仪器仪表公司建筑工程实施方案（参考）

1、仪器仪表公司建筑工程实施方案目录第一章 项目背景分析3第二章 项目简介7一、 项目单位7二、 项目建设地点7三、 建设规模7四、 项目建设进度7五、 建设投资估算7六、 项目主要技术经济指标8第三章 建设工程监理工作内容及主要方式10一、 工程监理工作主要方式10第四章 建设工程监理组织与规划15一、 工程监理实施细则15二、 工程监理组织16第五章 建设工程风险管理23一、 工程风险分类23第六章 建筑智能化28一、 新一代智能制造技术在建筑业的应用28第七章 BIM技术在建设工程全寿命期的应用32一、 BIM技术在规划设计阶段的应用32第八章 装配式建筑技术体系43一、 装配式混凝土结构体

2、系43第九章 装配式建筑特征及发展目标50一、 装配式建筑发展目标和原则50第一章 项目背景分析仪器仪表（英文：instrumentation）是用以检出、测量、观察、计算各种物理量、物质成分、物性参数等的器具或设备。真空检漏仪、压力表、测长仪、显微镜、乘法器等均属于仪器仪表，仪器仪表的应用领域非常广泛，近年来我国仪器仪表制造业高速发展，2021年中国仪器仪表制造业企业数量达5400个，较2020年增加了494个，同比增长10.07%。随着中国仪器仪表制造业企业数量的增加，总资产也随之增长，2021年中国仪器仪表制造业总资产达12443.8亿元，较2020年增加了1593.2亿元，同比增长14

3、.68%，其中流动资产为8557.8亿元。2021年中国仪器仪表制造业应收账款、存货及产成品均保持增长趋势，2021年中国仪器仪表制造业应收账款达2602.4亿元，较2020年增加了256.5亿元；存货达1921.9亿元，较2020年增加了392.9亿元；产成品达627.4亿元，较2020年增加了98.3亿元。在中国仪器仪表制造业总资产增加的同时，负债也在增加，2021年中国仪器仪表制造业负债达5617.6亿元，较2020年增加了743.0亿元，同比增长15.24%。从营收情况来看，2021年中国仪器仪表制造业营业收入达9101.4亿元，较2020年增加了1441.4亿元，同比增长18.82%

4、，在营业收入增加的同时，营业成本也在增加，2021年中国仪器仪表制造业营业成本达6811.7亿元，较2020年增加了1081.5亿元，同比增长18.87%。从费用来看，2021年中国仪器仪表制造业销售费用和管理费用呈增长趋势，而财务费用有所减少，2021年中国仪器仪表制造业销售费用达468.6亿元，较2020年增加了77.5亿元；管理费用达528.3亿元，较2020年增加了78.8亿元；财务费用为52.7亿元，较2020年减少了8.3亿元。随着中国仪器仪表制造业营业收入的增加，利润总额也随之增长，2021年中国仪器仪表制造业利润总额达957亿元，较2020年增加了137.3亿元，同比增长16.

5、75%。“十三五”时期是全面建成小康社会的决胜阶段，是全面振兴老工业基地的关键时期。我市面临的国内外发展环境更加错综复杂，经济社会发展既要准确把握有利条件、顺势而为，又要直面风险挑战、趋利避害。从国际看，和平与发展的时代主题没有变，世界经济在深度调整中曲折复苏，移动互联网与云计算、人工智能与先进机器人、3D打印等新一轮科技革命和产业变革蓄势待发。同时，国际金融危机深层次影响依然存在，全球经济贸易增长乏力，贸易保护主义抬头，东北亚地区等地缘政治关系复杂多变，传统安全威胁和非传统安全威胁交织，不稳定、不确定因素增多。从国内看，我国仍处于大有作为的重要战略机遇期，内涵发生深刻变化。发展速度变化、结构

6、优化和动力转换特征明显，经济长期向好的基本面没有改变，经济发展迈入“新常态”。“大众创业、万众创新”、中国制造2025、“互联网+”行动计划等战略实施，将为经济增长动力转换提供新引擎；“一带一路”建设、京津冀协同发展、长江经济带发展等战略实施将为经济发展拓展新空间；全面深化重点领域改革将会激发市场主体新活力，创造新的制度红利。同时，城乡区域发展不平衡、资源约束趋紧、生态环境恶化趋势尚未得到根本扭转，基本公共服务供给不足，收入差距较大，人口老龄化加快，全民文明素质和社会文明程度有待提高，法治建设有待加强。从大连看，“十三五”时期我市将呈现一些新的特征。一是进入发展动力转换期。经济增长动力从要素驱

7、动向创新驱动转变，经济发展将逐步走向以内生动力为主的新阶段。二是进入转型升级加速期。在创新驱动、“两化融合”和消费升级作用下，传统产业转型升级步伐加快，产业结构将加快向以现代服务业和新兴产业为主转变，逐步形成以服务经济为主导的经济结构。三是进入城市功能提升期。随着“四个中心”和现代产业聚集区建设的加快推进以及重大基础设施项目相继建成运营，大连对东北老工业基地的带动服务作用将进一步增强。四是进入改革开放深化期。行政管理体制改革、国资国企改革、金普新区建设、创建国家自由贸易试验区、主动融入“一带一路”等重大改革和开放战略深入实施，大连核心城市的功能和作用将显著增强。五是进入“四化统筹”协同推进期。

8、基本公共服务均等化水平进一步提高，城乡差距逐步缩小，全域城市化、新型工业化、城市智慧化和农业现代化将进入联动发展的新阶段。第二章 项目简介一、 项目单位项目单位：xxx投资管理公司二、 项目建设地点本期项目选址位于xx（以选址意见书为准），占地面积约76.00亩。项目拟定建设区域地理位置优越，交通便利，规划电力、给排水、通讯等公用设施条件完备，非常适宜本期项目建设。三、 建设规模该项目总占地面积50667.00（折合约76.00亩），预计场区规划总建筑面积94515.80。其中：主体工程64257.31，仓储工程14952.04，行政办公及生活服务设施9981.56，公共工程5324.89。四

9、、 项目建设进度结合该项目建设的实际工作情况，xxx投资管理公司将项目工程的建设周期确定为12个月，其工作内容包括：项目前期准备、工程勘察与设计、土建工程施工、设备采购、设备安装调试、试车投产等。五、 建设投资估算（一）项目总投资构成分析本期项目总投资包括建设投资、建设期利息和流动资金。根据谨慎财务估算，项目总投资34088.16万元，其中：建设投资26859.33万元，占项目总投资的78.79%；建设期利息281.35万元，占项目总投资的0.83%；流动资金6947.48万元，占项目总投资的20.38%。（二）建设投资构成本期项目建设投资26859.33万元，包括工程费用、工程建设其他费用和

10、预备费，其中：工程费用23010.41万元，工程建设其他费用3099.41万元，预备费749.51万元。六、 项目主要技术经济指标（一）财务效益分析根据谨慎财务测算，项目达产后每年营业收入70000.00万元，综合总成本费用58209.42万元，纳税总额5767.66万元，净利润8610.09万元，财务内部收益率17.26%，财务净现值7869.10万元，全部投资回收期6.10年。（二）主要数据及技术指标表主要经济指标一览表序号项目单位指标备注1占地面积50667.00约76.00亩1.1总建筑面积94515.80容积率1.871.2基底面积29386.86建筑系数58.00%1.3投资强度万

11、元/亩335.702总投资万元34088.162.1建设投资万元26859.332.1.1工程费用万元23010.412.1.2工程建设其他费用万元3099.412.1.3预备费万元749.512.2建设期利息万元281.352.3流动资金万元6947.483资金筹措万元34088.163.1自筹资金万元22604.363.2银行贷款万元11483.804营业收入万元70000.00正常运营年份5总成本费用万元58209.42""6利润总额万元11480.12""7净利润万元8610.09""8所得税万元2870.03"&q

12、uot;9增值税万元2587.17""10税金及附加万元310.46""11纳税总额万元5767.66""12工业增加值万元19400.86""13盈亏平衡点万元29989.29产值14回收期年6.10含建设期12个月15财务内部收益率17.26%所得税后16财务净现值万元7869.10所得税后第三章 建设工程监理工作内容及主要方式一、 工程监理工作主要方式项目监理机构应根据工程监理合同约定，除检查审查有关文件资料、管理制度、人员资格外，主要采用巡视、平行检验、旁站、见证取样等方式实施监理。1、巡视巡视是指项目监理

13、机构监理人员对施工现场进行定期或不定期的检查活动。巡视检查是监理人员针对施工现场进行的日常检查。监理人员进行巡视检查时，主要关注施工质量、安全生产两方面情况（1）施工质量方面1）天气情况是否适宜施工作业。如不适宜施工作业，是否已采取相应措施。2）施工人员作业情况。是否按照工程设计文件、工程建设标准和批准的施工组织设计（专项）施工方案施工。3）使用的工程材料、设备和构配件是否已检测合格。4）施工单位主要管理人员到岗履职情况，特别是施工质量管理人员是否到位。5）施工机具、设备的工作状态，周边环境是否有异常情况等。（2）安全生产方面1）施工单位安全生产管理人员到岗履职情况、特种作业人员持证情况。2）

14、施工组织设计中的安全技术措施和专项施工方案落实情况。3）安全生产、文明施工制度、措施落实情况。4）危险性较大分部分项工程施工情况，重点关注是否按方案施工。5）大型起重机械和自升式架设设施运行情况6）施工临时用电情况。7）其他安全防护措施是否到位。8）工人违章情况9）施工现场存在的事故隐患，以及按照项目监理机构的指令整改实施情况。10）项目监理机构签发的工程暂停令执行情况等。2、平行检验平行检验是指项目监理机构在施工单位自检的同时，按照有关规定、工程监理合同约定对同一检验项目进行的检测试验活动。平行检验的内容包括工程实体量测（检查、试验、检测）和材料检验等内容。项目监理机构首先应依据工程监理合同

15、编制符合工程特点的平行检验方案，明确平行检验的方法、范围、内容、频率等，并设计各平行检验记录表的样式；其次根据平行检验方案的规定和要求，开展平行检验工作。对平行检验不符合规范、标准的检验项目，应分析原因后按照相关规定进行处理。3、旁站旁站是指项目监理机构对工程的关键部位或关键工序的施工质量进行的监督活动。关键部位、关键工序应根据工程类别、特点及有关规定确定。项目监理机构在编制监理规划时，应制定旁站方案，明确旁站的范围、内容、程序和旁站人员职责等。现场监理人员必须执行旁站方案，有针对性地进行检查，尽可能消除可能发生的工程质量问题和隐患。监理人员在实施旁站时发现施工单位有违反工程建设强制性标准行为

16、的，有权责令施工单位立即整改；发现施工活动已经或者可能危及工程质量的，应当及时向专业监理工程师或总监理工程师报告，由总监理工程师下达暂停施工指令或采取其他应急措施。旁站人员的工作职责主要包括以下四个方面。（1）检查施工单位现场质量管理人员到岗、特殊工种人员持证上岗及施工机械、建筑材料准备情况。（2）施工现场跟班监督关键部位、关键工序的施工方案及工程建设强制性标准执行情况。（3）核查进场建筑材料、建筑构配件、设备和商品混凝土的质量检验报告等，并可在现场监督施工单位进行检验或者委托具有资格的第三方进行复验。（4）做好旁站记录和监理日志，保存旁站原始资料。总监理工程师应当及时掌握旁站工作情况，并采取

17、相应措施解决旁站过程中发现的问题。监理文件资料管理人员应妥善保管旁站方案、旁站记录等相关资料。4、见证取样见证取样是指项目监理机构对施工单位进行的涉及结构安全的试块、试件及工程材料现场取样、送检工作的监督活动。项目监理机构应根据工程的特点和具体情况，制定工程见证取样送检工作制度，将材料进场报验、见证取样送检的范围、工作程序、见证人员和取样人员的职责、取样方法等内容纳入监理实施细则。见证取样涉及三方（施工方、见证方、监测方）行为。施工单位取样人员在现场抽取和制作试样时，见证人必须在旁见证，且应对试样进行监护，并和委托送检的送检人员一起采取有效的措施或将试样送至检测单位。总监理工程师应督促专业监理

18、工程师制定见证取样实施细则，并检查监理人员见证取样工作实施情况，包括现场检查和资料检查。此外，还应听取监理人员汇报，发现问题应立即要求施工单位采取相应措施。见证取样监理人员应根据见证取样实施细则要求、按程序实施见证取样工作，包括：在现场进行见证，监督施工单位取样人员按随机取样方法和试件制作方法进行取样；对试样进行监护、加锁；在检验委托单签字，并出示“见证员证书”；协助建立包括见证取样送检计划、台账等在内的见证取样档案等。工程监理文件资料管理人员应全面、妥善、真实记录试块、试件及工程材料的见证取样台。第四章 建设工程监理组织与规划一、 工程监理实施细则（一）监理实施细则的编制依据和内容监理实施细

19、则是在监理规划的基础上，针对工程项目中某一专业或某一方面监理工作编制的操作性文件。对专业性较强、危险性较大的分部分项工程，项目监理机构应编制监理实施细则。1、监理实施细则的编制依据监理实施细则应依据下列内容编制。（1）已批准的监理规划。（2）与专业工程相关的标准、设计文件和技术资料。（3）施工组织设计、专项）施工方案此外，监理实施细则的编制还可依据工程监理单位的规章制度和经认证发布的质量管理体系，以达到监理内容的全面、完整，有效地提高工程监理工作质量。2监理实施细则的内容建设工程监理规范（GB/T50319-2013）明确规定，监理实施细则内容包括专业工程特点。监理工作流程。监理工作要点。监理

20、工作方法及措施。（二）监理实施细则的编审程序监理实施细则应在相应工程施工前，由专业监理工程师编制。监理实施细则编制完成后，需要报总监理工程师审核批准后方可实施。监理实施细则审核的主要内容包括专业工程特点描述是否准确。监理工作流程是建筑与房地严经济专业知识和实务（中级否完整、翔实，是否与施工流程相衔接。监理工作要点是否明确、清晰，目标值控制点设置是否合理、可控。监理工作方法是否科学、合理、有效，监理工作措施是否具有针对性、可操作性等在工程监理实施过程中，监理实施细则可根据实际情况进行补充、修改，并应经总监理工程师批准后实施。二、 工程监理组织（一）项目监理机构设立要求工程监理单位实施监理时，需要

21、在施工现场派驻项目监理机构。当施工现场监理工作全部完成或工程监理合同终止时，项目监理机构可撤离施工现场。设立项目监理机构应满足以下基本要求。（1）设立项目监理机构应遵循适应、精简、高效原则，要有利于工程监理目标控制和合同管理，要有利于工程监理职责的划分和监理人员的分工协作，要有利于工程监理的科学决策和信息沟通。（2）项目监理机构应包括一名总监理工程师、若干名专业监理工程师和监理员，且专业配套，数量应满足监理工作和工程监理合同对监理工作深度及工程监理目标控制的要求，必要时可设总监理工程师代表。设立总监理工程师代表有以下情形1）工程规模较大、专业较复杂，总监理工程师难以处理多个专业工程时，可按专业

22、设总监理工程师代表。2）一个工程监理合同中包含多个相对独立的施工合同，可按施工合同段设总监理工程师代表。3）工程规模较大、地域比较分散，可按工程地域设置总监理工程师代表。除总监理工程师、专业监理工程师和监理员外，项目监理机构还可根据监理工作需要，配备若干行政辅助人员。项目监理机构应根据工程不同阶段的需要配备数量和专业满足要求的监理人员，有序安排相关监理人员进退场。（3）一名注册监理工程师可担任一项工程监理合同的总监理工程师。当需要同时担任多项工程监理合同的总监理工程师时，应经建设单位书面同意，且最多不得超过三项。（4）工程监理单位更换、调整项目监理机构监理人员，应做好交接工作，保持工程监理工作

23、的连续性。工程监理单位调换总监理工程师时，应征得建设单位书面同意；调换专业监理工程师时，总监理工程师应书面通知建设单位。（二）工程监理人员基本职责建设工程监理规范（GB/T50319-2013）规定了总监理工程师、总监理工程师代表、专业监理工程师和监理员应履行的基本职责。1、总监理工程师职责总监理工程师是由工程监理单位法定代表人书面任命，负责履行工程监理合同、主持项目监理机构工作的监理项目负责人。总监理工程师须由注册监理工程师担任。总监理工程师应履行下列职责。（1）确定项目监理机构人员及其岗位职责。（2）组织编制监理规划，审批监理实施细则。（3）根据工程进展及监理工作情况调配监理人员，检查监理

24、人员工作；组织召开监理例会。（4）组织审核分包单位资格（5）组织审查施工组织设计、（专项）施工方案。（6）审查开复工报审表，签发工程开工令、暂停令和复工令。（7）组织检查施工单位现场质量、安全生产管理体系的建立及运行情况。（8）组织审核施工单位的付款申请，签发工程款支付证书，组织审核竣工结算。（9）组织审查和处理工程变更（10）调解建设单位与施工单位的合同争议，处理工程索赔。（11）组织验收分部工程，组织审查单位工程质量检验资料。（12）审查施工单位的竣工申请，组织工程竣工预验收，组织编写工程质量评估报告，参与工程竣工验收。（13）参与或配合工程质量安全事故的调查和处理（14）组织编写监理月报

25、、监理工作总结，组织整理监理文件资料。2、总监理工程师代表职责总监理工程师代表是经工程监理单位法定代表人同意，由总监理工程师书面授权，代表总监理工程师行使其部分职责和权力的人员。总监理工程师代表由具有工程类注册执业资格的人员（如注册监理工程师、注册造价工程师、注册建造师、注册建筑师、注册结构工程师、注册岩土工程师、注册机电工程师等）担任，也可由具有中级及以上专业技术职称、三年度以上工程实践经验并经监理业务培训的人员担任。总监理工程师不得将下列工作委托给总监理工程师代表。（1）组织编制监理规划，审批监理实施细则。（2）根据工程进展及监理工作情况调配监理人员。（3）组织审查施工组织设计、（专项）施

26、工方案（4）签发工程开工令、暂停令和复工令。（5）签发工程款支付证书，组织审核竣工结算。（6）调解建设单位与施工单位的合同争议，处理工程索赔。（7）审查施工单位的竣工申请，组织工程竣工预验收，组织编写工程质量评估报告，参与工程竣工验收（8）参与或配合工程质量安全事故的调查和处理。3、专业监理工程师职责专业监理工程师是由总监理工程师授权，负责实施某一专业或某一岗位的监理工作，有相应监理文件签发权的人员。专业监理工程师由具有工程类注册执业资格的人员担任，也可由具有中级及以上专业技术职称、两年及以上工程实践经验并经监理业务培训的人员担任。专业监理工程师应履行下列职责。（1）参与编制监理规划，负责编制

27、监理实施细则。（2）审查施工单位提交的涉及本专业的报审文件，并向总监理工程师报告。（3）参与审核分包单位资格。（4）指导、检查监理员工作，定期向总监理工程师报告本专业监理工作实施情况。（5）检查进场的工程材料、构配件、设备的质量。（6）验收检验批、隐蔽工程、分项工程，参与验收分部工程。（7）处置发现的质量问题和安全事故隐患。（8）进行工程计量。9）参与工程变更的审查和处理。10）组织编写监理日志，参与编写监理月报。（9）收集、汇总、参与整理监理文件资料。（10）参与工程竣工预验收和竣工验收。4、监理员职责监理员是在专业监理工程师领导下从事工程检查、材料的见证取样、有关数据复核等具体监理工作的人

28、员。监理员由具有中专及以上学历并经过监理业务培训的人员担任。监理员应履行下列职责。（1）检查施工单位投入工程的人力、主要设备的使用及运行状况（2）进行见证取样。（3）复核工程计量有关数据。（4）检查工序施工结果。（5）发现施工作业中的问题，及时指出并向专业监理工程师报告。专业监理工程师和监理员的上述职责为其基本职责。在工程监理实施过程中，项目监理机构还应针对工程实际情况，明确各岗位专业监理工程师和监理员的职责分工。第五章 建设工程风险管理一、 工程风险分类工程风险是指工程项目在决策、设计、施工及竣工验收等阶段可能遭受的风险。为便于识别风险和对不同类型风险采取不同的分析方法和应对措施，可按不同原

29、则和标准对工程风险进行分类。1、项目决策阶段风险由于项目决策阶段是研究工程建设必要性、技术可行性、经济合理性的关键时期，该阶段涉及的内外部环境复杂，风险因素众多，一般包括以下五个方面。（1）国家宏观政策、产业政策及区域发展规划变动所引起的政策风险，如调整国民经济计划、增加税收，强迫某些工程下马，或由于某种政策原因迟发、拒发、吊销项目许可证，或国家产业限制政策对某些项目加重税收等。（2）项目产品需求、价格和竞争等方面变化引起的市场风险，如国内外市场、近期与长期市场需求数据的不确定性，产品和原材料价格的剧烈波动，可替代产品和同类产品的影响等。（3）国家和地区的居民教育程度和文化水平、风俗习惯等引起

30、的社会文化风险，如文化水平会影响居民对项目或其产品的需求层次，宗教信仰和风俗习惯会禁止或限制某些工程活动的进行等。（4）与投资有关的法律风险，如反垄断、反不正当竞争的法律不够健全，投资立项的“关系工程“、“侵权工程”、“假担保工程”、“条子工程”等。（5）投资决策组织机制、责任机制、动力机制、控制机制等方面的不健全带来的内部决策机制风险等。由于项目决策阶段存在大量不确定因素，业主或开发商很容易作出错误的决定。2、项目建设实施阶段风险由于这一阶段涉及范围广、参与者众多、过程复杂等原因，业主或开发商会面临更多风险，包括政府或主管部门对工程项目干预太多、勘察设计工作不到位、合同条款不严谨、承包商缺乏

31、合作诚意、监理工程师失职、材料或设备供应商履约不力等风险。（二）承包商风险在工程项目建设实施阶段，承包商组织投标，中标后受业主或开发商委托负责工程施工。通常情况下，业主会将自己需要承担的风险通过合同转嫁给承包商，因此，承包商所承担的风险是工程建设中最大的风险。1、投标阶段风险在投标阶段，承包商需要作一系列决策，例如，要进入哪个市场，要投标哪个工程项目，投何种性质的标，采用哪些策略来中标等，这些决策无不潜伏着大量风险，包括投标相关信息取舍失误或信息失真的风险、选择投标中介或代理人不当的风险、投标失败或失误的风险等。2、签约履约阶段风险中标后承包商与业主签订合同，并在履约过程中会遇到的风险包括合同

32、条件不平等或存在对承包商不利的缺陷、合同管理不善、工程施工管理能力不足或技术不熟练、分包单位管理水平低下等。3、验收交付阶段风险工程完工后，应严格按照规定进行竣工验收，一旦出现问题，承包商可能会面临风险，包括竣工验收时发现的质量问题、承包商未按规定进行档案资料管理、带来债权债务处理风险等。（三）咨询设计服务单位风险咨询设计服务单位接受业主委托；在工程实施过程中提供勘察、设计、监理、全过程工程咨询等方面的专业服务，同样要面临各种各样的风险。1、来自业主或开发商的风险工程实施过程中业主或开发商的不当行为会影响咨询设计服务单位的正常工作，产生风险，包括：业主或开发商不遵循客观规律，对工程提出不合理要

33、求；咨询服务合同欠公平；可行性研究缺乏严肃性，数据服务于结果、缺乏客观性；业主或开发商对咨询设计服务单位的干预过多；工程投资预算不足，导致咨询设计服务单位存在资金风险等。2、来自承包商的风险受业主或开发商委托的工程监理单位，在合同实施期代表业主或开发商利益，会与承包商产生分歧和争端，而承包商出于自身利益考虑，会造成工程监理单位的风险，包括：承包商低价中标，在施工过程中不断提出索赔；承包商缺乏职业道德，偷工减料，对工程极不负责。一旦出现这些情况将导致质量安全事故，工程监理单位就要承担较大的连带责任。3、来自自身职业责任的风险各类咨询设计服务单位分别与业主或开发商签订咨询服务合同，履行各自的职责，

34、在履约过程中，会要求承担职业责任风险，包括：勘察设计单位提供的设计方案不合理，或者存在较大失误；工程咨询单位编制的投资估算、设计概算不准；咨询设计服务单位的能力和水平不适应等。第六章 建筑智能化一、 新一代智能制造技术在建筑业的应用智能制造可归纳为三个基本范式，即数字化制造、数字化网络化制造、数字化网络化智能化制造-新一代智能制造。新一代智能制造是新一代人工智能技术与先进制造技术的深度融合，贯穿于产品设计、制造、服务全寿命期各个环节及相应系统的优化集成，不断提升企业的产品质量、效益、服务水平，减少资源能耗，是新一轮工业革命的核心驱动力，是今后数十年制造业转型升级的主要路径。“人-信息-物理系统

35、”（Human-Cyber-PhySicalSyStemS，HCPS）揭示了新一代智能制造的技术机理，能够有效指导新一代智能制造的理论研究和工程实践。（1）传统制造与“人-物理系统”（Human-PhySicalSyStemS，HPS）。传统制造系统包含人和物理系统两大部分，是完全通过人对机器的操作控制来完成各种工作任务。动力革命极大地提高了物理系统（机器）的生产效率和质量，物理系统（机器）代替了人类大量体力劳动。传统制造系统中，要求人完成信息感知、分析决策、操作控制及认知学习等多方面任务，不仅对人的要求高，劳动强度大，而且系统工作效率、质量还不够高，完成复杂工作任务的能力还很有限。（2）新一

36、代智能制造与新一代“人-信息-物理系统”。与传统制造系统相比，智能制造系统的本质变化是在人和物理系统之间增加信息系统，形成“人一信息-物理系统”。随着新一代人工智能技术的发展，“人一信息一物理系统”发生质的变化，形成新一代“人一信息物理系统”。新一代智能制造系统最本质的特征是其信息系统增加了认知和学习功能，信息系统不仅具有强大的感知、计算分析与控制能力，更具有学习提升、产生知识的能力。（二）3D打印技术1、基本原理（1）建筑3D打印技术作为新型数字建造技术，集成了计算机技术、数控技术、材料成型技术等，采用材料分层叠加的基本原理，由计算机获取三维建筑模型的形状、尺寸及其他相关信息，并对其进行一定

37、处理，按某一方向（通常为Z向）将模型分解成具有一定厚度的层片文件（包含二维轮廓信息）然后对文件进行检验或修正并生成正确的数控程序，最后由数控系统控制机械装置按照指定路径运动实现建筑物或构筑物的自动建造，也被称为“增材建造（additivecOnStructiOn）三维模型建立与近似处理。三维建模方法有两种：首先，通过建筑参数化建模软件（如Revit，3Dmax等）直接建模；其次，利用逆向工程（reverSeengineering，RE）或反求工程（如三维扫描等）通过点云数据构造出三维模型。然后用软件将三维模型导出为特定的近似模拟文件，如STL格式文件等，为后续工作做好准备。（2）模型切片与路径

38、规划。将三维模型模拟文件导入建筑3D打印数控系统，系统对模型进行两步处理用一系列平行、等间距的二维模型进行拟合，即分层切片处理。将切片得到的层片轮廓转化为打印喷嘴的运行填充路径，即层片路径规划。2、机器人建造特征人机共生下的全新工作模式可以归结为以下三个特征：一体化、体外化和虚拟/物质化的数字。（1）一体化。一体化的首要特征是人的思维与机器运算思维的打通，其次是设计与建造的打通。这一切是建立在建筑设计方法从几何参数化、性能参数化到建造参数化的一体化联动基础之上的。（2）体外化。体外化则是对待人体与机器的基本态度。机器不是人在思维和身体上的延伸，而是独立于人体，有着与人类不同的能力与思考方式，因

39、此它们应作为“合作同伴（partnerShipp“参与到设计过程中。机器的目的不是主导设计，而是在预设条件下增强人的能力。（3）虚拟化/物质化的数字孪生。虚拟化/物质化的数字孪生是人机协作成果获得直接体现的重要原因，无论是可视化、参数化还是性能化模拟，都在追求虚拟空间中的数字信能息与物理空间中的实体事物之间精确的映射关系，也是将可视化信息转化为实体建造的关键，这种共生关系为形式生成、材料分布带来新的可能。第七章 BIM技术在建设工程全寿命期的应用一、 BIM技术在规划设计阶段的应用（一）BIM在设计前期阶段的应用建筑成本、建筑使用情况、建筑结构复杂程度、建筑施工周期及其他关键性问题均由设计前期

40、阶段的初步设计所决定，故其意义重大。不同于几乎全部依赖设计师及其团队知识积累的传统前期设计，采用BIM技术的前期设计特点为直观模拟分析和方向性指导两方面。在此阶段，建造场地的相关客观条件是影响设计决策的重要因素，因此，创建场地三维模型是采用BIM技术进行设计需要完成的重要工作。（1）场地建模。场地建模包括现状地形建模和现状地物建模两个方面。（2）场地设计。其目的是通过设计，使场地中各要素尤其是建筑物与其他要素之间能形成一个有机整体，使场地的利用能够达到最佳状态，以充分发挥最大效益，节约土地，减少浪费。场地设计主要包括场地分析、场地平整、边坡处理、道路布设。（3）匹配规划设计条件。在设计的前期阶

41、段，匹配以经济技术指标为特征的规划设计条件尤为重要。但在传统设计前期阶段，很难做到对指标的实时监控，而BIM基于其参数化和信息联动的技术特性可以高效地对指标情况进行实时统计。（4）投资估算。预算超支的现象普遍存在于工程建设中，其主要原因是对工程项目投资估算和预算不准确，在环境因素发生变化时对项目成本的控制能力不够。BIM把传统的依靠业主方和建筑师经验的投资估算变为基于模型数据的估算。设计任务书编制。传统的设计任务书一直以书面信息传达为主，指标不明确致使设计任务书表达不清楚的情况时有发生，而基于BIM模型的设计任务书可在很大程度上解决此类问题。（5）BIM实施规划。BIM实施规划为具体项目执行B

42、IM应用设定目的、规范协作流程、确定信息交换机制、明确实施内容并规定交付内容及技术标准。一般来说，其内容包括项目基本情况、实施组织及BIM实施的具体内容和相应技术措施。（二）BIM在方案设计阶段的应用思维的随意性和连贯性在建筑设计的方案构思阶段很重要，因此，方便顺手的传统手绘草图仍然不可替代，但BIM工具在方案建模、建筑生态模拟、建筑可视化分析与表现方面有其独特作用。1、方案建模（1）体量建模。方案构思阶段，设计师往往从概念开始建模，体型确定后再通过具体构建去实现造型。（2）参数化建模。参数化建模是指通过相关数字化设计软件把设计的限制条件与设计的形式输出之间建立参数关系，生成可以灵活调控的计算

43、机模型。（3）体量模型构件化。方案构思阶段要考虑简单的构件构造从而深化方案设计，BIM软件在构件化方面也有不俗表现。2、建筑生态模拟分析建筑生态模拟是指在建筑建成前按照设计方案对建筑性能进行精确的数字化仿真模拟，并在此基础上有针对性地改进和优化设计方案。生态模拟分析是建立在数字化仿真基础上的，因此，不仅对几何模型有较高要求，同时对于环境参数也有着严格要求。传统的二维CAD模型无法实现准确可联动的建筑生态模拟分析。应用BIM进行建筑生态模拟分析的内容如下。（1）能耗模拟。能耗模拟是基于传热学基本理论，针对建筑进行全年逐时仿真模拟，以预测建筑的能源消耗量。（2）自然采光模拟。利用建筑信息模型进行自

44、然采光模拟，以获得更高的使用舒适度，并降低不必要的照明及空调消耗。（3）自然通风模拟。自然通风模拟是利用计算流体力学技术精确分析室内风速、温度及舒适度，从而为进一步优化设计提供坚实依据，同时最大限度地提高建筑的使用舒适度。3、建筑可视化分析与表现BIM技术带来的全新设计方式使其在设计阶段达到设计与3D表现的同步性，设计者可以实时检视设计成果，同时对剖面和各层平面的切割检查可以让设计者更好地把握建筑的空间感受。不仅如此，BIM结合虚拟现实技术应用，还可以提供区别于目前以渲染图为主的沉浸式三维体验感受。（三）BIM在初步设计阶段的应用BIM技术在初步设计阶段应用的主要目的在于优化建筑布局等功能和形

45、体设计细节，确认结构系统、机电系统方案细节，协调专业设备间的空间关系1、设计准备建立BIM模型对于整个工程设计策划至关重要，其目的在于指导设计者更高效地工作其主要内容包括项目信息概况、模型拆分、建模方法、项目进度、图纸编制计划。2、建筑设计消防与疏散优化。消防与疏散优化是基于计算机技术对存在人员聚集、流动、分散等物理过程的场所正常运转或出现应急状况的真实再现，对工程设计起到优化参考作用。3、特殊工艺设备设施系统设计当建筑物用作生产运营场所时，除具有常见的建筑机电设备系统外，通常还会配置特殊的工艺设备设施系统，用于提供工艺生产能力或改善运营服务效率。在初步设计阶段，这些特殊工艺设备设施系统，作为

46、建设工程已形成生产能力的一个组成部分，已成为达成生产服务目标必不可少的支撑系统。4、工程概算近年来随着BIM在我国的快速发展，BIM在工程概算及工程量计算中的应用得到研究与探索，逐步开始改善我国工程概算与实际严重脱节甚至流于形式的情况。（四）BIM在施工图设计阶段的应用施工图设计是建筑设计的重要阶段，借助BIM技术，施工图设计在信息时代发生了深刻变化。以BIM建筑信息模型作为设计信息的载体，将设计信息归总为数字化、数据库，以数据库方式部分代替传统的图纸模式传递设计信息，从而使工程建设信息可以快捷、准确地查询、更新、删除和保存。1、专业模型深化建筑、结构和设备各专业在施工图设计阶段的设计方法和流

47、程与初步设计阶段并无多大区别，施工图设计BIM模型承接初步设计阶段BM模型，以高效保证BM模型在设计周期内流转、传递与深化，为BIM模型在全寿命期流转做好阶段性准备工作。（五）基于BIM的虚拟建造基于BIM的虚拟建造是实际建造过程在计算机上的虚拟仿真实现，以便发现实际建造中存在或者可能出现的问题。采用参数化设计、虚拟现实、结构仿真、计算机辅助设计等技术，在高性能计算机硬件等设备及相关软件本身发展的基础上协同工作，可对建造中的人、财、物信息流动过程进行全真环境的3D模拟，为工程项目各参与方提供一种可控制、无破坏性、耗费小、低风险并允许多次重复的试验方法，可以有效地提高建造水平，消除建造隐患，防止

48、建造事故，减少施工成本与时间，增强施工过程中的决策、控制与优化能力，增强建筑企业核心竞争力。基于BIM的虚拟建造包括基于BIM的预制构件虚拟拼装和基于BIM的施工方案模拟两方面内容。1、基于BIM的预制构件虚拟拼装在预制构件生产完成后，其相关的实际数据（如预埋件实际位置、窗框实际位置等参数）需要反馈到BIM模型中，对预制构件的BIM模型进行修正。在出厂前，需要对修正的预制构件进行虚拟拼装，旨在检查生产中的细微偏差对安装精度的影响。若虚拟拼装显示细微偏差对安装精度的影响在可控范围内，则可出厂进行现场安装；反之，不合格的预制构件则需要重新加工。构件出厂前的预拼装和深化设计过程的预拼装不同，主要体现

49、在：深化设计阶段的预拼装主要是检查深化设计的精度，其预拼装结果反馈到设计中对深化设计进行优化，可提高预制构件生产设计的水平；而出厂前的预拼装主要融合了生产中的实际偏差信息，其预拼装的结果反馈到实际生产中对生产过程工艺进行优化，同时对不合格的预制构件进行报废，可提高预制构架生产加工的精度和质量。2、基于BIM的施工方案模拟通过BIM技术建立建筑物的几何模型和施工过程模型，可以实现对施工方案进行实时交互和逼真模拟，进而对已有施工方案进行验证、优化和完善，逐步代替传统施工方案的编制方式和操作流程。在对施工过程进行三维模拟操作时，能预知实际施工过程中可能碰到的问题，提前避免和减少返工及资源浪费现象，优

50、化施工方案，合理配置施工资源，节省施工成本，加快施工进度，控制施工质量，达到提高建筑施工效率的目的。虚拟施工流程。从图中可以看出，虚拟施工是一个复杂的系统工程，不仅包括建立建筑结构三维模型、搭建虚拟施工环境、定义建筑构件先后顺序、对施工过程进行虚拟仿真、管线综合碰撞检测及最优方案判定等不同阶段，同时还涉及建筑、结构、水暖电、安装、装饰等不同专业、不同人员之间的信息共享和协同工作。（六）基于BIM的施工现场临时设施规划应用BIM技术协调施工现场临时设施规划，主要是为解决多阶段平面布置协调中依靠二维图纸堆叠查看的复杂和各阶段平面布置信息不连续问题。BIM作为工具可代替传统的CAD直接进行施工现场临

51、时设施规划工作。基于建立的BIM三维模型及搭建的各种临时设施，可对施工场地进行布置，合理安排塔吊、库房、加工场地和生活区等位置，解决现场施工场地平面布置问题，解决场地划分问题；通过与业主的可视化沟通协调，对施工场地进行优化，选择最优施工路线。（1）标准化族库建立。为规范模型表现形式、方便模型统一管理，施工现场临时设施规划模型建立前，要依照企业标准、设计图纸、设备选型建立临时设施族库，族库应包含必要的可调参数。（2）主体模型简化。由于施工现场临时设施规划重点在于展现堆场、机具、临时设施布置情况，因此，可对主体模型进行必要的简化处理以降低模型复杂程度，对周围的主要建筑物、道路、环境等以外轮廓形式予

52、以体现。（3）模型信息建立。模型信息是后期施工现场临时设施规划优化调整的重要依据，因此，充足、标准的模型信息对平面布置协调具有重要意义。（4）平面布置模拟。在模型及信息完备的基础上，可对使用紧张的堆场、大重物资和大型设备进场、重型材料吊装进行平面布置模拟，对材料运输路径、堆放场地、起重半径进行复核，从而确定最优化方案。（5）模型信息使用。上述各种模型信息均是日后平面管理的重要依据，通过信息整合，可将孤立的施工现场临时设施规划连续化，形成施工现场临时设施规划变化过程，系统地统筹各阶段平面布置，作为平面管理、分包堆场申请、使用、考核的参考指标。（七）基于BIM的施工进度管理BIM技术应用，有助于提

53、升工程施工进度计划和控制效率。一方面，支持总进度计划和项目实施中分阶段进度计划的编制，同时进行总、分进度计划之间的协调平衡，直观高效地管理施工进度有关信息。另一方面，支持管理者持续跟踪工程实际进度信息，在BIM条件下将实际进度与计划进度进行动态跟踪及可视化模拟对比，进行工程进度趋势预测，为项目管理人员采取纠偏措施提供依据，实现工程进度动态控制。1、基于BIM的施工进度计划基础信息要求BIM模型是BIM施工进度管理实现的基础。BIM建模软件一般将模型元素分为模型图元、视图图元和标注图元。模型图元是BIM模型的核心元素，是对建筑实体最直接的反映。2、基于BIM的施工进度计划编制传统的施工进度计划编

54、制，主要包括工作分解结构的建立、工期估算及工作逻辑关系安排等内容。同样，基于BM的施工进度计划编制，第一步是建立工作分解结构（WB）然后将WBS作业进度、资源等信息与BIM模型图元信息链接，即可实现4D进度计划，其中的关键是数据接口集成。基于BIM的施工进度计划编制流程。（八）基于BIM的工程造价管理在正式施工之前，就可通过BIM5D模型确定不同时间节点的施工进度与施工成本，可以直观地按月、按周、按日观察工程具体实施情况，并得到各时间节点的造价数据，使造价管理与控制更加有效。1、基于BIM的工程造价过程控制利用BIMSD技术可以有效地提高施工阶段造价控制能力和精细化管理水平。（1）施工前期阶段

55、。进行基于BIM的工程量精确计算、计价工作后，基于BIM模型进行施工模拟，不断优化方案，提高计划的合理性，提高资源利用率，这样可减小施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性，减小潜在的经济损失。（2）施工阶段。基于BIMSD模型，可及时生成材料采购计划、劳动力入场计划和资金需用计划等，借助BIM模型中材料数据库信息，严格按照合同控制材料用量，确定合理的材料价格，发挥“限额领料”的真正效用。同时，基于三维模型，自动进行变更工程量计算和计价、工程计量和结算，相应变更和计量记录自动保存，方便查询；并能够实时把握工程成本信息，实现施工成本动态管理，通过成本多算对比提高成本分析能力。第八章 装配式建筑技

56、术体系一、 装配式混凝土结构体系国际上将装配式混凝土建筑称为PC（precaStcOncrete）建筑。根据装配式混凝土建筑技术标准（GB/T51231-2016）装配式混凝土建筑是指“建筑的结构系统由混凝土部件构成的装配式建筑”。装配式混凝土建筑的基本特征包括：一是结构预制构件是混凝土材料，二是建筑中结构系统、围护系统、设备与管线系统和内装系统的部品部件是预制集成的。（一）装配式混凝土建筑特点和结构类型1、装配式混凝土建筑特点与传统现浇混凝土建筑相比，装配式混凝土建筑有以下特点。（1）提升建筑质量和性能。装配式混凝土建筑并不是单纯地将工艺从工地现场现浇变为工厂预制，而是对建筑体系和运作方式的

57、变革，使建筑质量和性能得到提升，主要表现在：一是构件质量及精度大幅度提高，二是现场施工质量易于有效控制。（2）节省劳动力、改善劳动条件。装配式混凝土建筑节省劳动力主要取决于预制率大小、生产工艺自动化程度和连接节点设计。预制率高、自动化程度高和安装节点简单的工程，可节省劳动力50%以上。此外，装配式建筑把很多繁杂的现场作业转移到工厂进行，高处或高空作业转移到平地进行，风吹日晒雨淋的室外作业转移到工厂车间进行，使得建筑工人的工作环境和劳动条件得到大幅度改善。（3）提高生产和施工效率。装配式建筑是一种集约生产方式。首先，预制构件可实现机械化、自动化和智能化，从而大幅度提高生产效率。其次，预制构件可在准确位置设置预留孔洞及预埋件，在施工现场易于利用可靠的连接技术，将预制构件与已有建筑构件进行有效连接，机械化水平高、劳动强度低。最后，预制构件不仅可减少施工现场作业，而且可实现多工序同步一