)行具體運(yùn)用操作，并進(jìn)行驗(yàn)證分析，證明基于

BIM

技術(shù)的裝配式建筑的設(shè)計(jì)施工協(xié)同機(jī)制研究的可行性。1.4.2

研究方法與創(chuàng)新點(diǎn)（1）研究方法本文主要采用的研究方法有文獻(xiàn)研究法、調(diào)查法、模型方法、案例分析方法。①文獻(xiàn)研究；通過(guò)大量閱讀國(guó)內(nèi)外與

BIM

協(xié)同設(shè)計(jì)、裝配式建筑協(xié)同、BIM

標(biāo)準(zhǔn)方面有關(guān)的文獻(xiàn)，收集相關(guān)的資料進(jìn)行知識(shí)梳理歸納和總結(jié)，為論文中模型的建模標(biāo)準(zhǔn)、交付標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)同機(jī)制設(shè)計(jì)等進(jìn)程打好基礎(chǔ)。②調(diào)查法；通過(guò)到實(shí)際施工場(chǎng)地、構(gòu)件生產(chǎn)廠商里面進(jìn)行調(diào)查相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備的一些與研究相關(guān)的一些參數(shù)，生產(chǎn)構(gòu)件的一些規(guī)格參數(shù)，設(shè)備的安全系數(shù)等參數(shù)，為論文協(xié)同研究，設(shè)計(jì)的方案的對(duì)比提供依據(jù)。10萬(wàn)方數(shù)據(jù)第一章

緒論③模型方法；通過(guò)建立項(xiàng)目的三維模型，虛擬現(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)地的施工情況，通過(guò)動(dòng)態(tài)模擬的形式模擬某一時(shí)間段施工過(guò)程，為方案的選擇提供參考，以及論證方案的可行性。④案例分析方法；通過(guò)工程案例進(jìn)行模擬協(xié)同的過(guò)程，分析和討論基于

BIM

的裝配式建筑設(shè)計(jì)施工協(xié)同機(jī)制，來(lái)展現(xiàn)

BIM

在裝配式建筑協(xié)同方面的價(jià)值和優(yōu)勢(shì)，以及發(fā)現(xiàn)其中的問(wèn)題，為下一步的研究提供方向。（2）課題的創(chuàng)新性據(jù)國(guó)內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)目前大部分論文主要集中于

BIM

在現(xiàn)澆建筑方面的協(xié)同研究、基于

BIM

云平臺(tái)的協(xié)同，或

BIM

的應(yīng)用研究，而在裝配式建筑的

PC

構(gòu)件的受限分析與拆分設(shè)計(jì)、穿插流水施工、智慧工地方面研究相對(duì)較少。本課題將建立新的裝配式建筑設(shè)計(jì)施工協(xié)同體系，把

BIM

技術(shù)運(yùn)用到裝配式建筑的設(shè)計(jì)施工協(xié)同過(guò)程中，旨在提升設(shè)計(jì)單位、構(gòu)件生產(chǎn)單位、物流單位、施工總承包單位之間的溝通效率與協(xié)同程度，解決由于以前設(shè)計(jì)階段各參與方不協(xié)同導(dǎo)致構(gòu)件不滿(mǎn)足生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工的需要，進(jìn)而造成制作成本高、廢品率高等現(xiàn)象。同時(shí)由于國(guó)內(nèi)還沒(méi)有裝配式建筑各參與方協(xié)同機(jī)制方面的研究，以及關(guān)于各參與方在設(shè)計(jì)、施工階段的協(xié)同流程設(shè)計(jì)。為加快工業(yè)化建筑在我國(guó)的發(fā)展，本文提出了新的裝配式建筑設(shè)計(jì)施工協(xié)同體系讓建筑業(yè)朝著工業(yè)化、信息化的方向發(fā)展，從傳統(tǒng)的勞動(dòng)密集型往技術(shù)密集型進(jìn)行轉(zhuǎn)化，往節(jié)約高效綠色的道路發(fā)展。11萬(wàn)方數(shù)據(jù)廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)位論文1.4.3

研究路線本文的研究路線如下圖

1-1

所示：圖

1-1

研究路線Figure

1-1

Research

route12萬(wàn)方數(shù)據(jù)第二章

基于

BIM

技術(shù)的裝配式建筑的協(xié)同機(jī)制總體設(shè)計(jì)第二章

基于

BIM

技術(shù)的裝配式建筑的協(xié)同機(jī)制總體設(shè)計(jì)2.1

協(xié)同機(jī)制研究分析2.1.1

協(xié)同理論概述協(xié)同學(xué)是由德國(guó)哈肯教授作為協(xié)同科學(xué)的一個(gè)重要分支而提出的，它是一門(mén)以研究不同學(xué)科之間共同特征為目的的跨自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的橫斷學(xué)科[38]。從廣義的角度出發(fā)，這門(mén)學(xué)科基于自然界或人類(lèi)社會(huì)發(fā)展演變的研究基礎(chǔ)，為更好地支配系統(tǒng)間的彼此協(xié)同而對(duì)其原理有所總結(jié)[39]。從狹義的角度出發(fā)，協(xié)同學(xué)則是以不同學(xué)科間的共同特性作為研究對(duì)象，進(jìn)而將所研究的協(xié)同本質(zhì)等成果推廣到類(lèi)似學(xué)科上。協(xié)同學(xué)是基于信息論、控制論、突變論等現(xiàn)代學(xué)科理論發(fā)展而來(lái)，并運(yùn)用類(lèi)比法廣泛應(yīng)用于無(wú)序到有序的社會(huì)現(xiàn)象中，從而尋求有效的處理方法。通常情況下，系統(tǒng)在發(fā)生內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化時(shí)有兩種轉(zhuǎn)變類(lèi)型：（1）自組織。所謂自組織是指系統(tǒng)在沒(méi)有外界因素驅(qū)使下所發(fā)生的由無(wú)序向有序或有序重組為新的狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，在這種情形下，自然條件下產(chǎn)生的能量和信息交換并未有實(shí)質(zhì)性的變化，這種自組織形式形成的理論即為自組織理論。該理論是基于研究系統(tǒng)與環(huán)境、系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)、互補(bǔ)的關(guān)系,

進(jìn)而揭示出在自組織系統(tǒng)中形成的進(jìn)化的動(dòng)力。（2）協(xié)同管理。所謂協(xié)同管理是基于各子系在空間、時(shí)間及功能結(jié)構(gòu)上的重組，通常我們稱(chēng)之為“競(jìng)爭(zhēng)一合作一協(xié)調(diào)(Competition

Cooperation

Coordination)”效應(yīng)，這種效應(yīng)不是簡(jiǎn)單的各子系統(tǒng)間的簡(jiǎn)單加和，而是通過(guò)建立協(xié)同設(shè)計(jì)機(jī)制將虛擬企業(yè)系統(tǒng)中各要素緊密組合所形成的“自組織”體系，從而實(shí)現(xiàn)利益最大化。13萬(wàn)方數(shù)據(jù)廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文2.1.2

協(xié)同機(jī)制的概述“機(jī)制”一詞主要指事物本體間的構(gòu)造等相互關(guān)系，始于機(jī)械工程學(xué)，原指機(jī)器的構(gòu)造和動(dòng)作原理。后經(jīng)學(xué)科發(fā)展和概念演變而被廣泛使用。事物或生物體內(nèi)部通過(guò)建立機(jī)制以進(jìn)行有序的運(yùn)作，從而達(dá)到保障系統(tǒng)內(nèi)各部分的穩(wěn)定性并發(fā)揮整體效應(yīng)的目的[40]。協(xié)同有廣義和狹義之分，狹義僅指各元素之間的合作關(guān)系，而廣義則指合作與競(jìng)爭(zhēng)共存。在協(xié)同機(jī)制這一概念中，協(xié)同更偏重于廣義方面，意指協(xié)調(diào)系統(tǒng)的各個(gè)元素使其進(jìn)行協(xié)同合作，在競(jìng)爭(zhēng)合作中取得雙贏。孟琦詳細(xì)說(shuō)明了協(xié)同機(jī)制的定義與特征，它是具備內(nèi)部生長(zhǎng)機(jī)制的某種非對(duì)稱(chēng)的選擇放大或衰減的線性形式，即系統(tǒng)以一定的規(guī)范來(lái)約制各子系統(tǒng)間的相互作用的工作方式[41]。不僅能夠選擇構(gòu)成系統(tǒng)所需的材料、程序、步驟等，而且能夠設(shè)置一種內(nèi)部的正反饋激勵(lì)機(jī)制，以實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)進(jìn)化上對(duì)內(nèi)外部關(guān)系與相關(guān)事物間的選擇、管控、協(xié)調(diào)的目的。2.2

BIM

技術(shù)概述2.1.2

BIM

定義BIM

即建筑信息模型，最開(kāi)始是由美國(guó)教授伊斯曼提出。它把建筑工程項(xiàng)目的相關(guān)信息作為模型的基礎(chǔ)，建立

BIM

模型，把信息數(shù)據(jù)化，模擬建筑物所具備的真實(shí)信息。在

2015

年美國(guó)國(guó)家

BIM

標(biāo)準(zhǔn)

NBIMS

給

BIM

賦予的新的、完整的定義，主要有以下三部分組成：①BIM

是一個(gè)設(shè)施（建設(shè)項(xiàng)目）物理與功能性的數(shù)字化表達(dá)；②BIM

是一個(gè)共享的資源庫(kù)，分享有關(guān)這個(gè)設(shè)施的信息，為該設(shè)施提供了從建設(shè)到拆除階段整個(gè)壽命周期國(guó)有決策的依據(jù)。③在項(xiàng)目的各階段，不同的參與方、利益相關(guān)方通過(guò)在

BIM

中插入、更新提取和修改信息，以支持和反映各自職責(zé)的協(xié)同作業(yè)[42]。2.1.2

BIM

技術(shù)的特點(diǎn)BIM

不僅僅是一個(gè)或兩個(gè)軟件的組合，而是一種新的工作方式，同時(shí)也是一個(gè)功能強(qiáng)大的綜合性工具，它將改變建筑業(yè)現(xiàn)在的設(shè)計(jì)方式，建設(shè)手法，經(jīng)營(yíng)和維護(hù)14萬(wàn)方數(shù)據(jù)第二章

基于

BIM

技術(shù)的裝配式建筑的協(xié)同機(jī)制總體設(shè)計(jì)工程設(shè)施的理念，從工程項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì)到施工維護(hù)的一系列技術(shù)的創(chuàng)新與變革，它是未來(lái)建筑業(yè)信息化發(fā)展的趨勢(shì)，主要特征如圖

2-1

所示。圖

2-1

BIM

的技術(shù)特點(diǎn)Figure

2-1

Technical

features

of

BIM（1）可視化對(duì)建筑行業(yè)來(lái)說(shuō)，可視化將給項(xiàng)目的設(shè)計(jì)施工過(guò)程帶來(lái)非常大的影響。如在傳統(tǒng)的建設(shè)過(guò)程中，施工人員看到的施工圖紙只是構(gòu)件的信息在圖紙上線性化表達(dá)，其實(shí)際的構(gòu)造形式則需要他們?nèi)プ孕邢胂?。在這種方式下，對(duì)于較為簡(jiǎn)單的構(gòu)件則可行，但目前的建筑形式不一，造型獨(dú)特，僅僅靠人腦去想象將變得不現(xiàn)實(shí)。而目前

BIM

則提供的可視化功能，可以讓原本只是用現(xiàn)行表達(dá)的方式呈現(xiàn)的構(gòu)件，以一種三維立體圖形展現(xiàn)在人們面前[43]。（2）協(xié)調(diào)性協(xié)調(diào)在建筑業(yè)當(dāng)中是非常重要的，因?yàn)椴徽撌菢I(yè)主、施工單位還是設(shè)計(jì)單位，均在做協(xié)調(diào)與配合的工作。一旦在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中遇到問(wèn)題，需要召集相關(guān)人員開(kāi)協(xié)調(diào)會(huì)議，找出原因與解決方案，通過(guò)變更及相應(yīng)技術(shù)或管理措施來(lái)解決問(wèn)題，但這種協(xié)調(diào)往往是在問(wèn)題之后，才采取的補(bǔ)救措施。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，當(dāng)各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)師之間的溝通不充分，將可能出現(xiàn)各類(lèi)碰撞問(wèn)題。例如結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中梁等構(gòu)件會(huì)影響給排水、暖通等專(zhuān)業(yè)的管道布置，但這類(lèi)問(wèn)題往往在施工時(shí)才能發(fā)現(xiàn)。應(yīng)用

BIM

能進(jìn)行有效地協(xié)調(diào)，將減少設(shè)計(jì)與方案的變更。在項(xiàng)目管線綜合的周期里，利用

BIM

的三維設(shè)計(jì)軟件，能夠高效、清晰地與各專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行溝通。（3）模擬性在設(shè)計(jì)階段，BIM

可以進(jìn)行性能化分析，如綠色節(jié)能分析、光照分析、熱能分15萬(wàn)方數(shù)據(jù)廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文析，風(fēng)環(huán)境分析，噪聲模擬，對(duì)方案階段進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。在施工階段，通過(guò)

4D

技術(shù)網(wǎng)施工模擬與施工組織方案進(jìn)行結(jié)合，能夠使現(xiàn)場(chǎng)的各類(lèi)資源進(jìn)行有效地整合，如材料設(shè)備的進(jìn)場(chǎng)、勞動(dòng)力分配、施工機(jī)械的排班；同時(shí)

BIM

還可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行數(shù)字化監(jiān)控，將大大提高施工現(xiàn)場(chǎng)的管理效率。在運(yùn)營(yíng)階段，BIM

可以對(duì)日常緊急情況進(jìn)行模擬，如地震過(guò)程中人員逃生模擬以及火災(zāi)過(guò)程中人員的疏散模擬等[44]。（4）優(yōu)化性在項(xiàng)目的整個(gè)設(shè)計(jì)、施工運(yùn)營(yíng)過(guò)程是一個(gè)不斷優(yōu)化的過(guò)程，主要受三種因素的影響：信息、時(shí)間與復(fù)雜程度?；?/p>

BIM

技術(shù)可進(jìn)行以下優(yōu)化工作：1）項(xiàng)目方案的優(yōu)化。在方案設(shè)計(jì)階段，把項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與投資回報(bào)進(jìn)行結(jié)合起來(lái)，利用

BIM

技術(shù)可以把設(shè)計(jì)變化對(duì)投資匯報(bào)的影響實(shí)時(shí)計(jì)算出來(lái)。在這種形式下，業(yè)主對(duì)設(shè)計(jì)方案就不單單是停留在對(duì)樣式形狀的評(píng)價(jià)上，更多地從自身的需求，去選擇合適的項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案。2）項(xiàng)目方案的優(yōu)化。例如裙樓、屋頂、幕墻到處都可以看到很多異型設(shè)計(jì)，這些部分看起來(lái)占整個(gè)建筑的建筑面積比例不大，但卻占據(jù)著工程投資與工作量的比例比較大，而且通常也是施工技術(shù)難度大和施工問(wèn)題較多的地方，對(duì)這部分內(nèi)容的設(shè)計(jì)施工方案進(jìn)行優(yōu)化，將顯著地縮短項(xiàng)目工期與降低工程造價(jià)。（5）可出圖性通過(guò)對(duì)建筑物進(jìn)行可視化展示、模擬、協(xié)調(diào)、優(yōu)化以后，BIM

技術(shù)可以形成綜合施工圖，如綜合管線圖、碰撞檢測(cè)報(bào)告、與建議改進(jìn)方案等使用的施工圖。（6）協(xié)同作業(yè)傳統(tǒng)的信息交換是一種分散的信息傳遞模式，各參與方需進(jìn)行相互交換信息才能獲取自己所需的信息，同時(shí)也能把信息傳遞出去。而

BIM

技術(shù)聯(lián)合了項(xiàng)目各參與方的信息，強(qiáng)調(diào)多專(zhuān)業(yè)、多工種協(xié)同進(jìn)行建模工作，為提高建筑業(yè)各環(huán)節(jié)質(zhì)量與效率提供了保障和方向。同時(shí)

BIM

具有強(qiáng)大的信息整合能力，各參與方只需將數(shù)據(jù)信息上傳至

BIM

信息數(shù)據(jù)庫(kù)中，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享，這種信息交換方式提高了信息傳遞的效率，簡(jiǎn)化了信息傳遞的路徑，從而實(shí)現(xiàn)協(xié)同作業(yè)[45]。16萬(wàn)方數(shù)據(jù)第二章

基于

BIM

技術(shù)的裝配式建筑的協(xié)同機(jī)制總體設(shè)計(jì)2.3

基于

BIM

技術(shù)的裝配式建筑設(shè)計(jì)施工協(xié)同機(jī)制的整體設(shè)計(jì)2.3.1

協(xié)同的對(duì)象分析本文的協(xié)同對(duì)象主要從三個(gè)方面進(jìn)行闡述，其中包括過(guò)程的協(xié)同、職能部門(mén)的協(xié)同以及信息數(shù)據(jù)之間的協(xié)同。（1）過(guò)程協(xié)同本文根據(jù)國(guó)際通用的建設(shè)工程項(xiàng)目階段劃分為概念設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、深化設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)審查、施工與施工管理階段

7

個(gè)階段。同時(shí)在各階段對(duì)項(xiàng)目的工程角色進(jìn)行任務(wù)分配，確保各參與方在不同階段

BIM

加入到工程項(xiàng)目后，清楚地了解自己需要完成的任務(wù)以及協(xié)同路徑。（2）職能部門(mén)的協(xié)同職能部門(mén)間的協(xié)同以及人員間的協(xié)同，包括各參與方之間與各專(zhuān)業(yè)間的協(xié)同。讓他們進(jìn)行協(xié)同合作，將減少很多設(shè)計(jì)施工過(guò)程中的矛盾與沖突。在裝配式工程項(xiàng)目中主要設(shè)計(jì)到的參與方主要有以下主體，業(yè)主、設(shè)計(jì)單位、施工總承包單位、構(gòu)件生產(chǎn)廠、物流單位等，各參與方之間應(yīng)共享與傳遞信息。（3）信息數(shù)據(jù)之間的協(xié)同在項(xiàng)目都設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中，通過(guò)云平臺(tái)的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)信息共享，使各參與方能夠獲得其他參與方的成果，減少各參與方的重復(fù)建模工作，同時(shí)通過(guò)協(xié)同流程的設(shè)計(jì)，規(guī)定了信息傳遞的方向有利于各參與方對(duì)方案成果的充分利用，提高項(xiàng)目的整體效益。2.3.2

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式的缺陷傳統(tǒng)的裝配式建筑設(shè)計(jì)模式主要采用

DBB

模式進(jìn)行設(shè)計(jì)，各參與方按照招投標(biāo)的順序依次進(jìn)入到項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，先是業(yè)主進(jìn)行招投標(biāo)確定設(shè)計(jì)單位，在設(shè)計(jì)完圖紙后，再通過(guò)招投標(biāo)的方式確定總包方，緊接確定構(gòu)件廠、物流單位、監(jiān)理單位，分別與他們簽訂合同，規(guī)定雙方的權(quán)利與義務(wù)。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，構(gòu)件廠、物流單位、施工并沒(méi)有提前參與設(shè)計(jì)的工作，導(dǎo)致設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)過(guò)程中并沒(méi)有充分考慮后期的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與施工，導(dǎo)致設(shè)計(jì)與后期的工作脫節(jié)，生產(chǎn)與運(yùn)輸成本的增加，后期施工進(jìn)度與質(zhì)量等難以進(jìn)行保證。17萬(wàn)方數(shù)據(jù)廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文2.3.3

協(xié)同管理框架設(shè)計(jì)1.主要協(xié)同參與方在設(shè)計(jì)施工協(xié)同過(guò)程中，主要涉及到設(shè)計(jì)單位、業(yè)主、物流單位、構(gòu)件廠、施工總承包單位，各參與方在設(shè)計(jì)階段就加入到項(xiàng)目中，為項(xiàng)目的決策與設(shè)計(jì)提供意見(jiàn)，下面是各參與方的職責(zé)。（1）業(yè)主業(yè)主需要根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)制定

BIM

應(yīng)用的總體目標(biāo)，同時(shí)還要確定

BIM

的階段性目標(biāo)、組織流程、建模規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)同機(jī)制與平臺(tái)，并針對(duì)項(xiàng)目進(jìn)展實(shí)際情況隨時(shí)調(diào)整

BIM

規(guī)劃與信息內(nèi)容。對(duì)于業(yè)主來(lái)說(shuō)，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段，BIM

的應(yīng)用關(guān)鍵在于結(jié)合項(xiàng)目的具體特征制定

BIM

應(yīng)用的總體目標(biāo)，同時(shí)還要協(xié)調(diào)各團(tuán)隊(duì)之間的信息溝通，從而達(dá)到管控整體目標(biāo)。為使項(xiàng)目能有效地進(jìn)行，業(yè)主還需以合同的形式對(duì)各參建方的

BIM

應(yīng)用能力進(jìn)行規(guī)定，以便各參建單位都能站在業(yè)主立場(chǎng)上看問(wèn)題，有利于推動(dòng)

BIM

的應(yīng)用。該模式下對(duì)業(yè)主的

BIM

綜合運(yùn)用能力要求較高，同時(shí)也面臨著前期成本投入成本高的問(wèn)題，對(duì)業(yè)主來(lái)說(shuō)既是技術(shù)問(wèn)題，又是經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。（2）設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)單位需要準(zhǔn)確理解業(yè)主的需求，以及熟悉政府的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)單位需要根據(jù)業(yè)主新要求進(jìn)行修改，以及需要綜合構(gòu)件廠與物流單位的建議與反饋意見(jiàn)，使設(shè)計(jì)工作在規(guī)定的約束作用下進(jìn)行，提高設(shè)計(jì)工作的有效性。設(shè)計(jì)單位的工作具有反復(fù)性，需要綜合各參與方的需求，直到大家都達(dá)成一致的意見(jiàn)[46]。（3）施工總承包施工總承包方要在建設(shè)項(xiàng)目初期就進(jìn)入，同時(shí)還需要聯(lián)合分包商與構(gòu)件廠。傳統(tǒng)的

DBB

模式使施工方無(wú)法在設(shè)計(jì)階段就貢獻(xiàn)他們的知識(shí)，尤其是他們有時(shí)候可以顯著增加項(xiàng)目的價(jià)值。在設(shè)計(jì)階段完成后，承包商再提出自己的建議，顯然已經(jīng)會(huì)失去很多潛在的價(jià)值，但利用

BIM

技術(shù)來(lái)支持各項(xiàng)施工工作，依然能為建設(shè)項(xiàng)目帶來(lái)顯著的價(jià)值。模型中信息的詳細(xì)精度取決于模型的功能需求，施工總承包方應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的需求建立相應(yīng)詳細(xì)程度的模型。例如，為了達(dá)到精確的成本估算，相應(yīng)的模型必須要足夠地細(xì)化，才能為成本估算提高準(zhǔn)確的材料工程量。（4）構(gòu)件廠18萬(wàn)方數(shù)據(jù)第二章

基于

BIM

技術(shù)的裝配式建筑的協(xié)同機(jī)制總體設(shè)計(jì)構(gòu)件廠在設(shè)計(jì)階段應(yīng)給設(shè)計(jì)單位提供設(shè)計(jì)建議，并根據(jù)設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)圖紙，提出反饋意見(jiàn)，確保設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)圖紙具有可生產(chǎn)性，減少設(shè)計(jì)變更的發(fā)生。如設(shè)計(jì)單位可能考慮到鋼筋的經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題，會(huì)選擇多種小規(guī)格的鋼筋，但該情況會(huì)給施工單位造成施工困難、鋼筋打架的現(xiàn)象。同時(shí)也應(yīng)告知設(shè)計(jì)單位生產(chǎn)車(chē)間的模具的類(lèi)型及生產(chǎn)設(shè)備的信息，給設(shè)計(jì)單位提供預(yù)制構(gòu)件拆分的依據(jù)，整合上下游資源，提高生產(chǎn)設(shè)施的重復(fù)使用率，降低生產(chǎn)成本。（5）物流單位物流單位也要在設(shè)計(jì)階段參與整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中也要對(duì)設(shè)計(jì)圖紙?zhí)岢鲎约旱姆答佉庖?jiàn)。應(yīng)提前與貨車(chē)司機(jī)共同勘察運(yùn)輸路線，觀察是否有過(guò)街橋梁、隧道等對(duì)高度的限制；制訂預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸方案、時(shí)間、路線；提供車(chē)輛運(yùn)輸承載力的信息，需要與構(gòu)件的重量與尺寸進(jìn)行匹配，給設(shè)計(jì)單位進(jìn)行構(gòu)件拆分提供依據(jù)；運(yùn)輸前需對(duì)駕駛員進(jìn)行交底，不得急剎車(chē)、提速、急轉(zhuǎn)彎等。2.協(xié)同階段與內(nèi)容本次協(xié)同機(jī)制的設(shè)計(jì)把設(shè)計(jì)與施工階段根據(jù)國(guó)際通用的工程項(xiàng)目建設(shè)階段劃分為方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、深化設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)審查、施工和運(yùn)營(yíng)管理

7

個(gè)階段。設(shè)計(jì)階段包括方案設(shè)計(jì)階段、初步設(shè)計(jì)階段、施工圖設(shè)計(jì)階段、深化設(shè)計(jì)階段，其中方案設(shè)計(jì)與初步設(shè)計(jì)階段需要進(jìn)行初步建筑方案設(shè)計(jì)，涉及到構(gòu)件庫(kù)的建立、戶(hù)型模塊化設(shè)計(jì)、經(jīng)濟(jì)可行性分析等內(nèi)容；在施工圖設(shè)計(jì)階段主要涉及拆分設(shè)計(jì)內(nèi)容；在深化設(shè)計(jì)階段進(jìn)行碰撞與優(yōu)化分析與構(gòu)件深化設(shè)計(jì)的內(nèi)容。在設(shè)計(jì)階段完成構(gòu)件的拆分與深化設(shè)計(jì)，以滿(mǎn)足各參與方的受限需求，提高構(gòu)件的精確度，滿(mǎn)足生產(chǎn)與施工的要求。施工階段在構(gòu)件深化的基礎(chǔ)上，運(yùn)用

BIM

技術(shù)進(jìn)行進(jìn)度、質(zhì)量、安全的管理。各階段的內(nèi)容如圖

2-2

所示。19萬(wàn)方數(shù)據(jù)廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文圖

2-2

各階段內(nèi)容Figure

2-2

Content

of

each

stage3.基本架構(gòu)通過(guò)上文協(xié)同對(duì)象、協(xié)同階段內(nèi)容分析，根據(jù)各階段的工作內(nèi)容，對(duì)各參與方進(jìn)入設(shè)計(jì)階段的時(shí)間進(jìn)行不同的安排，從整體上對(duì)基于

BIM

技術(shù)的裝配式建筑設(shè)計(jì)施工管理進(jìn)行初步總結(jié)，同時(shí)建立相應(yīng)的設(shè)計(jì)施工管理架構(gòu)，如表

2-1

所示。表

2-1

基于

BIM

裝配式建筑設(shè)計(jì)施工的基本架構(gòu)Table

2-1

Basic

architecture

based

on

BIM

prefabricated

building

design

andconstruction階段與內(nèi)容業(yè)主設(shè)計(jì)單位施工總承包

構(gòu)件廠

物流單位概念設(shè)計(jì)：性能分析、經(jīng)濟(jì)性分析√√√×√×√×√初步設(shè)計(jì)：戶(hù)型模塊化設(shè)計(jì)、族庫(kù)設(shè)計(jì)√施工圖設(shè)計(jì)：構(gòu)件拆分深化設(shè)計(jì)：碰撞檢測(cè)與構(gòu)件深化優(yōu)化√√√√√√√√√√20萬(wàn)方數(shù)據(jù)第二章

基于

BIM

技術(shù)的裝配式建筑的協(xié)同機(jī)制總體設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)審查：圖紙審查√√√√√施工階段：進(jìn)度管理、質(zhì)量安全管控√√√×√×√×√×運(yùn)營(yíng)階段注：√代表著參加，×代表著不參加4.協(xié)同內(nèi)容與流程設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)裝配式建筑設(shè)計(jì)施工階段的主要協(xié)同參與方、協(xié)同過(guò)程與協(xié)同內(nèi)容的分析，提出了基于

BIM

的裝配式建筑設(shè)計(jì)施工過(guò)程的協(xié)同機(jī)制，提前讓施工方、構(gòu)件廠方以及物流方進(jìn)入到項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過(guò)程，提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量，保證施工的質(zhì)量，基于BIM

的裝配式建筑設(shè)計(jì)施工過(guò)程的協(xié)同機(jī)制整體設(shè)計(jì)如圖

2-3

所示。21萬(wàn)方數(shù)據(jù)廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文圖

2-3

設(shè)計(jì)施工協(xié)同管理機(jī)制的整體設(shè)計(jì)Figure

2-3

Overall

design

of

design

and

construction

collaborative

managementmechanism22萬(wàn)方數(shù)據(jù)第二章

基于

BIM

技術(shù)的裝配式建筑的協(xié)同機(jī)制總體設(shè)計(jì)本文通過(guò)建立組織協(xié)同關(guān)系、流程與方法使各參與方之間相互配合與協(xié)調(diào)，整合設(shè)計(jì)施工階段的問(wèn)題，項(xiàng)目參與方由于相互協(xié)同與競(jìng)爭(zhēng)，在共同實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目總體目標(biāo)和各種項(xiàng)目目標(biāo)，使業(yè)主與各參與方達(dá)到利益最大化。各參與方在設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中，由于各階段工作重心不同，因此需要建立兩種不同的組織關(guān)系。如設(shè)計(jì)階段主要是要解決各參與方的需求與實(shí)際設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)，以及解決在施工中將會(huì)遇到的碰撞和沖突的問(wèn)題；而施工階段需要控制現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量、進(jìn)度、安全，協(xié)調(diào)好各參建單位的進(jìn)出場(chǎng)時(shí)間與控制好各方的計(jì)劃，做好質(zhì)量與安全的管控。設(shè)計(jì)與施工階段的組織結(jié)構(gòu)圖如圖

2-4

與

2-5

所示。圖

2-4

設(shè)計(jì)階段的組織結(jié)構(gòu)圖Figure

2-4

Organizational

structure

of

the

design

phase圖

2-5

施工階段的組織結(jié)構(gòu)圖Figure

2-5

Organizational

structure

of

the

construction

phase2.4

本章小結(jié)本章前面在對(duì)協(xié)同理論與

BIM

技術(shù)理論研究的基礎(chǔ)上，利用協(xié)同與

BIM

技術(shù)優(yōu)勢(shì)解決裝配式建筑設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工過(guò)程中不協(xié)調(diào)的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)裝配式建筑項(xiàng)目的協(xié)同對(duì)象分析，建立設(shè)計(jì)施工階段的整體協(xié)同框架，使各參與方在設(shè)計(jì)初始階段就貢獻(xiàn)自己的智慧，在設(shè)計(jì)各階段都給出相應(yīng)的意見(jiàn)與建議，讓最后的設(shè)計(jì)成果滿(mǎn)足后期的生產(chǎn)、運(yùn)輸與施工要求，減少設(shè)計(jì)變更。23萬(wàn)方數(shù)據(jù)廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文第三章

基于

BIM

的裝配式建筑設(shè)計(jì)階段協(xié)同設(shè)計(jì)管理體系研究3.1

設(shè)計(jì)階段總體協(xié)同流程設(shè)計(jì)3.1.2

設(shè)計(jì)階段協(xié)同的主要參與方及其任務(wù)在設(shè)計(jì)階段主要涉及到構(gòu)件廠、設(shè)計(jì)單位、物流單位、施工總承包方，其中業(yè)主在方案設(shè)計(jì)階段就參與到設(shè)計(jì)中；在施工圖設(shè)計(jì)階段主要涉及構(gòu)件廠、設(shè)計(jì)單位、物流單位與施工總承包方；在深化設(shè)計(jì)階段主要涉及構(gòu)件廠、設(shè)計(jì)單位、物流單位與施工總承包方。各參與方在設(shè)計(jì)階段的任務(wù)如下：（1）業(yè)主業(yè)主主要在方案設(shè)計(jì)階段對(duì)設(shè)計(jì)單位提出建筑項(xiàng)目成本與建筑的性能與功能要求，并在設(shè)計(jì)單位方案設(shè)計(jì)完成后，進(jìn)行審核并給出相應(yīng)的意見(jiàn)。（2）構(gòu)件廠構(gòu)件廠需要在初步設(shè)計(jì)階段輔助設(shè)計(jì)單位進(jìn)行初步方案的建立，為設(shè)計(jì)單位提供構(gòu)件廠常用的構(gòu)件尺寸規(guī)格，在施工圖設(shè)計(jì)階段進(jìn)行構(gòu)件的受限分析，輔助設(shè)計(jì)單位的構(gòu)件拆分工作。構(gòu)件廠在深化設(shè)計(jì)階段提供給設(shè)計(jì)單位與生產(chǎn)相關(guān)的預(yù)埋需求，設(shè)計(jì)單位根據(jù)其需求進(jìn)行構(gòu)件深化設(shè)計(jì)。（3）設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)單位在方案設(shè)計(jì)階段，需要根據(jù)業(yè)主對(duì)建筑成本的要求與性能要求進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，即需要對(duì)建筑的性能與經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析，把設(shè)計(jì)成果與方案交付給業(yè)主，供業(yè)主進(jìn)行方案的選擇與審核。在初步設(shè)計(jì)階段需要初步方案的設(shè)計(jì)，即進(jìn)行構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化與戶(hù)型標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)形成初步方案。在施工圖設(shè)計(jì)階段，需要進(jìn)行拆分設(shè)計(jì)，需收集各參與方的受限因素，進(jìn)行初步拆分，拆分完畢后，各參與方進(jìn)行審核分析，把修改意見(jiàn)反饋回設(shè)計(jì)單位，設(shè)計(jì)單位進(jìn)行進(jìn)一步拆分。在深化設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)單位根據(jù)各參與方的預(yù)埋需求進(jìn)行構(gòu)件深化設(shè)計(jì)，同時(shí)還應(yīng)組織各設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)進(jìn)行碰撞檢查與優(yōu)化。（4）物流單位24萬(wàn)方數(shù)據(jù)第三章

基于

BIM

的裝配式建筑設(shè)計(jì)階段協(xié)同設(shè)計(jì)管理體系研究物流單位在施工圖設(shè)計(jì)階段加入到設(shè)計(jì)工作中，需對(duì)本單位的運(yùn)輸車(chē)輛的數(shù)量、尺寸大小、寬度限制、高度限制等因素進(jìn)行調(diào)查分析，把調(diào)查結(jié)果提供給設(shè)計(jì)單位，設(shè)計(jì)單位根據(jù)物流單位的受限因素進(jìn)行拆分設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)單位進(jìn)行拆分設(shè)計(jì)后，物流單位需進(jìn)行拆分結(jié)果的審查，并把審查報(bào)告反饋回設(shè)計(jì)單位。在深化設(shè)計(jì)階段，需給設(shè)計(jì)單位提供運(yùn)輸所需的預(yù)埋件需求。（5）施工總承包方施工方在施工圖設(shè)計(jì)階段參與項(xiàng)目的設(shè)計(jì)工作，在設(shè)計(jì)單位進(jìn)行構(gòu)件拆分前，需進(jìn)行塔吊限重調(diào)查，給予設(shè)計(jì)單位拆分設(shè)計(jì)的依據(jù)，設(shè)計(jì)單位拆分完后，施工方需進(jìn)行塔吊的吊裝驗(yàn)算分析，把發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題反饋回設(shè)計(jì)單位[47]。在深化設(shè)計(jì)階段，施工總包方需向設(shè)計(jì)單位提供關(guān)于吊裝與施工的預(yù)埋件需求，最后在設(shè)計(jì)單位進(jìn)行深化設(shè)計(jì)后，需進(jìn)行檢驗(yàn)分析。3.1.2

與協(xié)同相關(guān)的關(guān)鍵性任務(wù)通過(guò)前文對(duì)裝配式建筑設(shè)計(jì)階段的主要參與方以及其工作任務(wù)分析，可得出設(shè)計(jì)階段主要涉及到設(shè)計(jì)初步方案的形成、構(gòu)件的拆分、構(gòu)件的深化這三個(gè)方面工作，其中構(gòu)件的拆分設(shè)計(jì)與構(gòu)件的深