来源：住建部，预制建筑网整理编辑，转载请注明出处 经企业申报、地方推荐、专家评审，住房和城乡建设部确定并发布第一批124个智能建造新技术新产品创新服务典型案例。目的在于总结推广智能建造可复制经验做法，指导各地住房和城乡建设主管部门及企业全面了解、科学选用智能建造技术和产品。此次发布的典型案例中，有 20项自主创新数字化设计软件创新服务案例，29项部品部件智能生产线创新服务案例，42项智慧施工管理系统创新服务案例，20项建筑产业互联网平台创新服务案例、13项建筑机器人等智能建造设备创新服务案例。
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经企业申报、地方推荐、专家评审，住房和城乡建设部确定并发布第一批124个智能建造新技术新产品创新服务典型案例。目的在于总结推广智能建造可复制经验做法，指导各地住房和城乡建设主管部门及企业全面了解、科学选用智能建造技术和产品。此次发布的典型案例中，有 20项自主创新数字化设计软件创新服务案例，29项部品部件智能生产线创新服务案例，42项智慧施工管理系统创新服务案例，20项建筑产业互联网平台创新服务案例、13项建筑机器人等智能建造设备创新服务案例。 现分批次针对 124个智能建造新技术新产品创新服务典型案例做详细介绍，本期为 建筑产业互联网平台创新服务案例（一）：
1、 基于BIM-GIS的城市轨道交通工程产业互联网平台
2、“装建云”装配式建筑产业互联网平台
3、“筑享云”建筑产业互联网平台
4、“铯镨”平台在中白工业园科技成果转化合作中心项目中的应用
5、基于BIM的城市轨道交通工程全生命期信息管理平台
一、基本情况
（一）案例简介
BIM-GIS的城市轨道交通工程互联网平台，通过对线路各类BIM模型（建筑物、地质、市政管线、轨道交通等）及业务数据在GIS环境下轻量化及组织处理，实现模型数据统一集成和动态调度组织。平台功能服务轨道交通规划设计、前期工程、进度控制、风险管控、安全质量、联调联试、数字资产移交、设备资产智能运维等全周期管理，辅助建设管理从“二维平面化”向“三维立体化”升级，提升智慧建造水平及管理能力。
图1 基于BIM-GIS的城市轨道交通工程管理平台
二、案例应用场景和技术产品特点
（一）技术方案要点
基于BIM-GIS的城市轨道交通工程产业互联网平台核心围绕“以数据信息管理为核心、以优化管理理念为根本、以信息化开发为依托、以全生命期应用为目标”的总体工作目标，在项目的实施过程中，以建设三维数字轨道交通数据库为主线，采用数据采集、管理、服务、应用成体系性分离的构架思想（如图2所示），实现多样数据采集的标准化、数据入库及管理的规范化、服务的智能化、应用的实效化。
图2 技术架构
依托全过程的管理平台应用保证数据的传递和共享符合工程建设应用要求，同时依托工作开展建立创新型工作体系，保障全生命期各阶段、各参建单位的BIM协同、共享、数据传递。
（二）关键技术和创新点
1.轨道交通工程进度智能采集与分析。地铁施工复杂多变，进度计划一般每个月进行进度计划布置。平台实现进度计划管理，对线性构件进行合理的粒度划分，满足日工作计划的可视化与管控。
2.轨道交通工程风险数据实时采集与风险识别。平台结合BIM技术三维可视化以及GIS技术大场景真实再现的特点，优化工程信息、监测点位置、监测信息等数据的显示，实现在系统上分层次、动态展示安全风险监测信息。通过设定风险源影响的空间范围，结合工程的进度、工况等动态信息，可以对重点关注的问题及范围突出显示，并实时提醒。
3.轨道交通工程隐患排查过程实时采集。建立完善的隐患排查制度，全面总结归纳隐患清单，充分发挥全员参与现场管理的作用，依靠安全巡查管理制度和隐患清单，由巡查人员和项目部管理人员进行现场巡查，对现场安全隐患问题进行拍照、描述、上传；将整改、返工等信息发送给对应的管理人，系统将自动提醒其整改期限；整改完毕后拍照、描述、上传，并提醒问题发起人审核，最终实现现场安全、质量隐患问题的闭环管理。
4.轨道交通工程质量控制采集与管理。将施工过程中的质量信息上传平台并关联三维模型，实现对信息的保存与追踪；对质量问题进行上报和整改监控，实现质量问题的整改闭环，避免缺漏等；对主要质量步序进行卡控，监督施工过程中可能出现的问题。
5.施工现场人员与机械实时定位。通过在基坑周边布设信号基站，在腰梁、塔吊等已建成结构物上布设Beacon节点，以及施工人员、作业机械佩戴的RFID标签，由此形成一个闭合的网络系统，通过虚拟场景中定义的安全风险区域，实现在真实环境下对安全隐患的预警、降低安全事故发生几率。
6.基于群智能的通风空调管控。通过底层的设备数据接口的深度开发以及上层BIM可视化场景应用交互，突破软硬件层面的若干关键技术，实现从“只监不控”到“既监又控”，形成完全自主化的软件产品，可实现多场景高效运行和一键开关机。系统融合设备监控、通风空调系统风水联动控制、故障报警、节能分析、环境监控等功能，能够进行数据积累和统计分析，为智能运维提供数据基础。
（三）产品特点与优势
目前现有BIM工程项目管理平台存在以下问题：
一是适用于工业和民用建筑领域，在城市轨道交通领域缺乏相应的设计、施工管理经验；二是轻量化处理的效率不佳，导致性能普通的电脑上无法有效运行，推广程度低；三是未解决建设全过程中数据标准统一问题，各环节存在数据标准不一致、模型粒度不统一、各模块之间存在数据孤岛等问题；四是未有效解决行业内普遍关注的数字资产移交问题。
本平台与上述平台对比有以下特点：一是 国内开发适用于城市轨道交通施工管理应用的BIM-GIS数据库平台 ；二是 形成一套基于BIM模型、以分项工程标准化管理为目标的进度、质量及安全管理方法 ；三是 将物联网技术、移动互联、大数据技术应用于城市轨道交通现场质量采集、分析、追溯 ；四是 将图像识别、增强现实、激光扫描等多种技术应用于BIM模型和施工现状的比对，辅助质量验收 ；五是 将进度的智能采集与风险源的动态管理相结合，实现风险工程的动态提示与管理，补充既有安全风险管理体系 ；六是 兼容性与数据承载能力强 ：支持rvt、dgn、dwg、3ds等多种格式数据；七是模型无损轻量化技术，具有很强的数据承载能力；八是支持设备资产的编码内置，基于BIM的正向数字资产移交与智能运营。
（四）应用场景
基于BIM-GIS的城市轨道交通工程产业互联网平台适用于建筑工程建设全过程各环节，目前主要在城市轨道交通工程、枢纽工程、民航运输工程等不同类型的工程项目建设管理中应用，受地域、规模、环境等因素影响小。
三、案例实施情况
19号线一期工程线路穿越中心城，多次下穿既有线，途经道路狭窄、管线密集地区，线路埋深大，风险性高；工程施工作业面多、工程量大、工期以及施工场地紧张，整体部署、资源调配及项目管理难度大。平台依托19号线一期工程，将BIM技术与工程自身特性相结合，着力解决城市轨道交通建设过程中的技术与管理难题。
（一）实施模式
北京城市轨道交通由业主单位总牵头；BIM总体单位统一BIM应用标准、搭建管理平台，过程实施总体管理；BIM实施方（勘察、设计、施工、设备供应、第三方检测等单位）落实BIM技术应用。
（二）实施过程及重点措施
以“落实BIM的工具属性，保障信息时效性和‘图-模-建’一致性，发挥BIM工作先导性和实用性，提高各方参与度”为重点，从技术体系和管理体系两大方面进行重点落实，统一创建和应用标准，统一软件平台，明确工作机制与工作流程，集中开展构件库建设，总体把控数据采集、管理和应用，最终实现全线的数字化移交。
1.规划设计阶段
以“图模同步提交”为管理手段，保证数据采集的及时性（如图3所示）。平台研发轻量化插件优化模型数据，以及研发网页端数据集成平台及运行插件，最终实现全线、全专业、全过程模型数据的快速准确集成。
图3 数据集成
在设计过程中实施协同管理，包括对技术资料及信息的有效采集与管理，对文件版本进行合理控制，保障BIM模型和图纸等数据的有效性、唯一性、完整性、及时性，保证工点BIM模型方便、实时的浏览、查阅与审核（如图4所示）。
图4 设计协同功能
2.施工实施阶段
致力形成以模型数据为基础、进度管理为主线、安全质量风险为重点、投资控制为目标、管理平台为工具的基于BIM的创新管理体系，以实现施工全过程的三维化和数字化管理为方向，并为后期工程移交整合过程数据。
基于“一张图”全面掌控工程建设过程，集成方案数据，施工现场看得见，进度状态控得住，安全质量摸得清，风险状态可监控，竣工移交数字化（如图5所示）。
图5 数据集成平台页面图示
进度管理方面，在平台中通过三维模型所展现的形象进度，对于情况复杂的施工竖井横通道、暗挖车站，工作难度很大，施工工艺转换频繁，形象进度的变化会导致每一施工工艺下的工程量都跟着变化，计划人员编制修改工作量很大，通过平台相关功能开发，能够切实减少工作量，提高工作效率。
基于三维形象进度，根据公司节点计划和施工流程、步序建立集成模型数据，导入施工计划，定期自动形成施工进度报表，统计形象进度、投资完成情况数据，并与施工计划进行分析，具备计划模型加载和施工模型加载的动态切换，满足于公司层级至项目层级的工程进度管理和工程建设调度会的需求（如图6所示）。
图6工程进度模拟
风险管理方面，按照设计图纸完成测点布设模型及摄像头布置模型，模型与现场保持一致；集成后的模型数据包含环境风险模型、自身风险模型、监测点模型、摄像头模型四部分，其中监测管理与轨道公司安控中心的风险平台已实现风险监测数据及监测预警数据的实时对接（如图7所示）。
图7风险管理
为BIM土建施工阶段的工程量计算工作提供标准化的BIM工作方法（如图8所示），避免因各方标准不统一而导致工作交接的误解和构件工程量信息丢失，减少变更与返工，最大限度地保证工程量提取的准确性，严格参照《中华人民共和国国家标准建设工程工程量清单计价规范》（GB50500-2013），平台开发计量清单模板。
图8平台计量功能
3.竣工交付阶段
实现BIM与竣工验收相结合，实现基于BIM的竣工验收全过程数据的采集、集成、归档，在设施设备BIM族库基础上，完善资产编码、设备编号等信息，保证数据的可追溯性，为后期运维提供数据服务（如图9所示）。
基于设施设备资产清册，满足财务、维修、资产管理的需求，搭建“固定资产管理”子系统，实现资产从注册登记、盘点、变更、资产拆分组合、调拨、直至报废的全生命周期管理，实现可视化、数字化、精细化管理。
基于BIM的数字化特性（直观的空间位置、拓扑结构、完整的属性信息）、集成化特性（外部系统和物联网传感器），结合建设期的BIM技术应用，打造国内城市轨道交通数字化样板工程。
图9 资产可视化全过程管理
4.运营维护阶段
实现基于BIM的资产管理，进行设备运行状态的监测与空间管理，通过电子标签、物联网传感器、系统接口等多种手段，集成设施设备的实时运行数据，进行数据分析和设施设备运维监控，实现运维精细化、可视化、智能化管理（如图10所示）。
图10数据集成与运营管理
四、应用成效
通过对城市轨道交通BIM-GIS平台应用，以三维可视化的方式集成全专业多源异构数据，实现城市轨道交通设计、施工全过程数据的自动采集、多方共享、无损传递和智能分析。提升城市轨道交通系统复杂数据信息的智能化应用水平。结合BIM设计技术研究成果，全面突破城市轨道交通大数据建设和应用的成套关键技术，推进自主化的数字城市轨道交通建设，为实现我国城市轨道交通建设的信息化和智慧化奠定坚实基础。
1.规划设计阶段，平台内嵌了针对勘察、初步设计、施工和设备族模型的审核流程，提供了模型快速传递和审查意见线上留痕途径； 减少了线下纸质审核记录单以及模型传递时间，提高参建单位BIM工作效率达50%以上。
2.施工管理阶段，平台实现在Web端、手机端的可视化浏览，能够快速掌握施工过程中隐蔽工程（地质、市政管线、工程自身）的空间位置关系，减少施工现场的管线开挖事故。 具备了进度数据、安全风险数据和隐患排查数据的集成能力，可实施获取相关监测、预报警、巡视、视频监控等数据，基于三维场景进行项目管控。
3.施工深化阶段，利用BIM技术优化管线碰撞，设计和施工单位联合解决复杂节点管线排布， 发现遗漏系统管线和孔洞预留问题，优化风道隔墙、风阀墙、设备机房布置。 以BIM模型优化设计、指导机电施工，解决95%以上安装空间不足导致的现场问题（变更）及其导致的窝工情况，节省工期、减少投资。
4.在建设过程积累设施设备的分类编码、设计信息、厂家信息、施工安装信息等，智能输出资产清册， 实现基于BIM的可视化数字移交，领先于行业内通车后组织施工单位现场集中梳理1-2年时间的现状模式。 避免了对于隐蔽工程无法及时核验的情况，提高了资产盘点、现场核验等管控能力， 为运营阶段开展数字化资产管理、维保管理和智慧车站应用，提供了数据基础。
5.数据资源积累。平台集中存储轨道交通设备实施模型，向设计单位、施工单位、设备供应商等单位开放使用。 为全线网提供统一的构件库资源，满足施工深化模型和数字化交付的需要。 通过形成一套完整的资源库平台管理体制，确保资源库的不断更新及充分共享，提升 BIM 技术应用的效率及质量。
一、基本情况
装配式建筑产业信息服务平台（简称“装建云”）是由住房和城乡建设部科技与产业化发展中心牵头、北京和创云筑科技有限公司提供技术支撑，联合江苏省住房和城乡建设厅住宅与房地产业促进中心等单位研发的装配式建筑产业互联网平台。装建云依托《建筑工业化发展行业管理与政策机制》《工业化建筑标准化部品库研究》等国家重点研发计划和多个省部级课题成果，利用大数据、人工智能、物联网等新一代信息技术建立了“6+6+6”体系（见图1），即6大行业管理类系统、6大产业链企业类系统和6大数据库，能够为装配式建筑策划、设计、生产、施工、监理、运维等全产业链提供系统解决方案。
图1 装建云6+6+6体系
二、案例应用场景和技术产品特点
（一）技术方案要点
1．装建云将行业管理和产业链企业应用有机结合。6大行业管理类系统包括统计信息系统、动态监测系统、质量追溯监督系统、政策模拟评估系统、培训考测系统和人力资源共享系统。6大产业链企业类系统包括SinoBIM设计协同系统、混凝土构件生产管理系统、SinoBIM项目管理系统、钢结构建筑智能建造系统、SinoBIM装配化装修系统和一户一码社区服务系统。
图2装建云架构图
2．“一模到底”。可用于全产业链BIM的设计、生产、施工、运维等，做到同一模型全过程流转，适合建筑全生命周期线上数据同步线下流程的全过程打通及交互式应用。
3．跨区域、跨企业、跨部门的软件服务模式。装建云便于全产业链企业间数据共享，打破企业间信息壁垒，便于整合各企业各环节的离散数据，融合设计、生产、施工、管理和控制等要素，通过工业化、信息化、数字化和智能化的集成建造和数据互通，辅助智能建造。
4．可进行个性化定制。装建云提供基于模型驱动架构的无代码开发平台，可快速高效进行个性化定制，为行业主管部门和全产业链企业提供全面软件应用服务和信息化解决方案。并可通过快速开发工具，为产业链企业研发个性化需求的生产管理和项目管理系统。
5．装配工具有助于“正向设计”。引导装配式建筑的标准化，引导部品部件的系列化和通用化，便于“少规格、多组合”的正向设计。针对不同的技术体系特点，提供具有不同使用功能、不同安装条件的标准连接件BIM模型。
（二）关键技术经济指标
装建云可为混凝土构件生产企业节约策划及制造时间35%、减少在制品滞留数量32%、提升多部门协同效率65%、减少统计人员工作量90%、无纸化办公降低耗材80%、提高制造效率22%，构件质量达标率99%以上。
装建云是施工单位优化方案和设计交底等的有效工具，有助于节约人工、机械费用等。如大连绿城诚园项目通过装建云应用，节约人工成本约240万元、机械费用约200万元，系统方案优化节省约300万元。
（三）创新点
1.研发具有自主产权三维造型和约束求解内核的SinoBIM协同设计系统。该系统可采用浏览器直接建模的方式进行部品部件建模，基于装建云部品部件库进行“正向设计”，快速形成多方案建筑设计；可支持Windows、Linux、IOS、Andriod、鸿蒙等操作系统；可支持PC机、平板、手机等设备，实现多专业多主体的跨操作系统跨终端跨区域使用。
2.三维模型高效轻量化引擎。使用并行计算、mash面简化、同类组件合并、数模分离等技术，实现建筑数据在云端的互联互通，提高设计信息在建筑各环节的传输效率和信息准确率，实现从设计到建造一体化互联互通和“数字孪生”。并可兼容常用模型格式,如Revit、Tekla、Sketchup等。
3.基于BIM的全过程应用。在部品部件建模初期，即将部品部件数据按照过程分为生产特征、装配特征、管理特征等数据，为部品部件的生产设备提供数据接口、为施工阶段的自动化装配、为运维管理提供基于三维模型的数据支撑。
4.基于自主知识产权的无代码开发平台。该平台可快速响应多类主体个性化需求，具有先进的标准功能模块和个性柔性定制融合度。
图3 无代码开发平台开发流程
（四）与国内外同类先进技术的比较
1.与普通信息化平台相比，装建云针对装配式建筑提供行业管理和全产业链企业有机结合的产业互联网。
2.SinoBIM协同设计系统，研发完成完全自主知识产权的造型内核和三维约束求解器，解决了“卡脖子”难题。
3.混凝土构件生产管理系统、SinoBIM项目管理系统、装配式建筑部品部件库、钢结构智能建造系统等经过大量企业实际应用和多轮迭代，达到“易用、好用、管用”。
（五）市场应用总体情况
截止2021年9月，装建云注册企业1405家，其中建设单位392家，生产单位377家，施工单位295家，设计单位112家，监理单位141家，分布于全国26省市；涵盖822个装配式建筑项目，4532个单体工程，14570064条构件生产、检验、入库、运输、吊装等信息。
三、案例实施情况
（一） 6大行业管理类系统及案例实施情况
第一，统计信息系统已有主要省市4年的装配式建筑相关信息，可对装配式建筑产业链数据深度整合、挖掘，形成统一的数据视图，进行多维度的数据查询和分析，为决策提供数据支撑；第二，动态监测系统已在长沙、南京、南昌、天津等地持续使用，成为地方住房和城乡建设主管部门管理装配式建筑的重要工具；第三，质量追溯监督系统追溯项目已达822个，单体工程4532个；第四，政策模拟评估系统已对北京、深圳、南京、沈阳、济南、唐山、武进7市9类政策的协同效应进行了模拟评估；第五，培训考测系统已培训装配式建筑人才51899人；第六，人力资源共享系统初步积累装配式建筑人力资源数据，自动对从业人员绘制人员画像。篇幅所限，拟以南京市江宁区为例介绍动态监测和质量追溯系统应用情况。
图4 江宁区动态监测系统应用
江宁区从2018年试点应用装建云，作为全区引导装配式建筑及其产业发展的数据支撑。2021年1-9月动态监测数据如下：一是动态监测244个装配式建筑项目。二是监测辖区内215家装配式建筑相关企业。三是通过装配率计算工具对1843个单体工程进行装配率计算并上报。四是碳排放概算。基于BIM模型和装建云构件生产碳排放因子和运输碳排放因子库进行估算，通过装配式建筑替代传统现浇建筑，2021年前9个月江宁减少碳排放约40万吨。五是对244个项目的 1223815个预制构件进行了赋码和全过程全产业链追溯，以倒逼机制保障了装配式建筑质量，并形成了构件生产企业的诚信数据。六是对供应江宁的176家混凝土构件生产企业进行系统评价。七是通过系统进行项目审批、项目装配率核算审查等无纸化办公功能，高效进行业务处理。八是可每月自动生成江宁装配式建筑月度报告。通过以上举措，江宁区达到了实时监测本辖域内装配式建筑和产业发展情况的目标，高效管理工具和数据支持了江宁区科学决策和产业发展。
（二） 6大产业链企业类系统及案例实施情况
6大产业链企业类系统以部品部件编码和BIM贯穿设计、生产、运输、施工、运维全过程。第一，SinoBIM设计协同系统是基于完全自主知识产权的造型内核和三维约束求解器，江苏省建筑设计研究院、北京交大建筑勘察设计院等多家设计院已率先使用；第二，混凝土构件生产管理系统已在377家企业投入运行，支持企业内财务管理和项目管理、生产管理等深度融合；第三，SinoBIM项目管理系统将项目管理与BIM深度集成，已应用于大连绿城、大连移动、青岛中粮创智锦云项目等30多个项目；第四，钢结构建筑智能建造系统包含基于BIM的钢结构建筑数字设计、钢构件生产ERP+MES、钢结构建筑项目管理等功能模块，已应用于中川机场、兰州新区瑞岭嘉园等项目；第五，SinoBIM装配化装修系统包括快速设计系统，装修部品部件生产管理和施工管理功能模块，北京丁各庄保障房、副中心周转房（北区）、昆泰、华润公寓和南京健康城、浙江海盐君悦广场等35个项目；第六，一户一码社区服务系统为每栋楼、每户提供数字身份证和建筑（住房）详细档案，已应用于山东高速绿城蘭园等项目。
下面以江西省抚州市西津家园项目为例简要介绍。西津家园项目采用装配式整体式现浇剪力墙结构和装配式装修，装配率为62%，在构件生产、项目主体施工及装饰装修阶段应用装建云相关系统。
图5西津家园项目效果图
在设计阶段，西津家园项目选用装建云的部品部件库BIM模型，并进行项目建模和设计交底，通过装建云BIM轻量化引擎，使设计成果可以在不同的操作系统、不同的使用介质中得以共享。通过部品库颗粒度高的标准化部品参数化模型，缩短了设计时间，降低了设计成本。同时通过协同设计模块，实现生产、施工、运维的前置参与，使设计阶段就可以进行全过程的模拟预验，优化了生产、施工方案。
在生产阶段，玉茗建设集团通过装建云-混凝土构件生产管理系统，将项目设计模型自动轻量化，并将项目数据、构件数据进行数模分离，将西津家园项目的构件BOM、构件的材料BOM自动生成，实现从设计、生产到运输的全过程数据流动和不断丰富。构件数据自动生成项目的材料预算及材料需求计划，并通过系统自动生成采购订单、采购预警等功能，对项目所需材料进行跟踪监控。通过设计阶段轻量化时存储于数据库的构件BOM，进行生产阶段构件的自动赋码和单件管理。并可直接与施工单位进行交互，随时接收施工单位的要货申请，系统智能排产，管理人员确认后精准生产，准时运输，按时交货。
图6 西津家园项目生产管理APP应用
在施工阶段，西津家园项目通过装建云SinoBIM项目管理系统实现了有效管理。SinoBIM项目管理系统共有16个模块，包括投标管理、项目立项、计划管理、资金管理、进度管理、生产管理、物流管理、施工管理、质量管理、设备管理、安全管理、材料管理、人员（含劳务）管理、合同管理、分包管理、文档管理、问题管理、増值税管理、环境管理模块，系统对人、机、料、法、环进行了全面的管控，使施工现场更透明，过程管控更及时到位。
图7 SinoBIM项目管理系统功能模块
人：通过装建云的实名制进行考勤，尤其是系统提供的移动闸机功能，为疫情期间避免人员聚集，起到了很好的效果。移动闸机和实名制管理，通过人脸识别、定位等功能，解决了代打卡问题。装配式建筑人力资源积分体系等功能，确保了西津家园项目施工有序实施。
材：西津家园项目实现了部品部件及材料质量追溯，同时和BIM模型进行关联，可以通过模型对构件进行可视化的追溯。同时装建云提供了材料计划、出入库、库存盘点、材料检验、试块的报告等功能，将工地现场的材料及材料相关的资料进行了很好的分类及管理。
图8 西津家园项目构件扫码展示
机：通过装建云将西津家园项目施工现场机械设备分为特种设备、大型机械、小型机械、智能设备四类，根据不同类型设备的管理特点，分别建立状态监测和预警机制。通过设置预警时间，保证设备安全运转。
西津家园项目通过装建云实现了整体的提质增效。从质量上看，现场预制构件安装全过程质量追溯100%监控；项目检查整改完成率提高40%。从安全上看，塔吊平均每日吊次提高25%，作业塔机事故“0”发生；现场安全隐患发生率下降40%，有效节约项目人力管理成本25%；现场临边防护事故“0”发生，节约项目安全巡查管理成本30%。从人员上看，培养教育近千名高素质装配式建筑产业施工人员；工人考勤率达到100%，劳务纠纷“0”发生。
四、应用成效
（一） 有利于装配式建筑相关部门加强行业管理
装建云为装配式建筑相关部门提供了针对性的高效管理工具和数据支撑，有助于装配式建筑项目和产业健康有序发展。动态监测系统在长沙、南京、南昌、天津等地持续使用；政策模拟评估系统对北京、深圳、南京、沈阳、济南、唐山、常州武进7市进行9类政策的协同效应模拟评估；装建云装配率计算、碳排放因子测算等功能，可协助各地引导投资方和设计单位，在项目策划和设计阶段，进行多方案装配率测算、碳排放概算，通过多维度权衡和比选，引导装配式建筑绿色低碳发展。
（二） 赋能企业数字化、智能化转型升级
装建云为装配式建筑企业提供产业互联网平台。通过跨系统、跨企业信息互通，为解决企业间信息壁垒，解决企业内信息孤岛提供了解决方案。如装建云SinoBIM协同设计系统，一方面解决了“卡脖子”问题，另一方面又可解决各阶段各企业各自建模、信息孤岛、模型信息利用率低等问题，引导装配式建筑项目设计模型、施工模型、运维模型“一模到底”。
（三）行业提供知识服务
已构建6大数据库，包括部品部件库、政策库、项目库、企业库、人力资源库、资料库。部品部件库含装配式混凝土结构、钢结构、木结构、装饰装修、设备管线、拆装式建筑的部品部件BIM模型，已有11553参数化模型供项目和企业使用。项目库项目信息包括项目五方责任主体、单体装配率、单体工程数、建筑面积、所在位置、项目进度、部品部件使用情况、构件生产厂家等。《装配式建筑部品部件分类和编码标准》《预制混凝土构件生产企业评价标准》《装配式建筑预制构件碳排放计量》等标准要求已内置于装建云，已为822个装配式建筑项目的部品部件进行了赋码，对372家混凝土构件生产企业进行了试评价。
（四）有利于加强装配式建筑行业人才培养
装建云平台培训考测系统与人力资源共享系统为装配式建筑项目管理人员、产业工人提供线上学习资源，已编写装配式建筑系列教材，服务学校232所，线上培训5.2万人，累计学习时长24万余小时。人力资源共享系统完成在线订单任务1.3万个，进行人力资源考核2.5万人次，可根据培训考测、项目信息、管理系统工作记录、论文发表等多维度信息进行人员画像。
一、基本情况
（一）案例简介
“筑享云”建筑产业互联网平台依托树根互联的工业互联网技术，打造了项目“全周期、全角色、全要素”的在线协同平台，可以为智能建造提供数字化整体解决方案。平台包含项目管理、深化设计管理、构件生产管理、现场施工管理、BIM数字孪生交付5个核心模块，支持用户进行平台策划、定制化设计、数字工厂自动化生产、数字工地智能化施工、一件一码孪生交付及数据化运营，有利于实现建筑产业链的互联互通。
图1 平台业务蓝图
二、案例应用场景和技术产品特点
平台在树根互联工业互联网平台的基础上，全面梳理装配式建筑的核心流程和关键场景，定义并设计为建筑工业化赋能的核心数字化产品，通过整合集成业内优秀软件应用，形成三一筑工数字化平台的整体技术架构（如图2所示），支撑项目全周期、全角色、全要素的在线协同，实时动态全局最优。
图2 平台技术架构
（二）产品技术特点及创新优势
1.基于物联网的装配式建筑行业应用
集成树根互联的物联网平台和工业互联网技术，对装配式建筑场景中的设备进行实时监控与算法分析（如图3所示）。如跟踪采集分析现场视频数据，智能抓拍并警示不规范作业行为；统计分析工厂和工地水、电、燃气等能源消耗数据，制定节能策略，助力实现“双碳”战略目标；机械设备之间互连互通，设备作业时长和运行效率得以线上化呈现与统计；环境监测设备动态记录空气质量、粉尘、噪音、温湿度等环境指数，针对性地改善施工条件。
图3 数字工厂驾驶舱
2.一件一码的构件全生命周期管理
平台启用一件一码标准化构件管理（如图4所示），构件的唯一编码贯穿设计图纸、销售订单、生产计划、构件生产、质量检验、堆场发运、施工吊装、阶段验收等环节，实现构件全生命周期的数字化交付。采用二维码和RFID技术，提高构件的信息采集效率。据统计，工厂排产、质检、发运等环节的作业效率提升1倍以上，效果显著。
图4构件一件一码卡片
3. BIM连通制造和施工
基于自主可控的BIM技术，平台提供装配式建筑设计的自动拆分、快速优化、合规计算、智能优化，一键输出三维模型、构件图纸、构件清单和物料清单。平台让设计工作更轻松，同时提升了物料需求统计、BIM施工模拟的工作效率。
4. 数据驱动生产
基于平台的构件生产流程（如图5所示），支持以数据驱动生产，融合混凝土预制技术、物联网技术、工业4.0思想，采用数字化、信息化的智能设备，严格按照JIT(Just in time)生产模式，实现混凝土构件从BIM图纸到成品的高效自动解析转化，提高了建筑标准化部品产线的自动化和智能化程度。
图5 基于平台的构件生产流程
5. 工厂和工地紧密协同
平台围绕构件的吊装施工过程，打通构件生产管理数据，在工地和工厂之间进行要货协同，可以跟踪运输车辆轨迹，自动触发车辆出发与到达提醒，方便安排现场施工。吊装员扫描构件二维码，基于数字化图纸进行安装定位，利用物联网设备实现一件一码施工记录，大幅提升构件生产和吊装施工的协同能力和效率。
平台借助工业互联网、物联网、卫星导航定位、数字孪生、云计算、大数据分析应用等技术，发挥软硬件的组合优势，以实际应用场景为落脚点，对业主方、总包方、建筑设计院、构件工厂、施工单位等角色精准赋能，促进高效在线协同。平台覆盖了投资策划、计划运营、深化设计、构件生产制造、吊装施工、孪生交付、数字运营等多种场景的智能化应用。
天津国家合成生物技术创新中心核心研发基地项目（以下简称天津项目），位于天津市滨海新区，总用地面积 8.4 万㎡，总建筑面积为 17.7 万㎡（如图6所示），由中建八局华北分公司承建。四栋新建公寓采用装配式混凝土预制构件，应用面积2.6 万㎡。本项目基于“筑享云”平台，进行全流程数字化管理，是典型的平台应用案例。
图6天津项目鸟瞰图
平台的数字化技术在天津项目中应用分为五个方面：项目管理、深化设计管理、构件生产管理、现场施工管理、BIM数字孪生交付。
天津项目应用平台的项目管理模块对项目计划进行编制和反馈，将文档成果与业务工作流程结合，使各参与方紧密联系，真正实现项目全周期、全要素、全角色的在线协同管理（如图7所示）。具体应用在如下几个方面：
图7 项目管理模块
（1）计划高效编制及项目建设进度实时共享。总包方编制项目整体计划，构件工厂和吊装施工单位分别编制构件生产和吊装施工专项计划。计划之间建立联动关系，生产计划和施工计划之间形成动态协同的能力。任务负责人每日反馈工作实际进展（如图8所示），平台将进展分发给相关单位，提高了计划协同效率。
图8项目计划管理移动应用
（2）项目数据和文档共享。总包方通过平台将BIM模型、构件清单等数据向所有协作单位进行分享，并且在平台上共享图纸、文件等文档资料。施工各方人员通过移动端应用，快速查询共享文件。
（3）全方面提示及预警功能
中建八局通过平台对里程碑、专项计划、任务进行监控，进度发生偏差时预警信息自动推送，提醒相关责任人关注并处理，有效提高了天津项目计划效率和管控能力，计划管理成为项目运营的重要引擎。
在天津项目中使用平台提供的深化设计工具，进行了模型创建、拆分设计、计算分析、配筋设计、预留预埋设计并输出了设计成果（如图9所示）。
图9 深化设计主要流程
设计院通过平台输出了三维模型、构件清单和图纸。吊装施工单位基于三维模型进行施工进度模拟测算，优化工艺工法。构件工厂使用结构化的构件清单和图纸，完成自动化的物料统计和构件供应能力估算。数字化的模型和图纸提升了施工单位和构件工厂的工作效率，降低了整体成本。
天津项目中输出的深化设计数据，同时积累到设计院的成果库中，丰富了深化设计成果案例，为后续的标准化成果选配提供了参考依据。
天津项目委托三一城建住工(禹城)有限公司（以下简称禹城工厂）生产构件，全程应用平台构件生产管理模块，实现构件在排产、生产、质检、堆场、运输的全过程管理，禹城工厂累计供应天津项目4235片构件。
（1）计划驱动，生产过程可监控
禹城工厂使用平台生产管理模块，针对项目构件清单编制每日生产计划，针对每一个生产环节，通过平台小程序进行检验和记录。生产情况和质量数据通过平台同步分享给天津项目，工厂和工地双方达成生产进度和质量在线跟踪。
（2）一件一码，全程数字孪生
禹城工厂在天津项目上，通过平台进行一件一码的构件管理，用二维码标签绑定每一块构件，数字构件与实体构件连接，实现虚实同步。
（3）数据驱动的自动化生产
禹城工厂在天津项目上，使用平台进行数字化图纸的解析，对生产工序自动排程，通过制造执行系统完成自动划线/拆/布模、布料、振捣、堆垛、养护、翻转、质检等主要环节（如图11所示）。生产线各设备智能互联互通，高效协调运行，实现构件生产节拍≤8min。
图10数据驱动的自动化生产流程
（4）自动报表，掌握工厂动态
天津项目通过平台可查阅生产管理、堆场管理和运输管理的看板数据，更好的掌握构件的生产供应情况，实时掌握工厂动态。
平台提供的施工管理数字化工具，大幅提高了天津项目现场施工效率。平台可基于单个构件的施工模拟，实现要货协同、进场验收、吊装施工、安装验收等施工全过程管理，实现构件全生命周期追踪溯源与BIM 孪生交付。
（1）要货协同与运输跟踪
天津项目施工员在每一层构件吊装之前进行要货。禹城工厂实时收到要货信息，根据要货计划安排发货，构件从禹城工厂发出，平台小程序智能识别运输车辆驶离工厂与驶入天津项目现场，自动改变运输单状态并及时通知有关人员。现场施工员实时查看运输车辆运输轨迹，合理安排人员机械准备卸车。当构件运输车辆到达工地附近，系统自动通知天津项目、禹城工厂双方。施工员收到通知后组织质量、物资人员和监理对构件进行进场验收（如图12所示）。
图11 要货协同与运输跟踪
（2）吊装计划安排
天津项目施工员根据现场施工进度，编排吊装计划。通过微信向吊装队下达吊装计划，根据计划吊装的时间安排施工人员，协调塔吊准备吊装（如图13）。
图12吊装计划在平台小程序的应用
（3）吊装协同施工
吊装时，吊装人员扫码识别数字图纸（如图14所示），指导楼面施工，直观定位构件待安装的位置。管理人员实时掌握该楼层的构件吊装进度，通过小程序统计吊装用时，不断分析吊装效率，改进吊装流程，减少外部因素的影响，从而逐步提高吊装速度。
图13楼面吊装数字化图纸
天津项目设计的BIM模型与构件生产、运输、施工等环节打通关联，实现了数字孪生交付目标。构件状态实时同步到BIM模型（如图15所示），将模型渲染不同的色彩，管理人员可据此实时掌控施工进度，合理安排工序穿插，提高施工交付效率。
图14天津项目BIM数字孪生交付
在天津项目的观摩活动中，数字孪生交付成果得到了中建八局和观摩来宾的认可（如图16所示）。
图15 天津项目观摩现场
传统建筑行业各阶段数据不互通，各参与方采用自有的软件系统，未基于统一的信息模型进行管理，数据在传递和应用过程中丢失或不对应的情况时有发生，影响整体的工作效率，最终影响构件的生产、施工质量，降低装配式建筑的品质。三一筑工“筑享云”建筑产业互联网平台，是拥有自主知识产权的系统性软件与数据平台，推进了工业互联网平台在建筑领域的融合应用，为建筑工业化转型和发展提供解决思路。
平台对项目进行跟踪记录，进行全周期的项目计划编制，全角色之间的在线协同，全要素的参与和监控，支持对项目进行全方位、平台化的管控。
一是国产设计软件。从底层图形引擎到BIM 平台均采用国产技术，解决被国外软件市场垄断和图形技术“卡脖子”等问题。
二是智能化程度高。软件内置结构体系的设计规则，使预制构件的建模、拆分设计、深化设计、图纸绘制等均可快速完成，有效提高设计效率。
三是数据上下游对接。软件上游可对接传统结构计算分析软件的模型数据，下游可导出对接工厂生产装备的加工数据以及用于生产、施工可视化管理的模型数据。
每块构件分配唯一编码贯穿生命周期始终，解决了构件生命周期中信息断层、口径不统一的问题。基于一件一码的构件清单，对设计成果、生产计划、质检数据、库存发运、吊装验收进行全过程管理和跟踪，使构件生产过程可控，交付进展可视。有效解决工厂、工地数据统计难、订单流转难、抢生产、堆场乱的痛点。
传统的要货环节通过打电话、发信息等方式进行，沟通与反馈不及时；吊装施工环节通过对讲机、线下图纸等方式进行沟通确认，作业效率低。通过启用平台施工管理模块，工厂和工地双向在线沟通，要货和发运实时跟踪反馈，地上和楼面信息同步，实现吊装过程在线协同，提高了作业效率和施工质量。
平台的数字化产品和功能，在天津项目中得到了广泛的应用。构件生产管理模块，对上承接设计成果，对下提供JIT构件交付，累计保障4235片构件的按时交付。平台赋能现场施工，实现装配式标准层施工2-3天一层，比传统灌浆套筒方式效率高1倍。
纵观装配式建筑产业链，平台支持地产项目同时在线对“人机料法环测”等项目数据的采集与应用。平台累计注册预制混凝土构件工厂近600家，累计触达项目2643个左右，月管理构件60万片。工厂年总产能提高42%，人均产能提高80%，堆场周转率提高60%，经营资金占用量降低40%，工地施工效率平均提升30%。
为更好的向建筑产业赋能，提高产业整体效率，平台放眼未来，积极探索构件工厂联盟和产能共享的模式，打造共享产业链互联网APP。一方面可以满足客户方的弹性需求，保证构件供应；另一方面通过产能共享，增加工厂获取订单的机会，充分利用闲置产能。通过预制构件共享，对产业链的利益进行再次分配，使整个产业链的经济效益最大化。
一、基本情况
（一）案例简介
“铯镨”平台主要包括4个体系，一是从产品研发到以建筑产品模型体系为核心的建筑产品生产线，围绕建筑行业的纵向价值链实现数字化、平台化；二是地域经济系统，建立横向+纵向的地域资源供给网络，精准的进行地域资源匹配和服务供给；三是平台功能系统，通过平台数字技术建构数字孪生世界；四是社群在线服务系统，围绕数字化建筑产品体系，提供顶层设计、在线办公、智能企业管理等一站式经营管理服务。同时，平台搭载建谊集团研发的钢结构建筑产品技术体系，可以实现钢结构建筑的智能建造。
图1 “铯镨”平台主要功能模块
二、案例应用场景和技术产品特点
（一）应用场景
在方案策划阶段，由业主组织设计人员在平台选择或创建建筑产品，在实施阶段平台通过地域供给的功能给建筑产品适配部品生产厂商，并将建筑产品导入智慧施工系统进行应用。这种建造模式可以根据地域特征、建筑体量和规模以及业主方其他要求进行调整，满足标准化和个性化的双重需求，自由灵活。
（二）技术方案要点
图2 “铯镨”平台总体架构
“铯镨”平台由网络层、技术中台、业务中台、业务前台、用户层和客户层6部分组成。在网络层，平台主要由公有云提供基础网络设施，同时采用私有云和混合云作为辅助设施；在技术中台，采用大数据、AI和LOT（物联网）技术为不同的业务实现提供技术支持。此外平台自研的业务引擎和具有平台特色的API接口为建筑工程新模式的应用量身定制标准化服务；在业务中台，平台提供覆盖建筑工程全要素的业务功能模块，包括注册中心、订单中心、交易中心、结算中心等常规功能，最重要的是涵盖了模型设计中心、部品/构件库、供给中心、劳动资源中心、模型支付中心等平台特色功能模块；业务前台包括共性服务层、特性产品服务层和前端交互层三部分内容，其中共性服务层包括平台公共服务、店铺服务和认证服务等常规服务。特性产品服务层则是平台业务前台的核心，包括了模型建造服务、协同设计服务、部品供应服务、智慧工地管理服务、资源配置服务、运维数据监控服务等建筑全要素服务。前端交互层由建筑产品、平台工厂、智慧施工前台、金融支付、地域经济、智慧运维等网关组成；平台用户包括设计方、施工方、供给方、运维方、行业组织和其他业务团队，客户则是由投资机构、中小地产开放者、土地拥有者和小业主组成，用户利用平台提供的功能和服务为平台客户创造建筑工程价值，客户也可实时把控建筑工程服务的进度，并在合规范围内提出个性化需求。
（三）产品创新点
1. 平台搭载建谊集团装配式钢结构建筑产品技术体系
图3 装配式钢结构建筑产品技术体系
整个体系分为4个层级：
第一级为完整的产品独立模型，它集合地基基础模型、结构模型、外围护模型、机电模型、装饰装修模型、市政园林模型6大功能模型，是平台的核心产品模型，是一整套装配式建筑解决方案。
第二级即功能模型，按照建筑的专业组成划分出不同类别的功能模型，地基基础模型、主体结构模型、外围护模型、MEP模型、装饰装修模型、市政园林模型。
第三级称之为族模组，由特定施工工艺的部品部件组合而成，并在数据结构上满足施工管理的需求，可以精确提取施工中人、材、机和可计量措施的消耗量，是平台中的最小产品单元。
最后一级为部品部件模型，是由对于真实部品厂家的标准化的产品所建造的数字化的部品模型，是平台中最小的操作单元。
2. BIM与互联网平台技术的融合
建筑产品由BIM作为载体创建并展示，但又不完全依赖BIM软件的数据格式。一方面“铯镨”平台可以实现常用软件数据格式的无损转换。另外一方面，平台构建了覆盖建筑全生命周期的数据库，建筑产品通过平台的数模分离技术应用于施工前台，实施过程中反馈的信息经过筛选再进入平台数据库。
3. 一套数据贯穿始终
从项目设计阶段（数据生产阶段）开始，“铯镨”平台就通过社群资源赋予了建筑产品部品供给、施工管理信息，真正实现建筑工程全流程、全要素的“正向设计”。在项目推进过程中，通过数据的传输与比对进行实时监控、反馈和修正，最终形成满足智慧运维需求的竣工模型。
三、案例实施情况
（一）工程项目基本信息
项目位于白俄罗斯明斯克州斯莫列维奇区中白工业园，建筑层数为地上4层，地下1层，按照白俄标准进行设计，选用白俄标准规格材料，是一带一路上首个装配式钢结构项目。项目最终确定采用钢框架的结构形式，并在2020年初竣工正式投入使用。
（二）应用过程
1. 运用平台“建筑产品”模块功能进行正向设计
平台上搭载拥有自主知识产权的，覆盖建筑设计、部品供应和智能建造全生命周期BIM集成软件，该软件在设计阶段覆盖建筑设计、结构设计、MEP和装饰装修全专业设计功能。中国与白俄罗斯两国设计师通过调用部品族和族模组快速完成模型适配选型，同时使用软件参数化建模功能，在软件中输入基础参数，系统快速完成模型创建。对于不同的使用习惯，两国设计师通过平台上的兼容数据格式实现数据的转化。
平台上的软件提供给用户云端协同设计的功能，不同专业的设计师、项目决策者通过获取权限的方式对同一个模型进行设计和讨论。云端协同设计功能具有以下特点：首先，多人同时在一个文件操作，工作中每个人都可以获得最新设计信息，充分利用云端优势，避免复制替换的低效率工作方式。另外通过可见性来控制模型的加载内容，实现数据实时刷新和传输，不依赖本地计算机硬件性能。在云端快速调用平台中内置的族模型，平台工厂中部品族拥有唯一ID与之关联，避免建模过程中的重复，大大提升设计效率。在本项目设计管理中，平台的应用主要有以下几个方面：
项目实施前，通过权限设置为各专业设计团队，项目决策者和项目管理者赋予不同的权限范围。规范项目实施流程，保证过程中的有序组织。项目实施过程中，通过轻量化的3D视图查看模型的变更，分析模型变更引起的工程量变化，及时获得变更反馈，及时调整工作计划。设计成果内置工程管理信息，在进行BIM模型搭建的同时，施工人员在模型上协同创建工程管理模型，使设计方案与施工部署无缝贴合。
图4 正向设计成果
通过这些应用，在本项目设计阶段构建了面向全生命周期的、基于BIM协同的、二维/三维的、多专业的设计协同体系，通过单一的工程数据源为跨专业、跨部门和跨企业的协同设计提供及时、准确、可追溯、统一的工程信息服务。
图5 全专业设计协同体系
各专业设计人员以建筑产品智慧模型体系为核心，以BIM模型为载体，通过协同设计平台进行数据化的协同设计与管理工作。协同设计平台采用云管理模式进行精细化的权限管理，设计参与人员可以随时随地管理模型档案，设计过程中遇到问题可进行在线批注，直观展示问题所在，相关人员围绕批注开展点对点、点对面的沟通。
图6 全专业协同设计场景
2. “平台工厂”供需体系
图7 平台工厂供需体系
在实施过程中，项目执行者利用“平台工厂”供需体系将建筑产业链中的供应商聚合到供需平台上，供应商将产品与服务提供到平台上，并形成三维化与数据化的产品，为项目匹配对应的部品部件。在本项目中，“平台工厂”主要发挥了以下作用：
1）以本项目钢结构建筑产品的配套部品部件为中心，实现部品部件的三维模型化和三维模型的数据化，以部品部件为纽带对接生产、加工、销售、运输物流企业，并将部品部件厂商资源聚合到平台上。
2）平台将部品部件厂商资源、部品部件三维模型、部品部件数据信息、部品部件选型订货、生产加工与运输装卸跟踪等全过程资源聚合并在线实施。
3）在平台上，部品部件供应与本项目建筑工程实施优化相互配合，部品部件满足建筑产品的工艺工法、质量标准、施工安装、价格成本、运输装卸等要求，并与建筑产品形成技术融合与工艺优化的协同交互模式。
3. “智慧前台”智能建造管理系统
图8 “智慧前台”工程管理
“智慧前台”工程管理体系是在建谊第三代装配式钢结构体系的基础上构建起来的，这个模块涵盖了工艺工法管理、工程质量管理、HSE管理、造价成本管理和工程进度管理五大功能，覆盖了安装现场全要素、全方位和全过程管控。在本例中，“智慧前台”主要发挥了以下作用：
1）以本项目钢结构建筑产品的配套族模组为中心，实现族模组的三维模型化和三维模型的数据化，同时挂接工程管理模型信息。以族模组为纽带对接设计、加工、施工、专业分包企业。
2）在平台上整合包含族模组、厂商资源、劳动力、检测试验室、物流运输等建筑产业链上的各种资源。实现多方的协同工作与数据传递，形成完善的智能建造系统与网络协同基础。
3）族模组及其挂接的工程管理信息是本项目建筑产品中最小的实施单元，通过远程传感技术采集的信息与模型对比进行工程进度的管控，及时纠偏调正。通过点云扫描技术与施工模型进行比对实现工艺工法、工程质量与HSE的实时管控。除此之外，成本可以在进度和质量管控的基础上进行线上监控，实时调整。出资方在线上根据施工进度进行模型支付，具有快捷、安全、可控的优势。
四、应用成效
一是 解决两国协同设计的障碍。 设计工作由中方设计师和白俄罗斯设计师合力进行，由于两国相距较远，并且语言交流存在障碍，在进行正向设计时就采用平台线上协同的形式进行设计。两国设计师均使用平台功能以及平台上的设计软件进行实时协同，既实现了无障碍的语言沟通，又能及时查看模型变更，各专业无缝协作完成设计。最终实现一次设计，无需转化，标准统一与融合。
图9 中白设计协同工作场景
二是 缩短建造周期，按期交付使用。 该项目仅用时3个月就同白俄罗斯国家设计院完成设计一次出图，不需转换。解决困扰中白工业园推进全面建设的标准转换“老长难”等问题。该项目定轧型材生产及加工用时仅一个月。主体结构原计划半年的施工周期仅用时2个月，为加快推进一带一路的明珠—中白工业园探索出一条基于平台协同的智能建造和智能制造相结合的新型数字化建设模式，刷新一带一路工程建设新纪录。
图10 项目施工场景
三是 优化构件种类。 通过平台“建筑产品”与“平台工厂”模块的功能，分析优化了原方案的构件种类，节省了用钢，提高了加工效率，钢材供应周期由原先的3个月缩短到1个月，为项目快速实施提供了保证。
图11 构件种类优化
一、基本情况
（一）案例简介
为实现城市轨道交通全生命期管理，上海市隧道工程轨道交通设计研究院开发了基于BIM技术的城市轨道交通全生命期信息管理平台。该平台以BIM模型为数据基础，在设计阶段实现跨地域、跨单位、跨专业的三维协同设计，服务设计全过程的数字化协同管理，并提供建模效率工具包提升设计效率。在建设阶段，平台集成工程进度、质量、成本、安全等动态数据，结合标准化管理流程和职责对项目建设进行协同管理。在运维阶段，平台继承竣工数据和数字资产，通过自动化数据集成形成运维数据库，以数据驱动标准化车站运维管理业务流程，提升运维管理智能化水平。
二、案例应用场景和技术产品特点
（一）技术方案要点
基于BIM技术的城市轨道交通全生命期信息管理平台分为设计、建设、运维三大版块，共同服务于城市轨道交通工程全生命期管理，平台架构如图1所示：
图1 平台架构图
关键技术要点包括：
1.轻量化/跨平台图形显示技术：为保证建立起的信息模型能在各类终端进行访问，需对信息模型进行轻量化处理，在保留模型精细度、外观材质的基础上保证模型的流畅展示。
2.可视化精细管理技术：将模型进行深化拆分，集成各类设计、施工、运维数据，实现可视化展示、精细化把控、协同化管理。
3.多系统数据集成技术：提供标准化数据接口，支持对多个系统数据的集成，实现统一平台协同工作，解决城市轨道交通全过程数据量大、参与方多、信息系统多而杂的问题。
4.物联网技术：利用物联网技术的特点，将各种设施设备运行的相关信息集中到本平台，实现车站可视化动态管理，实现城市轨道交通信息由获取、传输到分析、综合应用的整个过程。
5.大数据分析技术：利用大数据分析技术正确解读、综合分析轨道交通工程全过程多源异构的数据，并从中挖掘潜在的、事先未知的有用信息，让管理更加精细化。
6.移动应用技术：通过移动应用技术实现数据采集、数据共享、流程流转，优化工作流及任务管理，让协同与沟通更高效。
7.室内定位技术：采用室内定位技术对人员进行定位，实现轨迹查询、巡检打卡、重点区域出入监控、排班布岗等功能，提升人员管理水平。
（二）关键技术经济指标
基于BIM技术的城市轨道交通全生命期信息管理平台在CPU使用率、内存使用率、系统响应时间、应用报表响应、模型加载时间等方面具备较好的性能参数。
1.CPU使用率性能指标
在使用负荷最多时，应用服务器的CPU最大使用率小于70%，内存最大使用率小于70%。
2.内存使用率指标
为确保系统各项应用功能正常，服务器内存使用率小于80%，数据库内存使用率小于90%，数据库活跃连接数小于90%。
3.系统响应时间指标
系统响应时间小于5s，在用户心理所能承受的范围内。无论是客户端还是管理端，当用户登陆，进行任何操作的时候，系统均及时进行反映，且系统可自行检测出各种非正常情况，并及时提示用户。
4.应用报表响应时间指标
每个图表显示耗时最多不大于15s。
5.模型加载响应时间指标
1）BIM模型承载力≥10GB。
2）构件数≥100万个。
3）模型加载时间≤5秒，大体量模型≤10秒。
（三）创新点
1.跨平台的轻量化三维图形界面。平台对信息模型进行轻量化处理，为各业务板块调用BIM模型数据成为可能，实现对三维模型的可视化浏览、业务数据的结构化展示及存储。同时，平台具备跨平台的功能，用户可以通过任意的终端、浏览器访问、查看模型。
2.可自定义的业务流程及标准化表单。平台提供可自定义的流程，便于灵活快速搭建操作、审核、管理等流程，并提供标准化表单，实现数据自动管理、统计报表自动生成等功能。
3.丰富的系统数据接口。平台提供丰富的数据接口及统一的开发协议，结合各阶段不同等级的BIM模型数据和属性信息，可对既有的、异构的、分布的多个数据库系统进行统一集成，满足信息化自主可持续发展要求。
4.物联网数据自动化集成及可视化。对物联网数据进行获取、表示及其内在联系进行综合处理和优化，并与BIM模型数据的融合，实现不同应用场景的可视化表达。
5.高效的项目数字化解决方案能力。平台基于BIM模型数据，紧密结合城市轨道交通全过程管理需求，全面提升数字化交付能力，是一套面向城市轨道交通全生命期信息化管理的解决方案。
（四）与国内外同类先进技术的比较
1.适用范围不同。国内的同类产品仅适用于一般民用建设项目，不能完全满足城市轨道交通工程的需求，本成果适用于城市轨道交通项目，匹配轨道交通的工程特点。
2.面向的用户群体不同。在设计阶段，实现跨地域、跨单位、跨专业BIM设计协同；在建设阶段，国内同类产品主要服务于施工单位的现场管理，本成果主要服务于项目建设方，侧重于管理者对项目的整体把控；在运维阶段，国内很少有面向城轨运营单位需求，结合BIM数据的车站运维管理平台。
3.BIM与城市轨道交通业务需求结合。本平台经过多年的实际项目应用，已经把BIM技术与城市轨道交通企业的管理模式、业务流程进行了深度整合，形成一套完善的平台应用及项目管理模式。
（五）市场应用总体情况
基于BIM技术的城市轨道交通全生命期信息管理平台自2016年1月以来，在上海在建地铁全面推广，包括17/14/18/13号线西延伸线等，同时推广至全国各地城市地铁项目，包括苏州S1/6/7/8线、南通1号线、福州6号线、重庆15号线/27号线/璧铜线等。
三、案例实施情况
本项目成果服务于城市轨道交通工程全生命期管理，在设计、建设、运维阶段分别满足不同的管理需求，探索了不同的技术路线和创新方法，案例实施情况如下：
（一）设计阶段
以苏州轨道交通6、7、8、S1线为应用案例说明实施情况。一是，以BIM设计协同管理平台为核心，着眼于设计行为和设计成果的标准、规范管理，对传统设计管理流程中的痛点进行研究和梳理，打通从设计—施工—运维全过程数据协同传递，完成了BIM技术应用在设计管理的流程再造。二是，平台围绕BIM设计软件体系，进行二次自主开发，参建人员可以从任意电脑浏览器或手机、PAD在线查看三维轻量化模型，并进行批注等操作，批注意见实现同步线上流程表单，实现广域网跨单位协同设计，如图2所示。
图2 网页轻量化模型浏览审核
三是，为提升BIM技术本土化管理的现实需求，保证设计成果数据安全性，在既有协同设计产品的基础上进行二次开发优化，实现了轨道交通设计领域领先的分级授权管理。
平台从2020年3月启动需求调研，2020年6月15日正式在S1线开展试运行，2020年9月16日正式在6、7、8三条线路中投入运行使用，实现了企业级多线路广域网协同办公、轻量化审阅的应用目标。
（二）建设阶段
南通轨道交通1号线一期工程借助建设协同管理平台，建设单位、设计单位、施工单位等多方单位在统一的可视化施工平台内发现、协调、解决现场问题。在土建施工阶段形成了一套以模型为基础，WBS拆分为导向，现场进度、照片、视频数据为结果的土建实施阶段数据资产库，如图3所示。
图3 施工进度对比模拟
福州轨道交通6号线工程注重对现场情况的及时把控、对工程进度的快速统计等方面的功能，要求参建方全员配备移动端app，实时掌握现场进度情况，如图4所示。
图4 移动端施工进度
重庆铁路集团注重对综合业务的程序化管理、工程资料的规范化管理，通过定制规范的投资管理流程、进度管理流程，将数字资产采集移交作为平台的主要应用目标，开展无纸化协同办公模式，如图5所示。
图5 前期报建流程管理
苏州轨道交通项目利用建管平台GIS地图、结合BIM技术模型，展示全线站点和区间的施工进度信息、预警信息，及时掌握施工情况；高效开展施工图模型深化工作，对BIM模型进行版本管理，并从模型获取分部分项工程信息结构树，实现土建施工和机电安装模拟仿真、分析与进度预警；采集监理单位日常工作信息，记录和跟踪质量整改过程，把控现场施工质量。
（三）运维阶段
以上海轨道交通18号线项目为应用案例说明实施情况。
一是平台将运维管理需求前置，以实际业务和管理需求为出发点，设计系统功能架构、数据结构等，提前完成了系统功能开发；同时，通过相关专业落实了系统方案设计，并在建设过程中落实平台硬件和网络环境条件的建设，最终移交到运维阶段。
二是，通过数据接口直接与建设协同管理平台进行数据对接，实现数字资产信息从建设期到运维期的无缝传递，保证数据来源唯一性、准确性及可用性，避免以往线路利用移动存储设备移交资料出现的数据遗失、数据格式不通用等问题。
三是，利用自动化集成技术，整合设备运行状态、视频监控、人员定位、客流、资产、设施设备资料、故障工单等动态数据，形成运维数据库，初步实现了“数字孪生”。平台以数据驱动设备管理、人员管理、事件管理、站务管理和统计分析等业务流程，辅助一线运维人员作业和协同管理，为车站运维管理提质增效，如图6、7、8所示。
图6 设备运行状态可视化查看
图7 人员可视化管理
图8 移动端故障上报
四、应用成效
本项目成果为城市轨道交通工程全生命期管理全过程中提供了实际生产和管理工具， 解决了轨交数字化转型的诸多技术问题，提高了人均效能，实现了提质增效。
（一）设计阶段
设计协同管理平台于2020年初在苏州轨道交通集团上线运行，克服疫情影响，来自9座城市、约34家设计单位、约978位设计人员参与协同设计，形成以下突破：一是实现广域网环境下跨阶段、跨单位、跨专业的设计协同一体化；二是打通了设计全过程管理，实现了BIM协同设计与工程项目管理一体化；三是打通从设计—施工—运营全过程数据协同传递，实现了全生命期BIM数据一体化；四是实现协同建模权限管理，进行平台权限管理功能完善与研发；五是整合BIM设计施工管理流程，完成无纸化管理流程再造，数据可追溯，形成数字化档案。
（二）建设阶段
建设协同管理平台为项目各参建方提供了基于BIM技术的在线协同工作环境，实现了在管理过程中进度、成本、质量、安全的精细化、可视化管控，主要特色包括：
1.充分利用BIM模型数字资产开展三维可视化、数字化的建设管理，支持在线审查、优化施工管线布置及施工方案，实现了施工前“所见即所得”。
2.利用三维场景，辅助工程进度直观展示，支持在模型中对工程量进行统计复核。
3.对设施设备产品模型进行了在线收集、审核、归档，并自动同步至运维管理平台，为运维管理提供了数字资产服务。
4.提供了轻量化竣工模型的管理功能，辅助竣工验收及移交运营。
5.为工程建设参建各方提供了协同工作工具，有效地提高了项目管理水平。
（三）运维阶段
智慧运维管理平台为BIM技术在轨道交通车站运维管理中的应用提供明确的解决方案，通过在上海地铁18号线的全线推广应用，取得以下应用成效：
1.建设了基于BIM + IoT的轨道交通数字孪生底座。平台将轨道交通车站的各类静态、动态数据进行集成、共享和三维可视化展示，初步形成覆盖地铁车站各专业系统、设施设备的数字孪生底座。
2.形成了数据驱动的标准化运维管理模式。平台在数字底座基础上，搭载设备管理、客运管理、人员管理、数据分析等核心应用，实现了轨道交通车站运维的办公电子化、管理精细化、数据一体化和分析智慧化，对管理模式有所创新。
3.实现了基于统一数据标准的全业务链数据深度融合。平台制定了设备供应商数据交付技术指导要求，打通制造业数据与BIM数据的深度融合；同时与综合监控系统、视频监控系统、定位系统等多个外部系统进行了数据对接，形成了项目适用的标准数据接口，实现全业务链数据深度融合。
4.促进了数字资产与实物资产的同步移交。在18号线同步推进了实物资产移交和数字资产移交，两个移交流程实现初步整合，从资产管理层面保证数字孪生的虚实数据的统一性。
综上所述，基于BIM技术的城市轨道交通全生命期信息管理平台从顶层设计进行了整体的战略定位及统筹规划，促进了轨道交通BIM模型数据在项目全生命期各阶段的有效传递、项目各参与方间的有效共享,为轨道交通工程规划设计、施工、运维提供了可靠的数据支撑，取得了较为显著的应用成效，为城市轨道交通数字化转型探索了可行的技术路线。
