智慧建造将给工程现场一线管理带来5%～10%的潜力空间，现场粗放式浪费、返工、进度延迟等现象将大幅减少，智慧建造理念将大幅提升大型建筑企业的管理水平，改变当前建筑业现状，提高市场集中度，实现集约化管理。

　　 华南理工大学广州国际校区一期工程EPC项目(见图1)位于广州市番禺区，用地面积331 500m ^[2]，总建筑面积500 000m ^[2]，地上建筑面积403 452m ^[2]，地下建筑面积96 548m ^[2]。单体公共建筑最高约70m，最大面积约47 000m ^[2]，结构形式为框架结构，覆盖建筑、结构、机电、外电等全专业工程。

　　 本项目由教育部、广东省、广州市、华南理工大学4方共建，同时，项目以“办学一流、规划一流、建设一流和运营一流”为建设原则，打造广州市6个“第一”:第1个城市街区式大学校园;第1个以设计牵头的EPC项目;第1个设计、施工、运维全过程BIM应用项目;第1个装配式建筑面积达总建筑面积30%，且达到A级装配式建筑评价标准的项目;第1个借助国家重点研究项目探讨珠三角地区气候适应性的绿色建筑项目;第1个全信息化施工的智慧工地项目。

　　 1)EPC总承包模式项目建设全过程由总承包商负责，广州市重点建设管理中心只与总承包商(4方联合体)签订合同，所有分包商均由总承包商自主招标选择，合同价格按双方招投标结果执行。市重点建设管理中心仅负责品牌库、采购数据库的管理和维护，不再直接对接分包商，工程总承包对整个项目的计划、质量、成本、安全等全权负责，按合同要求向业主优质高效地交付所承建项目。

　　 2)装配式建筑面积大装配式建筑总建筑面积达15万m ^[2]，地上14～15层，单体装配率>60%。其中C,E地块预制标准化程度低，对设计的深化能力及构件厂的管理能力要求较高。

　　 EPC工程总承包模式下，要实现施工总承包到工程总承包角色的转变。做好EPC项目施工单位要有以下能力:(1)丰富的设计管理经验，能把握设计优化方向;(2)超强的分包资源整合能力和成熟的材料采供网络;(3)能驾驭各专业分包分供方，并得到支持和配合;(4)强大的策划能力及高度的全局观。

　　 主要管理措施如下:(1)调整项目组织架构(见图2);(2)设计部提前介入;(3)计划部提前策划、制定可行计划;(4)将分包纳入总包管理范畴。

　　 本工程除常规总承包中的土建专业外，红线内的室外管网、园林绿化、市政道路等所有专业分包工程也纳入EPC承包范围。专业分包数量剧增，管理协调工作难度极大。

　　 主要管理措施如下:(1)采用LSCS总承包管理体系，以项目整体利益最大化为中心，通过引领、服务、协调、监管等手段，提高项目精细化管理水平;(2)细化分包管理、提供专业服务;(3)多部分参与，综合择优各分包;(4)对分包单位实行强势管理，奖罚分明。

　　 本项目合同约定2018年8月1日开工，第1批工程工期仅365d，第2批工程工期仅467d;我方要完成总建筑面积约28万m ^[2]的全专业施工，高峰期月产值达1.8亿元，根据合同规定关键节点逾期1d罚款224万，延期交付1d罚款672万。

　　 主要管理措施如下:(1)统筹规划各区域施工节奏;(2)详尽排布各专业施工计划，保持高强度穿插作业;(3)分级做好分供材料进场安排;(4)做好后勤服务工作。

　　 本项目(四局标段)总建筑面积约28万m ^[2]，其中地上建筑面积24.61万m ^[2]，地下建筑面积4.15万m ^[2]，地上17栋5～15层塔楼。需投入13台塔式起重机、23台施工电梯、37 810t钢筋、1.9万m ^[3]混凝土，2.83万m ^[3]砂浆，3.5万块加气块、28 600t钢管、450万套扣件、12 000t轮扣、210万套顶托。机械设备及材料投入量大、调配难度大。

　　 主要管理措施如下:(1)分区域均衡施工;(2)明确大型设备和物资总需求计划与投入计划;(3)供应商提前介入，提前备货;(4)发挥集团优势，完成集中采购。

　　 项目从初步设计到正式出施工图仅147d，需覆盖深化方案设计、报建、概算送审、初设批复、施工图送审及修改、出图等阶段;包含全专业图纸及装配式构件拆分与深化，时间非常紧迫。

　　 主要管理措施如下:(1)招采、分包提前介入，一次成图;(2)全专业同步一体化设计;(3)运用全过程基于BIM的智慧管理平台等先进管理工具。

　　 装配式面积达15万m ^[2]，涉及预制结构柱、叠合梁、叠合板、预制楼梯、轻质隔墙等构件，共7 284个，装配率>60%，且达到A级评价标准。预制构件现场安装对精度要求非常高，对设计及施工均是挑战。

　　 主要管理措施如下:(1)采用BIM技术等先进管理手段解决预制构件的拆分及深化问题;(2)采用我司自主研发的新型脱模防护复合剂;(3)采用RFID进行全过程数字化管理。

　　 随着EPC工程总承包管理模式的推行，总承包单位需协调的单位越来越多，问题越来越棘手，需团体作战，所需信息真实性高，管理压力升级，需要项目利用先进技术实现整个建造过程的智慧化、数字化，实现各方主体协同、高效工作。

　　 采用“一云、五端”智慧安全帽进行工人的精细化管理。在安全帽中植入芯片与闸机相关联，实现智能无感精确考勤，解决工人考勤需要带卡、刷卡问题，工人考勤率>90%;安全帽中录入工人身份信息，用于劳务实名制管理，目前项目所有工人均实名登记、实名进出并与人员履历挂钩;植入芯片配合感应系统实时统计各作业面与各工种的数量、人员位置及轨迹信息，帮助现场管理人员进行工人调度，平衡资源供给，极大提高现场管理效率;工人长时间滞留会进行滞留提醒，以防发生意外。安全帽工作状况如图3所示。

　　 系统自动记录各工种出工时间，帮助项目商务进行工效对比、窝工分析、派工参考等生产指导。

　　 智慧安全帽技术将人员劳务实名制，人员考勤、定位等功能集成化、智慧化，用户黏度大，工人使用率100%，极大提高项目对工人的管理精度及管理效率。

　　 目前建筑工人大多是农民工，安全意识和素质较差，安全防护较被动，管理效果差，时常发生安全事故，为将被动变主动，公司联合中山大学、广州汇数科技有限公司率先研制一款智能安全防护装置———基于多模态感知的可穿戴安全防护机器人，如图4所示。

　　 本技术旨在将人工智能、物联网和安全工程技术应用于建筑施工现场，实现一款安全防护可穿戴式机器人，机器人的头部集成多模态感知传感器，包括三轴加速度计、三轴陀螺仪和三轴磁力计，通过检测人体重力分布、转动角速度、水平运动加速度，可得出人体运动的姿态角度等信息。多模态传感器通过卡尔曼滤波算法利用传感器数据实现数据融合，对人体跌落进行综合识别，当人体跌落时，通过触发自动充气装置，对机器人的主体(可充气式背心)进行快速充气，有效保护工人关键部位。其中最关键的是人体跌落识别技术，即怎样准确判别人体正常运动和跌落状态。公司技术团队联合中山大学人工智能教授进行技术攻关，以人体正常运动和跌倒的合成加速度、合成角速度及人的姿态角为突破口，找出正常和跌倒动作的区别，得到阈值，从而基于阈值算法作为安全气囊的跌倒早期检测方法，如图5所示。

　　 安全防护机器人由防护服与安全帽共同构成，整体设计综合考虑人体工学原理，有效保护人体关键部位。机器人从识别到做出判断仅200μs，接收信号后充气仅80～120ms，最低保护高度仅2m，具有广阔的推广前景。

　　 项目在决战60d冲刺计划中采用基于BIM技术的施工进度重量管理法，基本原理是在某一规定时间点统计清楚各专业各单位每天的进度完成总重量，利用BIM技术转换为质量，精确到kg，对比对应的每日计划总重量，以实现进度的精确计量和奖罚兑现，达到进度精细化管理的目的。BIM技术发挥实体三维建模、提供工作体积、换算工作重量的作用。

　　 本项目简化处理各材料重量，假定一些工程量密度，或以代表性的工程质量取代实际质量，核心是精确计量，相同部件的转换标准统一即可，14钢筋、C25混凝土、木模板、加气混凝土砌块的假定密度分别为2.6,2 300,600,500kg/m ^[2]。在假定密度的基础上，编制以重量参数为标准的进度计划。

　　 利用BIM技术将每日完成情况转换为重量，并对比最初编制的计划工作重量，以确定奖惩措施，如表1所示。

　　 借助BIM手段对比每日工程量，记录各项施工日计划、周计划，以周进行奖惩，按重量管理法进行精细化管理，目前第1批交付的D,T区进度与预计的进度偏差由原先的1周缩短到2d。

　　 项目需在极短时间内做大量决策，需要大量真实可靠的第一手数据做支撑，为此引入中建系统自主研发的云筑智联管理平台。

　　 项目智慧工地建设主要涵盖全景监控、物料管理、项目劳务管理、绿色施工管理、进度管理、质量管理、安全管理、工程资料管理、智慧党建等9大模块。

　　 云筑智联管理系统除指挥中心外，还包括移动终端用户系统、工地检测监控设备及通信设备等。系统主要对施工状况及车辆人员出入、PM2.5、PM10、工地噪声、电能消耗、水量使用情况，塔式起重机及施工升降机实时运行情况、施工现场重大危险源进行实时监测，并上传各种数据。

　　 相应智能设备的安装不仅保障日常安全监督管理，同时，数据采集功能大大减少工作的随意性和盲目性，同时为项目科学决策提供依据，智慧工地既改变工地现状，也推动施工企业产业升级和提质增效。

　　 采用三维场地布置技术，将生活区、办公区、施工区各阶段二维图纸通过三维可视化进行表达，立体、美观、交底方便、更加高效。

　　 采用BIM5D平台改造传统的质量、安全管理流程，改造后的流程可长时间留存管理痕迹，同时极大提升管理人员的工作效率，提高质量、安全整改回复率，BIM模式下，质量、安全管控主要利用5D平台的质量(安全)管理模块，配合手机端、PC端进行质量(安全)管控。涉及人员主要为质量(安全)员、质量(安全)主管、栋号长、生产经理、各分包质量(安全)员、各班组带班人员。

　　 采用BIM5D进行质量(安全)管控的具体做法如下:(1)质量(安全)巡查员发现并上传问题，指定相应责任单位、整改单位(班组)、整改人、整改期限;(2)当有整改任务时，手机端提醒相应责任人进行整改，整改人将整改后的照片在整改期限内上传平台，超出期限平台会记录并提醒责任人;(3)整改人上传整改后的照片，总包质量(安全)巡查员进行审核，审核通过后进行问题闭合，审核不通过进行整改，直至问题闭合;(4)PC端负责分析问题，包括各单位问题整改、问题类型、问题分区等情况，找出主要原因，以便采取措施进行质量、安全管控，PC端还可批量生成问题整改单，生成问题分区布置图，PC端大数据筛选结果还用于质量(安全)人员履职考核、分包考核、后续质量(安全)改进方向等。

　　 目前国内对装配式研究主要集中在技术方面，对构件从设计到吊装甚至后期运维等管理方面的研究较少。本项目预制构件总量达7 284件，数量庞大，安装区域交叉，管理难度大;且预制构件的进度状态控制是装配式建造顺利实施的影响因素之一。因此，项目在应用BIM的基础上引入RFID技术，实现预制构件的智慧化管控。

　　 BIM模型关联RFID芯片信息是该应用的关键技术之一。为此，将项目C,E区装配式BIM模型按构件厂的深化图纸进行拆分，得到与工厂构件数量一致的拆分模型;为明显辨别构件状态，制定构件状态特征表。

　　 在BIM平台中提取模型中唯一的GUID，写入RFID芯片，实现模型构件与RFID芯片的关联。

　　 通过外置的扫码枪将实际构件信息及状态写入RFID芯片中，实现外部构件与RFID芯片的关联，最后通过RFID芯片串联整个信息流，在预制构件BIM信息中心库中进行展示。

　　 RFID信息管理平台实时更新扫码枪识别和写入的信息，BIM平台与RFID信息管理平台通过云端服务器交互信息，除实现构件各阶段的信息管理外，还实现预制构件设计、生产、运输、储存、吊装各阶段状态的三维展现及构件信息的可追溯性。

　　 初始计划采用传统满堂支撑架体，较保守、工作量大、耗时耗力，且后期标高调节不方便，经过技术改造及受力分析，采用独立支撑+支撑架作为装配式结构支撑体系，新支撑体系工作量仅为传统的1/3左右，既保证安全，又提高支撑施工速度、节约材料。

　　 预制柱在吊装过程中最关键的是下部预留钢筋能否快速、准确插入上部结构柱的预留套管内。传统方式是吊装前调整钢筋，速度慢且调整质量不好。为解决上述问题，在下部预制结构柱吊装完成后安装定位装置，下层定位装置为定位箍(安装在下部)，随叠合板混凝土浇筑在叠合板内，上层定位装置为定位钢板(安装在上部)，待吊装上层预制结构柱时取下，预制柱预留钢筋因为定位装置的约束，可一直保持顺直状态，加快预制柱吊装速度，从而达到优质高效的建造目的。

　　 传统钢牛腿作为辅助小工具，存在左右调节受限、上下调节距离短的问题，项目技术团队经过不断探索，将传统钢牛腿改造成可左右调节，上下调节距离长的新型钢牛腿，更具实用性、先进性、高效性，如图6所示。

　　 本项目预制柱采用半套筒注浆工艺连接，传统预制柱注浆导管为波纹管，且为两面注浆，存在套筒引出管过长、导管外形杂乱、易弯折、堵塞风险大等问题。

　　 技术团队经多次试验对传统注浆工艺进行优化:(1)将两面注浆改为四面注浆，减小套管引出管长度，减少浆料在导管中的流动路径，降低注浆风险;(2)将波纹管优化为PVC管，减少管道弯折风险。优化后不仅缩短注浆时间，降低导管堵塞风险，还提高注浆质量。

　　 合理采用各种先进的智慧建造工艺及管理手段，减少人力、材料投入，部分施工由人工转变为自动化、机械化、工厂化施工，实现项目管理精细化及成本控制最大化，实现建设单位要求的既定目标。

　　 1)采用BIM+RFID技术管控装配式构件全过程，极大提高管理效率，减少管理成本15.56万元。

　　 2)采用智慧安全帽技术极大提高项目对工人的管理精度及管理效率，减少成本11.25万元。

　　 3)采用装配式创新技术，优化装配式支撑体系、预制柱预留筋处理及其他小工具，减少材料用量，缩短施工工期，节约成本441.25万元。

　　 华南理工大学广州国际校区一期工程通过应用LSCS总承包管理体系，以项目整体利益最大化为中心，采取引领、服务、协调、监管等手段，提高项目精细化管理水平，破解项目管理的系统性、多维性、复杂性与动态性管理难题，最终实现各方共赢。施工过程中以智慧建造思维为核心，采用智慧安全帽技术、BIM技术、RFID技术、安全防护机器人技术、智慧工地先进技术，通过进度重量管理法、装配式框架结构一体化的新型管理手段，围绕人、机、料、法、环等关键要素，对工程三管、三控、一协调进行服务，改变信息获取难、传递慢、决策周期长的困难，推动项目生产的透明化、绿色化、智慧化，提升履约能力，提高风险防范水平，降低建造成本，是项目在385d内优质高效建造、极限交付的保障。