建筑业是我国国民经济发展的支柱产业，在新时代建设质量强国的大背景下，传统建筑行业必须顺应时代发展，加快产业转型升级。新型建筑工业化借鉴系统工程理论，充分利用现代化科技手段及组织管理模式，对建造全过程生产要素进行集成和系统性整合，为顺应工业化趋势的新生产方式，其宗旨是提高建筑业全产业链的科技含量比，并最终将传统建筑业中低效率、高消耗转变为高效率、绿色节约型的生产模式。作为数字经济时代的基石，编码及自动识别技术是实现建筑业全要素、各环节、跨区域、全球范围信息互通的关键基础，探索工业化建造编码及自动识别应用框架，将为工业化建造的数字化应用奠定坚实基础，有助于推动传统建筑行业转型升级与高质量发展。

目前，建筑行业可参考的国家标准包括GB/T 51235—2017《建筑工程设计信息模型分类和编码标准》、GB/T 22633—2008《住宅部品术语》;行业标准有JG/T 151—2015《建筑产品分类与编码》;学会标准有土木工程学会制定的《装配式建筑部品部件分类和编码标准》;团体标准有深圳市建筑产业化协会制定的SZTT/BIAS 0001—2018《预制混凝土构件产品编号标准》;地方标准有福建省住建厅2016年印发的《装配式建筑部品部件编码规则》等。

如图1所示，在编码与自动识别领域，编码与标识体系通常包括以下几个要素:物品分类 (包括分类编码、基准名称及属性编码) 、物品标识编码、编码数据载体 (包括一维条码、二维条码、射频识别标签 (RFID) 、编码解析 (解读代码关联的物品) 等。从现有可参考的标准可以发现，上述标准仅限于分类编码领域，在预制构件标识编码、数据载体、自动识别及解析领域的相关标准尚属空白。

国际统一编码与标识系统 (简称“GS1系统”，原称“EAN.UCC系统”) ，是一种开放的、多环节、多领域应用的国际统一商务语言，为贸易项目、物流单元、资产、位置、服务关系等提供全球唯一的标识和商贸服务，以提高国际贸易及供应链管理效率和透明度。经过40多年的发展，目前GS1系统已成为全球应用最广泛、技术支持最成熟，成本最低的物品编码与标识系统。

国际范围内流通和信息交换的各类商品、物资、货物、服务、资产和位置大多采用GS1系统的编码作为唯一代码 (UID) 。这些代码可以采用一维条码、二维条码、射频识别标签 (RFID) 等数据载体进行承载，并通过印制与刻印等不同方式与标识对象绑定，使得商品、货物、服务及资产和位置等物品信息在供应链流通和信息交换过程中被方便获取。该系统克服了各厂商、组织使用自身编码系统或部分特殊编码系统的局限性，提高了贸易效率和对客户的反应能力。此外，为解决获取物品标识代码后物品相关数据和相关业务互联互操作的目的，GS1从20世纪80年代开始标准化了的电子数据交换 (EDI) 、GS1 XML (eb XML) 电子报文、全球数据同步 (GDSN) 、EPCIS等多个系列信息交换标准体系。

随着世界经济飞速发展和信息技术日新月异，以物联网、3D打印、虚拟现实、大数据、人工智能、机器人为核心技术的第四次工业革命助力物品信息编码、标识、自动识别和信息交换的GS1系统目前不仅在传统商贸领域的应用不断深入，更拓展了医疗、国防、汽车制造等众多行业领域应用，但在工程建造领域尚未见有成熟应用。

工业化建造特点之一就是通过工厂化生产的预制构件在工地通过机械装配方式进行建造，因此以预制构件的编码与自动识别应用标准作为应用框架研究的切入点有着重要意义。目前，在预制构件编码及自动识别领域存在如下方面问题。

预制构件分类不统一，标准化程度较低。各单位预制构件类别多且复杂，一方面影响了模具的互通性，造成浪费和产品成本提高;另一方面造成管理混乱和监管困难。

设计院、深化设计单位与预制构件厂的编码原则不一致，有的按预制构件类型编码，有的按预制构件平面位置编码，互不兼容，没有统一分类编码标准，无法实现一物一码，增大了各方协同工作的复杂度。

缺乏统一、规范的数据载体要求，各单位自行设计和选型，比如数据载体类型，标签大小、位置、颜色、材质等，在美观性、标准性、方便性上还有较大改进空间。

尚未形成预制构件统一标识的概念，往往简单地与预制构件标签相混淆。由于预制构件标识不统一，自动识别设备较乱，既造成了资源浪费，又不能够形成统一标准，不利于管理，也不利于现场施工。

各项目甲方或总承包方都有各自的应用管理系统，种类繁多，互不兼容，且成熟度不足，标准化程度不足;此外，管理系统采购成本高，使用繁琐，导致使用成本增高，这些都给预制构件生产厂家造成了很大管理压力，不利于系统普及。

缺少工业化建造系统工程角度，乃至工业化建筑全生命期的角度去统筹思考，通过编码与自动识别技术规模应用，将装配式建筑设计、制造、运输、施工以及后期运维等环节打通，以实施全寿命期的质量管理和追溯。

整体方案立足于应用导向和问题导向，以解决业务发展的核心问题为根本出发点，重点围绕工业化建造“全生命期质量追溯”“基于供应链的精益建造”“标准的国际化接轨”等3条主线展开。

以“分类、编码、标识、自动识别、解析、数据交换、数据安全”系统工程应用的角度统筹，核心与重点是破解出企业规模化应用所涉及的最有效技术路径所包含的关键技术及其相互关联，即系统应用主线。

整体方案通过“分层-解耦-体系-应用框架”去思考，从系统工程的角度，重点是通过四级解耦 (见图2) 把“编码与自动识别应用框架”这一复杂问题简单化，从而找出“分类-标识-解析”这一系统应用主线，包括围绕这个系统应用主线的三方协同规范与使用指南，后面的论述将从重构建立新分类体系、建立基于GS1系统的统一标识、基于编码标准的三方协同规范和分布式解析原则这几个方面来展开。

为解决当前预制构件分类标准化程度低及现有分类标准应用普及性不高的现状，参照GB/T35403.1—2017《国家物品编码与基础信息通用规范》的原则、方法与结构，重建了预制构件分类体系，包括预制构件分类编码、基准名称编码和属性编码3部分，对预制构件划分的颗粒度由粗到细依次进行了限定和说明。其中，创新性引入了“基准名称编码”，解决了先前预制构件只有分类、没有统一规范命名的问题;同时，将分类、基准名和属性进行了解耦，便于后续规模化应用。

标准本质特点之一是形成共识，重构建立预制构件分类体系的总体思路，既借鉴已有国家物品编码的原则、方法和结构并将其引入到建筑行业，同时又继承建筑行业已有分类标准的成果与经验。

以GB/T 51269—2017《建筑信息模型分类和编码标准》《装配式建筑部品部件分类和编码标准》中已有的分类表为基础，对预制构件进行分类，确定预制构件的大、中、小类。

根据国家建筑标准设计图集 (如15G1071《装配式混凝土结构表示方法及示例 (剪力墙结构) 》) 里预制构件的名称为基础，同时参考设计院、生产厂、施工单位的经验、技术及业务管理需求，总结、提炼出预制构件的基准名并形成共识如表1, 2所示。

根据设计院、生产厂、施工单位的经验、技术及业务管理需求，总结、提炼出预制构件的属性并形成共识。

目前，建筑工业化建造过程尚未形成预制构件统一标识的概念，往往简单地把分类编码当成标识编码，或把标识与预制构件标签相混淆。借鉴国家标准GB/T 32007—2015《汽车零部件的统一编码与标识》，在预制构件标识方面首次引入国际GS1系统并结合实际和探索实践，形成了建筑行业的标识解决方案。

为预制构件建立一个全球唯一的标识代码，即需要在数据载体 (二维码、RFID等) 中写入预制构件的主标识代码，以作为该预制构件全球唯一的“身份证” (ID) 。该代码是由加入GS1系统的预制构件制造商分配的全球产品标识代码GTIN，其结构简单 (13位数字) ，由前缀码、厂商识别代码、商品项目代码和校验码组成，能够唯一标识由预制构件制造商生产的一件 (或一批) 预制构件。

主标识代码可以有附加代码，对属性进行标识。附加代码是指在数据载体 (二维码、RFID等) 中需要写入的预制构件附加标识，包括必选附加代码和可选附加代码。必选附加代码是指批次号或序列号，两者至少选择其一。其中可选附加代码由以下组成:生产日期、附加产品标识、构件重量 (kg) 、长度或第一尺寸 (m) ，宽度、直径或第二尺寸 (m) ， (变量贸易项目) 、深度、厚度、高度或第三尺寸 (m) ， (变量贸易项目) 。

为规范设计、深化设计、生产等三方预制构件编码的规则，促进预制构件上下游工作的有效衔接与协同及预制构件关键信息的有效传递与共享，推动预制构件行业的标准化发展，在应用标准编制过程中，同步编制了基于编码标准的三方协同规范，以配合标准编制及使用，该规范适用于预制构件从设计、深化设计、生产等各阶段中与编码相关的协同环节。

该规范的基本原则为预制构件在不同阶段进行相关编码时，应遵循唯一性、稳定性和无含义性的原则，既要统筹考虑设计、生产、运输、施工、运维各环节对编码的应用需求，同时应注意到不同阶段编码的“目的”及所涉及的“唯一性”含义不同。在预制构件各阶段编码时，不建议在编码层面通过包含过多含义来实现上下游工作协同目的，应尽量利用预制构件属性来表达，充分考虑信息化网络、系统、设备、移动终端等对各环节相关数据需求的支持，尽可能简化编码构成，方便各环节使用，也避免编码过细造成管理成本上升和信息资源浪费。

该规范重点在以下几方面达成共识。

1) 设计编码设计方 (深化设计方) 通过对整个工程项目预制构件类型进行归档并整理，对预制构件按类型进行编号。

2) 产品编码预制构件生产方产品编码原则上沿用设计编码，同时依据预制构件设计编号及平面布置图、项目现场施工要求、项目信息等补充完善相关属性信息，用于指导生产、出厂、运输和吊装施工阶段工作。

3) 标识编码在预制构件分类基础上，借助数据载体用以对某一类预制构件中单件 (或某一批次) 预制构件实体进行唯一标识编号，即预制构件的“身份证”。

4) 产品标签表示预制构件生产方名称、产品编码、产品基本信息 (产品净重、生产日期) 和出厂质检情况等编制形成一套信息的集合，可分为供人识读的信息及为自动数据采集的机读信息 (标识编码) 。

5) 数据载体用来承载标识编码信息，用于自动数据采集 (auto data capture, ADC) 与电子数据交换 (EDI&XML) ，常用的数据载体例如一维条码、二维条码和RFID等，可供自动数据采集设备快速读取。

借鉴国家物品编码与基础信息通用规范框架及国际GS1统一标识体系，可为基于供应链的工业化建造提供一整套预制构件从分类、标识到分布式解析的一整套应用体系指导原则和实施框架，将预制构件分类、标识、解析、追溯的实现技术与相关应用紧密结合，通过使用自动识别与数据采集技术，对预制构件生产、运输、施工、使用等供应链环节管理对象进行标识和追溯，并相互链接，以提升工业化建造的整体管理水平。其中，分布式解析原则基本要求如下。

编码层、标识层与应用系统层应具有互通性，通过预制构件主标识编码数据结构、标准空中接口、标准数据协议及标准应用系统接口进行互操作和互联互通。数据载体与应用系统层应具有互通性，可通过应用系统接口进行互操作和互联互通。从技术层面对各接入方互联标准进行统一定义，并要求各接入方按此标准指定的流程的标准描述和定义执行。

预制构件应采用符合ISO标准的二维码或RFID标签作为数据载体，如果同时应用多个数据载体，则各数据载体数据结构应保持一致。预制构件厂应负责维护以唯一编码标识为关键字，包含已生产预制构件的基础信息的信息数据库，并能够对外提供解析查询服务。预制构件厂的信息数据库应具有批量同步功能。

预制构件运输单位、安装使用单位应负责维护以唯一编码标识为关键字，包含运输预制构件物流相关信息、预制构件安装使用维护的数据库，并能够对外提供解析查询服务。运输单位、安装单位的信息数据库应具有批量同步功能。

“预应力干式装配框架体系” (中建PPEFF体系) 七层足尺实验建造过程中，预制构件编码及自动识别标准在基于BIM的数字化设计、预制构件加工图、预制构件生产、运输、堆放等过程中发挥着重要作用。应用路线图如图3所示。

蒙城宝业建筑工业化公司PC工厂项目为皖北地区首家PC构件生产基地。项目占地约6.7万m²，配有2条全自动PC结构流水生产线，其中PC构件综合生产线1条，简易生产线1条，固定模台生产线1条，总产能为8～10万m³。工厂主要产品包括钢筋混凝土叠合楼板、墙板、预制楼梯及阳台等系列建筑预制件等，为蒙城周边200km范围的现代化住宅提供产品配套。

依据预制构件编码及自动识别标准，该工厂预制构件管理系统对装配式住宅预制构件分类与编码数据、项目数据、预制构件生产过程数据、预制构件质量管理数据、预制构件堆场和发运数据进行了管理。通过该系统对于生产制作过程进行的全面质量管理，对于促进生产制作环节产能和质量的提升起到了重要作用。

经过近1年来的应用标准编制与“一南一北”2个区域试点工作的开展，初步形成了以“分类-标识-解析” (系统应用主线) 为基础的工业化建造编码与自动识别应用框架，具体成果包括:《调研报告:预制构件分类、编码、标识、识别等现状调研》《预制构件编码及自动识别应用标准 (分类、标识与解析) 》《基于编码标准的三方协同工作规范》《预制混凝土构件分类体系 (分类、基准名与属性) 》《预制钢构件分类体系 (分类、基准名与属性) 》《二维码应用指南》《RFID应用指南》。

依托阶段性研发成果，《安徽省装配式混凝土预制构件质量追溯统一标识应用标准》地方标准申请立项中通过预审，这是国内建筑行业首部基于国际GS1体系的质量追溯应用标准。提交的国际首个工业化建造编码及自动识别应用标准动议《The AIDC Standardization In Industrial Construction》被ISO/IEC JTC 1/SC31第八工作组第9届会议采纳，会议决定设立特设工作组 (Ad-Hoc WG) ，负责梳理工业化建造应用标准领域的系列标准项目，并主导完成该领域多个系列标准提案 (NWIP) 准备工作。

工业化建造编码及自动识别应用框架及相关应用标准、协同规范、应用指南具有如下创新点。

1) 建立了建筑行业首个基于国际GS1体系的应用标准，填补了行业空白，进一步为ISO, GS1等国际体系的标准化发展提供中国智慧和中国方案奠定了坚实基础。

2) 首次提出并建立以系统应用主线 (“分类-标识-解析”) 为基础的工业化建造编码与自动识别应用框架。

3) 重构建立了适合规模化应用的预制构件分类体系，其中创新性引入了“基准名称”，并将分类、基准名称和属性进行了解耦。