2017年2月21日，国务院办公厅印发的《关于促进建筑业持续健康发展的意见》（国办发[2017]19号）指出，要坚持标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修、信息化管理、智能化应用，推动建造方式创新，大力发展装配式混凝土和钢结构建筑。意见还指出，要加快推进建筑信息模型（BIM）技术在规划、勘察、设计、施工和运营维护全过程的集成应用，实现工程建设项目全生命周期数据共享和信息化管理，为项目方案优化和科学决策提供依据，促进建筑业提质增效。目前，建筑业整体的信息化发展水平，特别是PC构件生产行业的信息化水平较低，直接制约了预制构件的整体产能，也进一步制约了预制装配式技术的应用，不利于逐步提高装配式建筑在新建建筑中的占比，迫切需要采取大数据、云计算等技术，集成整合预制装配式建筑项目各相关方数据信息，开发建设适用于PC工厂的信息管理系统，提高信息沟通效率，提升生产管理效率，促进PC构件生产行业和建筑业健康可持续发展。

本文根据装配式建筑供应链的运作特点，在对江苏省内多家PC构件厂现场调研访谈的基础上，从部品部件生产工艺流程分析出发，提出PC构件厂生产管理系统并对各主要功能模块进行详细分析，进一步提出运用大数据、云计算等技术建立基于BIM的PC构件全生命周期信息管理平台。

从对省内部分PC构件厂的现场调研访谈情况看，目前PC工厂信息化建设滞后，主要表现在以下几个方面：

一是信息系统覆盖率低。调研企业中有信息系统的企业占比不足50%，且信息系统以仅对生产环节进行管理的MES系统为主，大部分企业主要依靠传统的人工管理方式，通过专人记录PC构件生产流程各阶段信息，再人工录入电脑，生产管理的效率和准确性明显不足。

二是信息系统功能模块不完整。从相关企业信息系统使用情况看，系统功能基本都没用全，使用比较多的是生产过程控制和库存管理模块，大部分企业通过人工进行生产计划管理和物料清单估计后再导入信息系统。

三是系统功能模块互相割裂，数据未贯通。不少企业的信息系统仅仅承担对各生产管理环节数据录入功能，而且在数据逻辑性方面，由于未设置从上一环节到下一环节之间的数据校验和前置条件，导致不同模块之间的数据不完全匹配，数据一致性不够。

综合市场调研时企业普遍提出的需求和信息系统建设的有关原则，确定如下几个方面的系统需求：

一是实现BIM信息的全过程应用。由于BIM技术在整合项目全生命周期信息等方面的优势，成为装配式建筑行业的发展重点，PC构件厂都提出信息系统要实现BIM技术的在构件生产全过程应用的需求。

二是系统覆盖生产管理各阶段。在调研时，PC构件厂普遍提出，新建信息系统要对销售、计划、生产、采购、质量、库存以及人事、财务等企业运营的主要功能进行全方位管理，以提高企业运作效率。

三是统一编码，实现生产信息闭环管理。大部分企业提出要对物料进行统一编码，确保数据信息的唯一性，提高信息管理的准确性。

四是实现构件生产质量的溯源管理。由于工程质量终生负责制，目前大部分装配式建筑项目要求对构件质量进行追踪，PC构件厂提出要对构件生产的质量进行溯源管理，以不断提高构件生产质量。

五是使用方便。基于车间操作人员整体素质和技能不足，所以不少PC构件厂提出系统开发要简单易用，尽量不多增加工人的工作量。

开发的PC工厂生产管理系统共分为13个模块（图1），各模块的主要功能简介如下：

销售管理模块主要是销售部门对PC构件销售活动进行管理，功能上主要包括客户管理、销售计划管理、销售合同管理、销售资料管理等，销售资料管理中非常重要的是对客户提供的设计单位基于BIM的深化设计图纸的管理。

计划管理模块是生产计划部门对PC构件生产有关的各类计划进行管理，功能上主要包括生产计划以及磨具模台计划的制定、执行、偏差分析等，流程上包括根据设计单位基于BIM的设计图纸计算或直接导入设计单位Revit软件深化设计的物料清单，生成对应的物料需求计划（MRP）和磨具模台计划，根据客户项目现场安装进度产生PC构件生产计划，根据物料需求计划和对应物品的库存情况产生原材料采购计划。

在PC构件生产企业，磨具模台是十分重要的生产辅助物资，必须对其进行单独管理。磨具模台管理模块是对磨具模台生产全过程的管理，包括生产过程管理、生产进度管理等。

生产管理模块是PC构件生产车间对构件生产全过程的管理，包括生产过程管理、生产进度管理等，作为信息系统的核心模块，生产管理模块需要采集附着在二维码上的PC构件生产从原材料开始直到产成品结束的各关键生产节点的数据信息。

采购管理模块主要是采购部门对PC构件生产企业的原材料采购、固定资产采购、费用类采购等采购活动进行管理，功能上主要包括供应商主数据管理、采购计划管理、采购合同管理、采购订单管理、采购资料管理等。

质量管理模块主要是质量管理部门在生产全过程以及构件发货前对照BIM深化设计图纸以及客户技术要求、行业及企业技术标准等进行质量检查、检测和管理，功能上主要包括构件产品的质量检验、质量缺陷处理等。

试验管理模块主要是质量管理部门按照客户所在地质监部门有关规定在生产特定阶段采集试块进行强度破坏等方面的试验，功能上主要包括试块管理、试验过程管理、试验结果管理等。

这里的库存管理模块指对PC构件生产企业的原材料、零配件等的库存管理（不包括PC构件产成品的库存管理），功能上主要包括入库登记、出库登记、库存盘点、库存查询、库存预警等。

堆场及发货管理模块主要是堆场及发货管理部门按照不同类型成品PC构件码放要求、客户发货要求以及构件吊装作业的便利性进行构件码放管理，并根据发货计划管理构件调运和发货运输，功能上主要包括堆场分区管理、构件码放管理、承运商管理、构件在途跟踪、到货管理等。

人事管理模块主要是人力资源管理部门对企业所有人员以及与人员有关的信息进行管理，功能上主要包括人员基本信息管理、劳动关系管理、考勤管理、工资绩效管理等。

财务管理模块主要是财务管理部门对企业生产经营活动涉及到的所有资金进行管理，功能上主要包括收入管理、支出管理、报表管理等。

统计分析模块主要是统计部门对企业生产经营活动所产生的数据进行基本的统计分析，特别是PC构件生产全过程数据的统计分析，以及在此基础上，通过数据挖掘操作产生的成果进行展示和说明，是系统建设的亮点和难点，功能上主要包括报表管理、分析报告、数据挖掘等。

系统管理模块主要是信息管理部门对信息系统进行管理，功能上主要包括系统账户管理及权限设置、行业相关政策标准管理和展示、其他相关的信息化服务和信息沟通等。

生产管理系统拟分两期建设，系统第一期主要包括计划管理模块、生产管理模块、质量管理模块、堆场及发货管理模块、统计分析模块（不含数据挖掘功能）、系统管理模块等六个模块，剩余七个模块及统计分析模块中的数据挖掘功能在第二期开发。

按照关键生产环节数据自动采集、生产全过程数据闭环管理的总体目标要求，以BIM为主线，以二维码为生产全过程数据的载体，充分运用物联网、数据挖掘等技术手段，实现生产工艺流程的逐步改进完善、生产效率的逐步提高、产品质量的稳步提升。生产管理系统总体架构如图2所示。

感知层主要功能是加载PC构件生产全过程各类数据信息，包括PC构件的二维码标签、工厂各个角落安装的视频探头、自动化生产设备上的传感器、构件运输车辆上的GPS等。

数据采集层主要功能是采集附着在感知层相关载体上的数据信息，包括扫描二维码的扫码器或者手机及PAD、采集视频探头及自动化设备上非结构化数据的台式机及笔记本电脑等。

数据存储层主要功能是对PC构件生产全过程所采集的数据在云端进行安全、高效存储，按照功能模块不同，这些数据分为原材料采购数据、生产过程数据、产品质量数据等结构化数据，以及设计单位提供的基于BIM的设计图纸、视频探头采集的图像视频等非结构化数据，上述各种类型的数据信息按照存储安全、全面覆盖、方便检索的方式存储在云端服务器上。

数据处理层主要功能是对所存储的PC构件生产全过程的数据进行加工处理，加工处理的方式主要包括统计分析和数据挖掘两类。统计分析是指按照企业生产运营管理需要，对上述数据进行不同维度、不同周期的数据统计和同比环比变化分析，例如统计某一段时间某一种规格型号叠合楼板的产量、库存量、待生产量等；数据挖掘是指在基本的统计分析基础上，从提高企业运营效率、降低生产经营成本、提高构件产品质量等方面出发，运用SPSS24软件及其他大数据挖掘工具，对系统采集的数据进行提取、清洗、转换、装载和挖掘，以充分发掘数据隐藏的有价值信息，为企业业务流程重组提供决策参考，例如通过对叠合楼板的质量缺陷影响因素进行主成分分析，找出影响质量缺陷的关键因素，并制定和实施针对性的质量提升方案。

成果应用层主要功能是将上述所获得的数据信息、统计分析及数据挖掘成果，通过EXCEL表格、WORD文档、AUTOCAD图纸等方式，按照不同的系统权限，在手机APP、PAD、电脑等媒介上进行直观展示，方便操作层使用者及时处理PC构件生产过程中遇到的各种矛盾和问题，方便管理层使用者及时统筹构件生产进度、原材料采购等方面的信息，方便决策层使用者及时掌握企业运营的采购、生产、库存、质量等方面的关键信息。

为确保PC构件在生产全过程数据信息的准确性和唯一性，本系统实现对设计单位基于BIM的构件正向设计信息的直接导入。在构件设计阶段，设计单位在完成项目分楼栋的结构设计后，生成楼栋各楼层的构件拆分模型，进一步生成各个构件的深化设计图纸，并生成对应的二维码。生产管理系统自动接收设计单位基于BIM的设计信息，并将其作为物料清单（BOM）的基础，用以指导物料需求计划（MRP）、磨具模台生产计划和采购计划的编制。

为方便实时掌握PC构件生产进度，本系统对各构件生产信息进行直观展示，以某项目一栋18层建筑为例，共需要供应2160块叠合楼板，按照所处生产阶段不同，将构件状态分为无状态、待生产、生产中、生产完成、已发货和已安装六种状态，具体如图4所示。

PC工厂生产管理系统于2018年底完成一期开发，并在省内123家部品部件生产企业试运行。从售后服务部门反馈情况和赴有关企业实地调研情况看，生产管理系统基本满足企业经营管理需求：一是实现了BIM信息直接导入生产管理系统，避免图纸信息的重复录入，提高设计信息沟通的准确性，提高企业运作效率；二是通过二维码技术保证了数据的唯一性，在对原材料、中间品、产成品进行数据编码基础上，通过二维码集成整合构件生产全流程数据信息；三是通过设置环节之间数据信息验证的前置条件，实现数据的闭环管理，即数据之间彼此互联互通和符合逻辑，保证了数据信息的完整性；四是提高了企业运作效率，通过信息系统的运用，企业普遍反映生产效率有所提高，产量最高提高了30%；五是降低了企业运作成本，系统运行有效降低了生产制造各环节的返工率和材料浪费；六是系统操作，特别是手机APP操作简单，没有给操作工人增加太多工作量。