建筑业作为国民经济的支柱产业，但其机械化和自动化程度却相对较低。落后的生产方式与现代化的发展理念产生了冲突，建筑业亟需精益高效的生产模式。装配式建筑在理论上具有工期短、资源利用率高、边际成本低的优势，但随着装配式建筑在实践中的推广应用发现，由于信息化程度低、参与方多，协同工作复杂等问题，现有的信息分享和协同模式远不能满足其建造要求，装配式建筑很多理论优势无法充分发挥。

目前，装配式建筑在建造过程中产业链信息化程度低、主体间信息协同不流畅，是导致装配式建筑成本居高不下的主要原因。且在装配式建筑设计、加工、装配等过程中，由于各领域的专业性强、集成度高，对构件生产工艺要求也较为严格；设计阶段各专业需要在内容上进行统一协调与反馈，各工种间也需要协同与交流；又因为构件厂作为新的参与主体出现，层级关系不易管控，构件生产完成运输到现场的时间与位置需生产方与施工方确认交流，所以各主体间需要更深层的协同管理。

同时，信息化程度低也是制约我国装配式建筑产业化程度提高的重要因素。孙海宁在其研究中指出，我国建筑企业在科技研发上的投入仅占营业收入的0.25%，而在实际施工中应用计算机进行项目管理的不到10%，因此信息技术在建筑业中的应用有很大的提升空间。BIM技术在建筑领域的推广普及，为解决装配式建筑信息化和产业化程度低这一问题提供了新思路。基于此，本文构建了基于BIM技术的装配式建筑全过程信息协同的管理模型，通过提高建造过程中各参与方间的信息协同效率，提高装配式建筑的信息化及产业化程度。

根据装配式建筑的建造特点，将装配式建筑的参与主体分为直接参与主体和间接参与主体两类。直接参与主体是指直接参与建筑的投资规划、生产建造及运营管理过程，并对项目最终目标的达成发挥了重要作用的单位，包括开发单位、施工单位、构件生产方等；间接参与主体指虽未直接参与装配式建筑的建造过程，但对其实现有重要影响的参与主体，包括政府部门、科研院校等。在信息协同网络中，直接参与主体构成核心网络层，间接参与主体构成辅助网络层，如图1所示。

装配式建筑是一个集人流、物流、资金流等各种信息流于一体的复杂动态系统，参与主体间的跨组织合作与协同是其项目管理的重要内容。且信息流具有双向传递性，在装配式建造过程中各参与主体不仅要将信息传递给其他主体，还要从其他主体处获取信息。在如此动态、复杂、开放的系统中实现信息在不同参与主体间的分享与交流，首先要对装配式建筑在建造过程中产生的信息流进行梳理。通过梳理总结得到相关参与方在装配式建造过程中所产生的信息流，汇集如表1所示。

现行的BIM技术是以建筑的数字信息为基础，通过参数化和数字化建模将建筑工程项目的物理特征和功能特征等集成于建筑模型，使信息资源可以在项目的全生命周期中共享流转。而各参与主体可以通过信息的共享流转，提高对项目的管控水平和效率。近年来，有关BIM技术在项目信息协同的研究越来越多，英国索尔福德大学将项目成本信息、进度信息、建筑性能分析信息集成于BIM模型中，并研发出了基于此的nD模型；Hamid等在BIM基础上探索了工程项目的数据和信息的收集方式，并研究了项目各参与主体如何利用这些数据与信息对项目进行实时动态的协同与管理；朱美玉提出了可通过BIM技术为建筑供应链信息的交互提供可靠平台，实现对建设项目相关信息的有效管理。以上研究均针对传统现浇建筑，缺乏对BIM技术在装配式建筑信息协同中应用的研究；而在理论上，装配式建筑作为集约化、产业化程度高的现代化建筑模式，与BIM技术具有更高的契合性。

由表1可知，装配式建筑各参与主体间存在大量复杂的、需要协同交互的信息，且不同阶段的信息十分离散，各主体在生产过程中不易将信息进行有效地共享和利用。而通过建立BIM模型，可以将装配式建筑在不同阶段的信息流进行整合，各参与主体通过网络技术创建协同工作平台，将任务集中到统一模型中，以提高信息协同和沟通效率。其次，装配式建筑在生产过程中存在大量复杂的技术性工序，利用BIM技术，可以对其关键生产工序和环节进行预先模拟，从而做出更合理、更优化的生产计划和施工方案。因此，在解决装配式建筑的信息协同问题上，BIM技术有着很高的契合度和匹配度。

为解决装配式建筑生产过程中信息化程度低、各参与主体工作协同复杂的问题，实现项目信息在全生命周期的高效共享和流转，提出了基于BIM技术的信息协同模型，其具体框架如图2所示。

数据层的核心是BIM数据库，总体上可分为基础数据和拓展数据。基础数据指建筑物的物理、几何、性能等信息的参数化数据，拓展数据指项目在经济和技术方面的数据和资料。数据层的各种数据生成于建设过程的不同阶段，具有时效性和动态性。在需要多方主体参与且建造工序繁多的装配式建筑项目中，这些数据可以及时被收录并为各建设主体所共享。

模型层是数据库具体信息的展示，也是协同平台的核心。首先在建筑设计的基础上构建建筑信息模型，后续的各种工作均通过对该模型数据的提取、集成、扩展和修改进行。模型信息具有实时性与动态性，各阶段的工作基于上一环节的模型展开。例如在设计阶段，可通过对上一阶段的模型信息的提取和展开，将信息更为高效准确地传递，提高信息协同的效率和质量。

应用层是实现用户对模型和数据操作的桥梁，也是平台的主要功能。应用层包括BIM各类应用的子程序和数据类型的子程序，并将信息服务的组建按Web Service标准封装，以各类服务形式提供BIM软件的功能，如协同设计、成本核算、构件深化设计等。其中语义检索功能是基于本项目的信息检索，可将资源整合形成结果，如图纸、施工安排表、成本清单等。而针对便携移动设备的移动应用程序主要负责信息的反馈，可以将现场的构件生产、物流运输以及施工、检验情况实时反馈到模型。

用户层包括了装配式建筑建造流程中各阶段的参与主体。使用者被授权后便可通过终端登录操作该模型，包括对项目各阶段的信息和数据进行查看、提取、修改和发布等，通过使用BIM的软件功能、数据存储及信息跟踪等服务，实时掌握项目动态，共享项目信息。

PC端是信息协同平台的基础。项目的主要工作人员均会使用到该模块。项目在平台上以建筑模型为主体，参与主体可根据自己的权限生成、提取、修改相应的数据和信息。例如建设方可把清单中相应的成本信息对应到模型的各个构件上；构件生产方可根据模型进行深化设计，生成构件订单和生产计划并及时传递给材料供应商和物流企业；物流企业则可随时上传物流动态和计划，以便与施工方进行协调，合理安排进场计划和储存等。模型可从建模软件中直接导入，模型导入后，相应的工程量清单、成本预算、进度计划也会自动生成，有相应权限的用户均可对其进行查看、反馈，并结合工艺库把任务拆分成具体的子任务，分派给客户端的执行人。

移动端是安装到手机或平板电脑上的APP (Application），主要使用人员是构件生产方、物流企业和施工现场人员，它能够反映项目的实际实施情况。PC端形成具体任务后，分派给移动端的执行人。执行人将执行进度与执行情况及时反馈上传到云端，相应负责人可从PC端和浏览器端查看，并根据执行情况发出新的指令，形成一个在线任务执行系统。除此之外，手机端还可以扫描构件二维码查看其属性、工艺等信息，作为施工安装的指导。其中构件二维码由PC端模型自动生成，跟随构件全生命周期，随时反馈其生产、物流、安装、使用信息。监理人员可将每次检查监督结果反馈于PC端，作为质量和进度管控的依据。

设计阶段涉及的参与方和相关人员较多，各方的需求与负责内容不一致，因此经常会出现设计信息调整或变更，这就需要各专业间进行多次配合和协同。因此在该阶段需先建立工程项目的信息模型（具体建模流程如图3所示），利用其动态性、交互性的特点为设计人员提供实时的模型数据，实现信息在不同专业设计人员之间的高效共享与流通。同时，业主、构件生产方、施工方等均可根据相应权限查看模型，并及时对设计方案做出反馈（具体协同工作流程如图4所示）。

在构件生产阶段，生产方可直接通过协同平台提取上一阶段经过深化设计的三维信息模型，而后根据构件厂的模具和设备以及分解标准生成具有构件类型、尺寸及工艺要求的构件生产清单。在此之后，构件生产方可及时对清单进行“解读”，进一步明确生产不同类型构件所需的模具数量及原材料用量，并且合理安排物料进场时间及人员配置情况，生成原材料需求清单、用工需求清单、生产设备及配套零部件需求清单等。依据项目工期、施工进度计划、现场构件吊装顺序，考虑各构件生产加工所需时间，合理安排构件生产计划及运输计划。

在生产过程中，管理者可依据BIM模型及协同平台提供的数据信息和排产计划，布置每日所需原材料、模板数量及生产所需人员的班组等细化安排。平台可以根据生产安排计划记录物料消耗量，分析数据自动生成每日材料采购报表，并依据供应商资料自动下单。对已生产的构件进行编号，根据现场需求做好构件储存工作，自动生成储存计划并对每一构件的位置进行明确记录，便于提高供应效率。同时，生产商将生产进度及时反馈到协同平台中，便于施工方实时跟踪，安排生产计划，从而减少多方协调的时间，详细流程图见图5。

运输阶段包括两个环节，一是材料、设备供应商向构件生产厂运输原材料和设备，二是构件生产厂向施工现场运输已完成生产的构件和部件。在第一环节，物流方可从信息协同平台获取构件生产方的需求及生产进度，合理安排原材料供给节点；在第二环节，物流方可通过信息协同平台及时获取构件生产方的生产进度和施工方现场的施工进度，结合建筑信息模型中构件的尺寸、工艺、质量等信息，及时制定合理的组装方案与运输计划。

施工阶段主要包括施工准备和施工过程的质量控制。该阶段对协同平台的应用分为两方面：一方面是决策层根据平台上各方反馈的信息从整体的角度对施工进度和组织等进行规划调整；另一方面是现场施工及监督人员通过移动端读取现场施工工艺，并对施工情况进行反馈。施工准备阶段各参与方通过BIM协同平台完成准备工作，包括组建项目、采购并存储材料设备、编制并优化施工方案等；在构件现场安装前，通过模型模拟复杂部位和关键节点的支撑体系、吊装等措施，可以更直观地优化施工方案，增加工人对施工环境与流程的熟悉度，提高施工效率，具体如图6所示。在施工过程的质量控制中，现场工作人员可根据BIM协同平台生成质量检验清单，通过移动端将项目实际实施情况实时反馈至平台，便于决策层及时获得现场施工质量信息，及时对各种质量问题做出反应和纠偏，具体如图7所示。

运维阶段主要通过协同平台管理各项不动产及设施设备，如图8所示。BIM数据在运维阶段的关键要素包括设施对象、空间对象、属性数据、实时运维数据及外部数据等。设施对象是指任何可能用于被管理的对象，其与BIM模型中的对象紧密关联。空间运维对象的建立需考虑设施间的关联点，并需要确定管理重点，通过协同平台和BIM信息技术，形成空间运维对象。模型中的属性数据可进行提取、组织和再利用，进而快速、准确地查看与检索属性数据。通过利用设施设备监测系统与BIM信息技术，生成实时运维管理数据（包括外部环境、温度、湿度、能耗等），实现对运维阶段经济效益的分析、空间的预测以及对未来设施的整体管理。

论文针对目前装配式建筑发展产业化与信息化程度低、参与主体间协同效率低的发展现状，提出了基于BIM技术的信息化协同平台，为提高装配式建筑企业间协同效率、降低生产成本提供了新思路。但由于专业限制，仅能对平台框架和功能进行描述，未能实际开发信息协同平台软件，后续需加强与计算机领域或其他相关领域的人才合作与研发，将信息协同平台用于装配式建筑的实施，推动其实现精细化和现代化管理。