项 勇,刘 鑫

(西华大学土木建筑与环境学院,四川 成都 610039)

中国国务院在2016年9月27日发布《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》,中国住建部在2017年4月发布《建筑业发展“十三五”规划》。这两份文件均明确提出要在中国推广装配式建筑。随后各自治区、直辖市均结合本地实际情况出台了一系列推进装配式建筑落地的政策和文件。但装配式建筑在推进过程中遇到的阻碍主要表现在制定的政策、措施不具体,操作性不强；相关的国家标准、行业标准、构件图集及定额不健全；对装配式建筑的管理理念缺失等。由此导致了装配式建筑的建造成本与交易成本的上升,房地产企业和施工企业从利益最大化的角度考虑都不愿意采用这种建筑结构形式。为了降低装配式建筑的建造成本与交易成本,提升客户对装配式建筑的满意度,本文将应用RFID技术实现装配式建筑构件从设计、生产、运输到现场装配的质量信息正向追踪和反向追溯,有利于形成装配式建筑的质量管理理念,满足客户和其他参与主体对过程质量的要求。

1 目前我国钢筋混凝土装配式构件质量管理现状

目前钢筋混凝土装配式构件的质量管理一般划分为三个阶段：第一阶段是钢筋混凝土构件在预制构件生产企业生产过程中的质量控制,这一阶段预制构件生产企业会依据建筑和结构施工图对预制构件进行加工图深化设计,与此同时,驻厂监理会对预制构件生产的原材料进行检验、核验,然后构件生产企业将进行安放模具、绑扎钢筋、设置预埋件等隐蔽工程作业,以上隐蔽工程经驻厂监理核验后构件生产企业再浇筑混凝土,最终形成钢筋混凝土构件。第二阶段是钢筋混凝土构件物流阶段的质量控制,这一阶段包括了预制构件起运、中间运输、现场卸货和现场吊装等物流过程,质量控制重点是运输之前构件堆放层数、堆放方式的确定及运输过程中的成品保护。构件送达施工现场后,施工单位要对所有批次的预制构件进行质量核验,与监理单位一起复核构件质量的保证文件。第三阶段是拼装完成后整体化叠合阶段的质量控制,这一阶段主要是对构件之间的连接方式和结构强度进行质量控制[1]。

从现今中国钢筋混凝土装配式构件的质量管理现状不难看出,预制构件生产企业、物流公司、施工单位和监理单位等参与主体均消耗了大量的资源来进行装配式建筑的质量管理。在这种质量管理模式下,由于参与主体较多,时间跨度较大,不确定因素增加等势必会导致质量信息的不对称。因此,引入新的技术来进行装配式建筑的质量管理是十分必要的。

2 钢筋混凝土装配式构件流通过程追溯断链分析

中国钢筋混凝土装配式构件的流通过程一般是以预制构件生产企业通过生产线生产出施工需要的钢筋混凝土装配式构件为起点,然后物流公司对构件进行运输,最后施工企业对钢筋混凝土装配式构件进行下料,在整个流通过程中存在较多的包装转换现象。对于预制构件生产企业生产完成的钢筋混凝土装配式构件,为了便于物流公司的运输工作,一般需要将多个钢筋混凝土装配式构件组合形成一个大包装单元；当这些钢筋混凝土装配式构件运输到施工现场时,施工企业为了便于施工,一般需要将物流公司组合形成的大包装单元拆分为单个钢筋混凝土装配式构件。在包装转换过程中,由于钢筋混凝土装配式构件的标识缺失或标识与构件相关信息不对应,导致钢筋混凝土装配式构件无法实现质量的全程跟踪。正是由于标识与构件相关信息不对应导致了构件在正向跟踪的断链,这种断链现象的产生使构件的追溯信息不能与构件本身建立一一对应的关系,从而影响了钢筋混凝土装配式构件的全程质量追溯系统的建立。

3 基于RFID技术的钢筋混凝土装配式构件质量追溯精度模型构建

根据以上对钢筋混凝土装配式构件在流通过程中追溯断链的分析可知,想要实现钢筋混凝土装配式构件在设计、生产、运输、现场装配整个过程的质量追溯,最关键的是要在整个过程的物质流基础上建立起相应的信息流。无线射频识别技术(RFID技术)能将这样的质量信息流建立起来,并且RFID标签的抗污染能力与耐久性满足施工现场的环境要求与建筑产品使用周期长的要求,因此利用RFID技术构建钢筋混凝土装配式构件质量追溯精度模型是有效且可行的。

3.1 总体框架

分析钢筋混凝土装配式构件全程质量追溯系统的建立需要完成以下三项基本工作：对构件进行标识、记录构件的相关信息和将信息上传至数据库。RFID技术以存储容量大,抗污染能力强,耐久性能好,可重复使用等优点成为完成上述三项基本工作的首选技术手段。

要想完成基于RFID技术的钢筋混凝土装配式构件全程质量追溯系统的建立,重点应解决好在整个物流过程中构件与其相关信息的一一对应问题。首先,对从预制构件生产企业制作完成的单个构件使用RFID标签进行标识,然后,当物流公司将多个构件组合形成一个大包装单元时再使用不同的RFID标签进行标识。在这个过程中应建立好单个构件的RFID TID与大包装单元的RFID TID的关联,TID是RFID标签的唯一编号。在上述正向跟踪过程中,单个构件的RFID TID与大包装单元的RFID TID实现了多对一的关系建立,与此同时,构件名称、建筑材料种类、结构强度、截面尺寸、操作人员等信息存储至数据库中,以便于后期质量追溯。当物流公司将构件运输至施工现场时,施工人员为了吊装需将大包装单元进行拆分,在这个过程中需要实现大包装单元的RFID TID与单个构件的RFID TID标识的一对多关系的建立,同时也需要将相关信息存储至数据库中。

3.2 包装组合过程关联建立

首先,扫描需要包装组合的单个构件的RFID TID,RFID TID中包含了构件的批次编码,这与大包装上的RFID TID将形成多对一的关联规则。大包装可容纳的体积大小决定了进入大包装的构件类型和数量。构件扫描采用累加原则以判断是否达到大包装所需的构件数量,对于没有达到的则继续扫描；对于达到的应将单个构件的批次编码写入数据表。然后,使用RFID读写器读取大包装的RFID TID,对于读取不成功的继续读取；对于读取成功的将RFID TID存入数据表。这样一来,单个构件的RFID TID与大包装的RFID TID都能在数据表中获取,通过其多对一的关系,包装组合过程的关联就建立完成了。

3.3 流通过程信息采集

基于工程质量管理信息系统[4],使用该系统中的DNC(Distributed Numerical Control)数据采集功能实现钢筋混凝土装配式构件流通过程的信息采集。在对流通过程中的信息进行采集之前要先使用RFID读写器读取大包装上的RFID标签,然后结合采集的流通过程信息实现大包装RFID与流通信息的对应。由于在3.2中已经建立了包装组合过程关联,因此能进一步实现单个预制构件的RFID TID与流通信息的对应。最后将采集完成的流通过程信息上传至工程质量管理信息系统。

3.4 包装拆分过程关联建立

包装拆分是包装组合的逆过程,在3.2中已经实现了包装组合过程的关联建立,即单个构件的RFID TID与大包装的RFID TID形成了多对一的关联规则。并且在3.3中完成了大包装流通过程信息的采集,这就实现了大包装的流通信息记录。对于包装拆分过程,则可通过单个构件的RFID TID追溯出构件流通过程中的信息,这就实现了包装拆分过程的关联建立。

4 结束语

中国在推进装配式建筑的进程中,由于针对装配式建筑制定的政策、措施不具体,相关的国家标准、行业标准和图集不健全,相应的管理理念缺失导致装配式建筑的建造成本及交易成本较高。针对这种现象,本文分析了钢筋混凝土装配式构件流通过程中质量信息的断链情况,使用RFID技术构建了钢筋混凝土装配式构件质量追溯精度模型。该模型能帮助装配式建筑各参与主体提高钢筋混凝土装配式构件的质量管理效率,有效降低质量管理成本,提高客户的质量满意度。希望该模型能得到房地产开发企业与施工企业的认可,进而加快装配式建筑在中国的落地和发展。