标准化部品部件库助力装配化装修数字化、智能化升级

北京和能人居科技有限公司 张素敏

近日，住房和城乡建设部等多个部门先后联合印发《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》 《关于加快新型建筑工业化发展的若干意见》，为当前和今后一个时期推动智能建造与建筑工业化协同发展，推动新型建筑工业化发展，推动建筑业转型升级、实现高质量发展提供了基本遵循。

随着人口红利的消失，建筑装修业发展面临“两难”的境地：一是农民工年龄持续走高，2019年农民工平均年龄为40.8岁，比上年提高0.6岁；二是“机器换人”条件尚未成熟，自动化生产需要对现有人、机、物等各个环节全面升级。建筑装修业转型升级，从手工作业向工业化、信息化发展出现了断层。如何实现建筑工业化与新一代信息技术的同频发展，成为行业亟待破解的难题之一。“要大力发展装配式建筑，推动建立以标准部品为基础的专业化、规模化、信息化生产体系；推动构件和部件标准化，完善集成化建筑部品……”，上述意见为建筑装修行业的转型升级指明了方向。

装配化装修是采用干式工法将工厂生产的内装部品在现场进行组合安装的装修方式，主要包括干式工法楼（地）面、集成厨房、集成卫生间、管线与结构分离等。从传统装修到以工厂为主的装配化装修，仅仅是完成了装修从手工业到工业的转变，以成熟的装配化装修技术为基础，实现从工厂化到数字化、智能化的发展，是装修行业转型升级的必然趋势。

部品的标准化是推进装配化装修进程的前提与基础

部品工厂化生产首先是基于标准部件的批量化生产，以实现效率提升、规模经济，通过标准化部件的生产和应用，加速工业化进程；随着科技进步与生产设备的升级，实现定制化生产，满足更大范围内的个性化、多样化需求，使工业化向信息化、智能化的融合与升级。

推进部品标准化有利于实现规模经济。标准化部品是部品工厂生产的前提，也是推进装修工业化进程的必要条件。目前，我国装配化装修应用规模不大。据统计，2019年装配化装修建筑面积为4500多万平方米，占装配式建筑4.2亿平方米的10.7%。同时，由于部品标准化程度较低，导致企业开模成本较高、推广困难。部品标准化有利于装配化装修实现批量生产、快速安装，同规格同型号的产品可互换。从全寿命周期来看，部品标准化有利于标准化设计、高效率现场安装，同时也为后期维保、部品更换提供了便利。

标准化部品库是破除装配化装修发展瓶颈的有效手段

“十三五”国家重点研发计划课题“工业化建筑标准化部品库研究”（课题编号2016YFC0701609），由住建部科技与产业化发展中心牵头、10余家企事业单位参与，装配化装修标准化部品库的建立，为推动装配化装修部品标准化进程、推动装配化装修BIM 应用作出了积极贡献。

该部品库的研发内容，主要包括以下几个方面：

确定部品标准化的原则与标准

在建筑设计阶段进行的部品部件选型，应符合模数化原则，提升部品部件的通用性和互换性；内装系统的隔墙、固定橱柜、设备、管井等部品部件宜采用分模数M/2，构造节点和部品部件接口等宜采用分模数M/2、M/5、M/10；装配化装修部品接口应做到位置固定、连接合理、拆装方便、使用可靠；优选集成化部品，减少外部接口，简化设计和施工。

明确装配化装修部品的分类

根据管线分类的SI 理念，与结构体相连的内装部品基本采用架空模式，所有管线集成于六面架空系统中，因此我们建议部品分类应基于构造，以便于统一模数和接口标准化。

将装配化装修部品部件从构造上划分为支撑构造、填充构造、连接构造、防水构造、饰面及配套材料等部分。对于独立部品，从使用空间位置和功能上进行部品分类（图1），如专用建筑制品、家具陈设、专用建筑等，形成从构造到使用功能完整的部品部件库体系。

结合部品的属性特征进行部品编码

在明确了部品分类标准之后，结合部品的性能、模数等指标，基于国家标准《建筑信息模型分类和编码标准》（GB/T51269-2017） 中对装修的分类与编码，装配化装修的编码标准在其基础上进行了完善和细化。结合部品分类，采用“部品部件标准码”和“部品部件特征码”的两段编码方式按照编码规则进行编码。将市场上符合入库标准的装配化装修部品逐步纳入部品库，以提升行业信息协同水平，目前已经结合工程实践实例化了BIM 模型5300多个，包括厨房模块、卫生间模块、内隔墙、地暖模块、吊顶模块等（图2）。

基于装配化装修标准化部品库进行的信息化应用，可打通装配化装修从设计到生产到施工的过程，通过优化产业链前端设计、后端施工与生产各环节，降低运维管理的成本与难度，实现装配化装修部品全产业链的数字化、智能化升级。

标准化部品库为装配化装修数字化、智能化升级奠定了基础

标准化部品库是装配化装修一体化设计的实现基础

基于BIM 的装配化装修设计可以提高工效，促进装修与建筑、结构、机电等多专业的协同，实现一体化设计、全流程管理。依托标准化部品库，装配化装修设计环节，可实现不同项目在同一平台下的部品选型，通过建立BIM 模型实现内装修环节的正向设计，提供设计人员更加便利的作业条件。设计人员借助于装配化装修BIM 软件设计完成的各种图纸、3D 空间模型、3D 动画，由于基于相同的BIM 模型，所有设计成果都可相互关联、即时互动，使得设计中做出的任何更改都能在BIM 模型关联处被反映出来，对于协同设计、提高设计效率将起到积极的促进作用。

图1 按照部品构造进行分类

图2 标准化部品库应用逻辑

标准化部品库助力装配化装修从工厂“制造”到“智造”

标准化部品库作为行业标准化平台，有利于促进标准化部品的社会化大生产。一方面可以引导生产厂商按照模数化、标准接口进行产品生产，同时，也为各个独立部品之间建立模块化、系列化应用提供了推广平台，有利于实现装修部品的少规格、多组合，促进标准部品生产应用社会化。

通过“BIM+MES”，有利于促进生产环节工业化与信息化的深度融合与应用。生产商可快速、便捷地从BIM 数据模型中提取生产信息，设计数据对接到产线，打通装配化装修设计与生产环节的信息化系统，部品的自动化生产能够有效地提升部品生产效率，降低部品生产的人工成本，并且最大限度地减少因人为失误带来的质量缺陷。

BIM 模型的设计数据导入生产端的计算机辅助制造管理系统，可实现系统与自动化设备可编程控制器（PLC）的集成连接，部品信息自动转化为加工设备可识别的文件，实现信息化、数字化生产。ERP 提供各种生产信息，如物料、产品和人力资源等信息，主要用于指导生产计划；MES 系统的主要功能是对订单进行管理、物料管理、设备管理、质量管理、途程管理、资料管理和备份管理等。

例如，根据部品生产厂家——天津达因建材有限公司的智能化产线改造项目的实践进行推算，对于工业化程度已经达到90%以上的装配化装修部品产线，智能产线升级后可实现直接生产作业人员减少50%，部品生产效率再提高至少30%，运营成本降低30%以上，产品不良品率再降低20%以上，单位产值能耗再降低10%以上（图3、图4）。

图3 天津达因全自动化全屋装配化装修生产线

图4 天津达因全自动上下料机械手、智能翻版机

此外，部品的标准化分类与编码，使得部品具有身份可识别性，设计、生产、安装、运维全寿命周期过程可追溯。

装配化装修数字化、智能化升级的积极影响

一是推进装配化装修BIM 应用。装配式建筑领域在BIM应用环节受到多方制约，很难实现BIM 模型“一模到底”。从装修入手，基于装配化装修标准化部品库，实现装配化装修BIM 应用从设计-生产-施工的“一模到底”，有利于为BIM 在装配化装修领域的全面应用树立标杆。

二是推进建筑装修一体化协同设计进程。从为用户提供成品住宅的角度出发，装配式建筑把建筑与装修作为一个整体来考虑，然而受传统模式影响，“一体化设计、多专业协同”，一直是行业面临的难题之一。随着装配化装修标准化部品库的建立与应用，装配化装修的BIM 应用将变得更加容易。装修与结构、管线之间的协同问题，装配化装修对建筑预留条件的问题等，将促使装修、机电管线、结构、建筑等专业加强沟通与协同。前期策划与统筹安排，将成为建筑工程项目的重要工作内容。

三是落实“智能建造”，推进高质量发展。通过装配化装修一体化设计、部品工厂数字化、智能化生产的方式，可提升现场建造水平，提高施工效率，实现精准生产、精益建造，保证建筑产品品质，减少建筑装修垃圾。