与传统现浇建筑相比，装配式建筑增加了构件生产、物流运输和装配安装环节，生产方式的改变在导致其出现增量成本的同时，工程项目全生命周期各阶段工程管理的难度也明显增大，衍生出工作流无法以最优路径连续推进的建造流程碎片化问题，导致组织沟通受阻、资源转化效率低下、成本控制不力等问题，影响装配式建筑的全面推广。由于装配式建筑在建造过程中参与主体更多、目标系统更为多元、技术难度更高、行为系统的时空关联更加紧密、组织架构更趋复杂，故而装配式建筑的建造过程是一项十分复杂的需要统筹兼顾多主体、多目标和多元素的系统工程，在实施精益建造时需要合理运用系统工程思维、精益管理理念和信息化手段。精益建造作为以实现连续工作流为核心的系统性方法，包含了并行工程、准时生产等一系列精益工具，能够推动解决以返工、非增值迭代和构件二次搬运为突出表现的装配式建筑建造流程碎片化问题。实际运用中，并行工程的实施、准时生产的应用等精益建造理念的落实，都需要共享信息数据的支撑，而BIM作为建筑信息模型，高度集成了装配式建筑项目的各类信息，可供精益工具调用。装配式建筑精益建造与BIM技术的有效结合，通过依托BIM的信息管理平台来促进装配式建筑设计、构件生产、物流运输、安装施工等的全过程精益建造实施，有助于优化装配式建筑项目现行合作模式，在提高建设效率的同时有效控减资金浪费，为装配式建筑在更大范围的推广应用创造良好条件。

全过程各阶段信息数据的协同共享，是实现装配式建筑精益建造的前提和基础，然而传统项目建造管理模式下普遍存在信息共享受阻、交互方式落后、传递效率低下等数据协同问题，而BIM技术以其信息共享、可视化、协同性、模拟性和可追溯性等特点，在解决精益建造数据协同问题、为精益工具提供信息支撑方面，具有较高的应用价值。

从装配式建筑决策、设计、施工和竣工验收的全过程项目管理现状来看，精益建造的主要目的在于优化理顺建造流程，剔除不必要的各阶段重复和无效工作，通过并行设计、准时生产、精益运输管理和高质量安装施工，大幅提升项目建造效率和效益。精益建造有效实施的关键在于现场实时信息数据能否实现深度协同共享，在装配式建筑项目实际运作中，供应链核心企业及各节点企业之间的利益冲突难免造成信息协同和数据共享受阻，传统管理模式下普遍存在如下精益建造数据协同问题。

精益建造并行工程的实施要求项目各参与方必须充分沟通交流，相关决策也需要信息数据提供参考支持；准时生产则要求项目各参与方共享各自的生产进度，以便精准确定产品被需要的时间和供应量；构件精益运输管理和安装精益质量控制也同样都需要信息数据实时共享。而装配式建筑供应链节点企业都趋向于以阶段性的建造管理作为控制目标，而阶段性的建造管控目标难免缺乏大局观念和整体意识，项目建造的整体性全过程有效信息难以得到高效利用，导致装配式建筑精益建造无法从全局的高度得以有效实施。

装配式建筑工程项目涉及的环节因素较多，信息量较大导致沟通成本偏高。在参与人数众多的项目沟通协调、信息交互过程中，项目管理人员的主观性因素极易导致信息沟通传递的疏漏偏误，从而造成精益建造相关信息的缺失和误差。

现阶段装配式建筑建设工程管理中，信息传递不及时现象普遍存在。究其原因，不外乎来自沟通方式落后和内部管理混乱两个方面。就沟通方式而言，以传统图纸文件作为信息沟通载体和媒介，信息化程度严重不足，信息更新迟缓；从企业内部管理来看，项目信息联络人员在接收到项目相关信息后，在上传下达环节存在明显延迟现象，信息传递不及时常常造成精益建造流程脱节和项目工期延误。

由于构件生产、物流运输和装配安装环节的增加，装配式建筑精益建造管理更为复杂，信息量会持续加大，管理人员凭借传统管理手段难以掌控自如，需要借助计算机辅助来完成精益建造组织管理中的信息采集、处理、调用和归档等各项工作。构建依托BIM技术的基于三维数字模型的信息共享平台，可以形成涵盖装配式建筑项目各阶段空间模型信息和物理信息的数据库，通过覆盖建设项目全过程信息的信息共享平台的搭建，破除信息壁垒，纾解项目各参与主体之间因信息不对称而产生的矛盾，形成维护共同利益、提升整体价值的合力，大幅提高信息传递沟通的效率。

利用BIM技术的可视化、信息共享和可追溯性等特性，能够提高装配式建筑精益建造信息管理的效率，特别是依托BIM技术构建信息平台后，可实现信息数据的实时动态交互，能够协调项目各阶段精益建造流程优化和项目管理的有效衔接，保障工程项目顺畅进展。将BIM技术引进嵌入装配式建筑精益建造后，信息交互方式的优化提升有助于打破以往刻板僵化的管理模式。发挥BIM技术可视化优势，可将设计阶段的碰撞检测分析予以三维直观呈现，消减防止装配部品构件、设备管件线路之间的碰撞冲突，提早识别预防因设计失误导致的重装返工浪费；项目管理人员可依托BIM模型实时更新设计、施工和市场波动等方面的信息数据，为开展项目动态协同管理奠定基础；后续进行项目评价时，可借助BIM技术对特定建材实施生产、质检、审批、运输、装配等全过程的历史追溯，为项目管理的综合评价提供数据支撑。

在设计阶段，项目供应链参与方可以通过BIM这一即时性沟通信息平台，随时提供经验和建议参与设计，各方的提前介入和信息互通，使得各阶段获取的数据更为精准全面，信息传递和利用的效率大为提高；在施工阶段，为动态管控实际工程量与核算工程量的差异，可运用BIM技术做好建造安装模拟、数据更新、工程量算和施工组织优化等。BIM技术可将三维建筑模型与时间、成本关联，升级为4D或5D模型，以便在虚拟环境中预判施工中可能出现的问题，将各类管线和特殊构件先行集合归类，重点对构造拆解、工序衔接、专业搭配、套筒灌浆质量、楼板平整度和坐浆水平、板缝控制效果以及外架防护稳定性等装配式建筑施工难点进行模拟优化，识别其间存在的问题并直观呈现在项目管理人员面前；此外，BIM的模拟仿真分析和模型可视化也对应优化了精益工具的有效应用条件，应用BIM所带来的信息数据传递效率的提高，为装配式建筑精益建造取得实效提供了有力的信息保障。

实现装配式建筑精益建造与BIM技术的有效结合，首先要构建依托BIM技术的信息管理平台(见图1)。在此基础上，将BIM技术的可视化、集成化、协同性、模拟性等优势特点，充分应用到装配式建筑精益建造的设计、构件生产、物流运输和构件安装的各个阶段，以此保障装配式建筑全过程精益建造的有效实施。构建依托BIM的信息管理平台，结合工期要求选择对应的BIM模型分析汇总相关项目建造信息，并及时将工程量算结果转换成电子表格，便于精益项目管控更直观、高效开展。BIM信息平台的构建有助于强化装配式建筑项目各参与主体之间的作业协同，而各参与方的密切配合正是实现并行工程和构件准时生产的关键前提。BIM信息平台的搭建能够使项目信息的高度集成管理成为现实，借助与时间进度和成本费用深度关联链接后形成的5D-BIM模型，能够集成整合装配式建筑项目的进度、成本、质量和物料消耗等方面的信息数据，实现施工集成管理，为装配式建筑精益建造的顺利实施奠定基础。

从各专业分离独立设计向合并协同设计转变，是装配式建筑设计的必然趋势。借助BIM集成化功能，建筑、结构和装修三个不同专业可依托BIM平台共享信息并完成协同设计。利用BIM技术的模拟功能可提早识别偏差谬误，有针对性地予以优化修正以适应后续阶段工序环节的专业化要求。多专业协同并进使得BIM模型的信息更新速度更快，可即时更新优化模型中的构件参数，确保在现场安装前就能识别修正预制构件潜在的安装连接风险，为实现不同建造阶段的高效衔接奠定基础。建筑、结构和装修三专业的协同设计具体如图2所示。

设计、生产和施工一体化有利于产业供应链条的缔结成型，促进链上各节点企业的协同发展，通过信息交流共享提升作业效率，压减装配式建筑建造成本。设计、生产和施工一体化目标的实现，首先需要依托BIM技术搭建信息管理共享平台，基于该BIM信息平台各参与方才能实现信息共享，共同完成设计、生产和施工一体化目标。在组织保障方面需要建立专业的施工团队来领会落实一体化设计营建理念，而在技术支撑方面则需要引进精益管理中的并行工程理念。

所谓并行工程就是要求不同步骤和流程同步执行，而非按照固有顺序执行。引入应用并行工程理念能够大幅提升装配式建筑产品设计的集成度，缩短项目工期进度，降低造价成本，提高各参与方的价值增益水平。设计人员在装配式建筑初步设计阶段便可借助BIM技术构建涵盖项目各项数据的建筑信息模型，后续深化设计时可运用BIM软件实施多专业并行设计。以构件设计为例，在BIM软件的并行工程界面中可同步并行设计构件生产工艺、安装细节规范和后续运维等方面的内容，之后由参数化的BIM模型自动加以检验审核，直至达标为止。基于BIM的构件并行设计过程具体如图3所示。

支撑并行设计的集成工作环境的构建，可与前文论述的BIM信息管理平台结合起来，成为信息平台之上的基于BIM的并行设计子系统。并行工程系统大致分为三部分：一部分是建筑、结构等各专业的组织执行，目的在于保障装配式建筑产品的设计及相关流程的实施；另一部分是依托BIM的并行操作系统，主要为同步并行设计提供信息集成共享服务；还有一部分则是涵盖产品数据库和仿真系统等内容功用的功能界面。

深化设计阶段形成的预制构件信息会通过BIM信息平台完整传递至构件生产企业，基于BIM模型承载的有效信息数据，在生产准备阶段，构件生产所需的各项参数就通过BIM信息平台被提前传递到生产一线，生产商据此制定精益生产计划；构件生产制造启动后，通过BIM信息平台传递过来的预制构件设计信息将自动转换成生产设备能够识别读取的格式，生产过程中BIM信息平台将持续提取储存构件的材质、型号、工时等有用数据，为下一步储运、安装等工序预作准备；在成品构件的仓储阶段，BIM模型中的构件信息与实际成品构件形成一一对应关系，项目各参与方能够透过BIM信息平台对构件数据实时查询和更新。BIM模型中的构件信息为构件入出库管理提供数据支持，同时也使后续订单管理、物流转运等过程都留下清晰可追溯的鉴证痕迹。

装配式建筑构件的准时生产就是将现场施工所需的各类构件及时制造完成并运抵工地，实现预制构件的按需定时配送供应。装配式建筑项目所需的各类预制构件数量多、重量大且形状极不规则，不适合在工地现场大量储存堆放。依托BIM信息管理平台实施准时生产管理，既能避免施工现场构件堆放维护而产生额外成本，又能避免因构件供应不及时而导致的工期延误，在提高项目运作效率的同时控减浪费；施工企业依据施工计划和进度预估所需构件种类和数量，生成采购订单并发送给各供应商，后者按照订单需求准时组织生产和物流活动，并在约定的时间足量运抵施工安装现场。前者接受构件并验收无误后及时开展施工作业，在精益建造理念导引下应用BIM技术高效完成项目建设。

作为供应链核心企业，建筑施工企业按照精益建造理念严格按照施工计划展开施工进度，借助BIM信息平台统筹协调供应链上相关节点企业，通过密切协同配合扩大整体价值增益、减少额外成本支出；构件生产企业可将构件物流业务外包给符合条件的专业物流运输商，并要求相关物流运输数据及时上传BIM信息平台，通过专业完善的物流服务满足装配式建筑项目精益建造的物料需求。

构件生产企业和物流运输承包商应针对安装工地的构件需求实际制定运输计划，要适应构件的体积和形状来安排与之匹配的特种运输车辆，并根据途径道路交通管制情况动态调整物流计划。为便于管理人员全程掌控构件运输情况，可在专用车辆上安装GIS地理信息定位系统，实时将构件位移信息上传BIM信息管理共享平台。同时，BIM信息管理共享平台还应汇总构件运输量和道路交通管制信息，结合施工进度和构件实际需求量随时调整物流计划。

BIM信息管理共享平台在接收汇总车载GIS上传的相关构件位移、运输线路和交通状态信息后，可即时对工地场外和场内线路实施优化调整。在对物流和工地状况进行虚拟推演的基础上，统筹设计规划施工现场的通道设置、构件堆放和机械设备布置。通过BIM信息平台对物流运输方案的不断模拟、修正和完善，尽可能提高构件装载及转运效率，控制物流运输成本。

借助BIM信息管理共享平台的统一调度，实现大批量、有计划的构件运输以提高物流效率、控减承包商采购价格。基于BIM不断调整物流配送计划使之与装配式建筑项目现场施工安装计划两相匹配契合，尽可能将预制构件直接运抵工地现场。确需设立中转仓库的，则应在综合研判物流运输信息的基础上，确定最适宜的中转仓储地点。

工程项目的施工阶段是建筑物实体的形成阶段，也是人力、物力和财力消耗的主要阶段。要提高建设质量，最大程度发挥投资效益，就要在工程施工阶段加强工程建设的管理和监督职能，从而加强对工程项目建设的全方位、全过程的精益建造控制。在装配式建筑的施工安装阶段，应充分借助BIM技术，采用全面质量管理方法来实现构件安装的精益质量管理。构件安装是装配式建筑工程质量管理的关键环节，该阶段各类内外墙板的装配及灌浆连接、剪力墙钢筋和板缝的绑扎处理等项细节工作，都与工程质量的最终结果息息相关，需要提前制定涵盖构件进场管理、构件吊装操作手册和构件节点施工工艺规范化标准的质量控制体系，并及时将上述质量标准文件及附带的技术交底、操作指南、质量监督流程、质检表格等方面的信息内容上传输入BIM信息管理共享平台，运用4D-BIM施工进度模型和5D-BIM成本控制模型，对装配式建筑工程项目质量、进度和费用实施综合一体化管理。

河南省某青年人才公寓项目位于郑州市郑东新区龙子湖园区北部，晨晖路、贾鲁街、薛港街和薛夏北街围合地块，项目估算总投资21.75亿元，建设用地面积126.6亩，总建筑面积376532.29平方米，规划建设青年人才公寓2280套。该项目采用预制装配整体式框架-剪力墙建筑结构形式，为提高项目运作效率，实现收益预期，承建单位注重在项目精益建造中应用BIM技术，取得了良好成效。

设计阶段对于这类大型装配式建筑项目精益建造的实施至关重要。鉴于此，承建单位于设计之初就构建了BIM信息管理平台，依托BIM技术开展协同一体化设计。在初步设计阶段结合高端人才住宅楼的功能定位，尽可能采用标准化户型模块以提高项目装配率。采用Revit软件对所需外剪力墙、叠合板、叠合梁、阳台板、阳台栏板、阳台隔板以及预制楼梯等构件的信息进行采集处理，在BIM模型中构建项目相关构件标准化图库；继而依托BIM信息平台对项目各专业实施协同一体化设计，运用BIM技术实施碰撞检测，提早发现设计问题并予以修正优化，规避建造过程中可能出现的返工浪费。BIM技术的充分应用大幅提高了该项目的设计标准化程度和产品价值，为后续发挥精益工具的作用创造了条件。

该项目所需预制构件是在预制构件厂生产制造完成后再行运抵施工安装现场，故而构件生产阶段的精益管理对于整个项目造价精益控制的影响不容忽视。制定实施准时生产制度，预制构件厂通过BIM信息平台实时获取施工现场的构件安装进度和实际需求，据此动态调整构件生产供应计划。从BIM预制构件标准化图库获取构件的平面、立面和剖面图以及详尽附注信息，BIM三维模型能够直观展现预制构件的所有设计数据，为准时生产制造提供数据支撑；借助BIM信息管理平台强化供应链管理，承建单位在将施工计划上传BIM信息平台的同时，也要求构件生产厂商上传构件精益生产计划，以此实现供应链的精益集成管理和可视化进度调控。

该项目选定的预制构件厂商距离项目所在地郑东新区327公里，承建单位要求运输承包单位在综合考量运输距离、交通环境、装卸搬运和车辆情况等因素的基础上，分别确定了主要运输线路和备用运输线路。在每辆专用运输车辆上都安装了GIS地理信息定位系统，随时向BIM信息管理平台发送位置信息。为防止运途中构件的碰撞损坏，每辆平板运输车上均安置了固定运输架，预制构件与运输架、运输架与车体之间都进行了强化固定。由于预制构件在出厂前都张贴了二维码或嵌入了RFID芯片，在运抵现场后进行检验时，BIM信息平台能够自动识别出运输过程中的构件毁损情况。

在预制构件吊装之前，借助BIM模型进行安装模拟，避免实际安装后因设计冲突而发生的返工浪费。承建单位借助BIM信息管理平台采集掌控最新的材料供应和施工安装进度信息，对于构件安装连接中出现的问题及时予以查偏纠错。构建装配式建筑施工全面质量管理标准体系，并将相关技术交底内容和操作规范上传BIM信息平台，专门成立领导小组定期调度督查施工质量，综合采用PDCA戴明环、4M1E和6SIGMA等质量管控方法，确保施工质量水平维持在较高水平，以此带动促进整个项目的精益建造措施落到实处。

由于BIM技术在装配式建筑项目各个阶段的充分应用，该项目的精益建造取得了良好成效。应用BIM技术在初步设计阶段识别构件碰撞、现浇结构与预制结构冲突等一般问题50余处，在深化设计阶段及时发现构件设计方面存在的问题230余处，节省返工造成的浪费1600余万元；优化减少模具加工36种，优化控减构件数量105种，减少构件吊次187次，综合缩短工期60余天，对于该项目精益建造起到了积极的保障作用。

通过分析阐释装配式建筑精益建造数据协同问题及BIM技术的应用价值，构建依托BIM技术的信息管理平台，按照装配式建筑项目设计、构件生产、构件物流运输和施工安装四个不同阶段，分别探讨各阶段精益建造实施中的BIM技术应用，并以河南省某青年人才公寓项目为例加以实际印证，发现应用BIM技术能够大大提升装配式建筑设计、生产、物流和安装阶段的精益建造效果，BIM技术与精益管理理念融合并用对于装配式建筑精益建造的有效实施具有很好的适用性和结合效率。