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清洁生产杂志
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集成RFID和BIM技术，以降低风险并改善预制房屋建筑的进度表现
克莱德·李正道a, 雷Y钟b，范雪c，徐刚延b，陈可d,
乔治·黄国权b, *，杰弗里·沈琦平e, *
a深圳大学土木工程学院
bHKU-ZIRI物理互联网实验室，香港薄扶林香港大学工业及制造系统工程系
c香港大学建筑学院房地产及建筑系
d香港大学房地产及建筑系
e香港红磡香港理工大学建筑与环境学院建筑与房地产系建筑管理系讲座教授
文章信息
文章历史：
2016年11月2日收到2017年7月19日修订后的表格
2017年7月19日接受
2017年7月24日在线提供
关键词：
RFID BIM
安排表现安排风险
预制房屋建筑香港
摘要
凭借其清洁安全的工作环境和良好品质的普遍公认的好处，预制房屋建筑（PHC）作为解决方案在面对香港建筑行业的各种住房挑战时正在获得动力。尽管预制具有其自身的优点，但其碎裂，不连续性，差的互操作性以及稀缺的实时信息可用性的基本缺点已对预制房屋建筑的进度表现产生显着的不利影响。因此，尽管政府承诺提供足够的房屋和和谐的住房，但计划延迟问题仍然经常困扰着PHC的行业。为了解决预制房屋建设中遇到的进度延误问题，本研究首先确定并分析了可能对PHC进度表现产生重大影响的关键进度风险因素。基于所识别的进度风险，确定用于增强进度表现的挑战和相应的所需功能。然后，开发了一种射频识别设备（RFID）启用的BIM平台，该平台集成了各种涉及的利益相关者，信息/数据流，海上预制程序和最先进的施工技术，以处理关键的进度因素。智能施工对象和支持RFID的智能网关协同工作，以简化预制制造，物流和现场装配施工三个层次的操作，同时使用实时捕获的数据形成闭环可见性和可追溯性模式，其中不同的最终用户可以监督施工状态，实时进行。开发的平台可以为不同的利益相关者提供各种服务，工具和机制，提高PHC管理中日常运营和决策的成功率，从而减轻关键的进度风险，提高PHC的进度表现，确保及时的项目交付。
copy;2017 Elsevier Ltd.保留所有权利。
- 介绍
在香港有限的土地供应和昂贵的土地价格导致了高层建筑的普遍存在。只有一小部分人能负担得起私人住房的高价，约有50％的人口居住在公共住房中（人口普查与统计 部门，2015年).对住房问题表达了普遍的不满，并且越来越多地听到了这个社会对和谐住房的呼吁。为满足公共房屋的高需求，香港房屋委员会（HKHA）计划在截至2016年底的五年内提供91,900套公屋，而在短时间内实现这一雄心勃勃的住房计划令人怀疑（香港房屋委员会2016).此外，建造业亦面临严重的劳工短缺问题，香港的劳工成本飙升（Li等，2017).由于诸如增加噪音污染，温室气体，粉尘，建筑垃圾和不可再生自然资源的高消耗等问题，执行雄心勃勃的住房计划可能进一步影响环境。香港需要在住房生产需求和限制建设之间取得平衡，例如安全，环保，时间和劳动力短缺。凭借其快速工艺，清洁和安全的工作环境以及良好质量的公认优势，预制房屋建筑（PHC）正在成为解决香港建筑业各种住房挑战的解决方案（李等人。2014a，2014b; Hong等，2015;香港 等，2016;Wang等，2015;张等人。2011年，2015年).
*通讯作者。
电子邮件地址：clydelee718@gmail.com (CZ Li),zhongzry@gmail.com (李忠),xuef@hku.hk (薛晓明),gagexgy@gmail.com (徐氏),莱奥琴 @ connect.hku.hk （K.陈），gqhuang@hku.hk (黄晓明),bsqpshen@polyu.edu.hk （GQ Shen）。
http://dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.07.156
0959-6526 /copy;2017 Elsevier Ltd.保留所有权利。
然而，如果不设想其问题，就不能实现上述使用预制的好处。建筑设计，预制构件生产，物流和预制安装过程仍然大部分停产和分散。当前的PHC条件表现出较差的数据互操作性，并且缺乏以实时方式可视化和跟踪信息的能力（Li等，2016b).一项相对较新的举措已将香港的整个预制部门转移到珠江三角洲（珠三角）地区的近海地区（中山，惠州，东莞，深圳和顺德）。这一举措有助于利用该地区的廉价劳动力和丰富的物资供应，但同时也加剧了使用预制的弊端。因此，尽管政府承诺提供足够的房屋和和谐的住房，但计划延迟问题仍然经常困扰着PHC的行业。
为了帮助缓解预制房屋建设中遇到的进度延迟问题，该研究开发了一种射频识别装置（RFID） - 一种多维建筑信息模型（BIM）平台。该研究调查并确定了香港预制建筑行业的技术和管理挑战。随后开发了一种创新的RFID实时BIM平台，该平台集成了海上预制流程，技术，信息流和人员。我们采用香港屯门公共租住房屋的建筑工程，以展示该平台的可行性。几项观点对本研究具有重要意义。首先，物联网（物联网）技术支持的智能建筑物（SCO）是建立在香港预制建筑的智能建筑环境之上的。SCO和RFID智能网关协同工作，以简化三个层次的运营，即预制生产，物流和现场组装。其次，使用尖端技术建立多维BIM平台，以利用来自SCO的实时捕获数据来形成高级决策。该平台可以为不同的利益相关者提供各种服务，工具和机制，以实现他们的日常运营和决策，通过增强的信息共享和先进的模型来提高效率和效率。第三，在该平台中，实时捕获的数据用于形成闭环可见性和可追溯性模式，其中不同的最终用户可以监督施工状态，实时进行。因此，不同方可以在预制施工生命周期中关注不同方面;如果出现问题或意外偏差，他们可以通过实时可见性工具协同工作。该研究通过使用支持RFID的实时可见性和可追溯性工具将传统的预制结构中的3D BIM应用扩展到nD，并将关键问题无缝集成到BIM中以实现多维应用。通过混合动力学模型提供的模拟评估平台的有效性。
- 研究框架
为了提高PHC项目的进度表现，该研究开发了一个支持RFID的实时BIM平台，该平台集成了各种利益相关者，海上预制流程，信息流和最先进的施工技术，以减轻关键的影响。安排PHC项目中确定的风险。香港建筑业的最新创新科技已融为一体。该研究的一般步骤包括：（1）确定关键进度风险，挑战和所需功能;（2）开发支持RFID的BIM平台;（3）支持RFID的BIM平台的应用;（4）通过仿真评估支持RFID的BIM平台的有效性。图。1 说明了所采用的方法以及他在本研究中的一般步骤。图中还突出显示了每个步骤中生成的结果。
- 确定进度风险和所需功能
本研究的第一步是在考虑相关利益相关者的情况下，识别和分析影响PHC计划的主要风险。这些主要的进度风险为确定挑战和相应的必要功能奠定了基础，以提高PHC项目的进度表现。根据社会网络理论，PHC是一个复杂的系统，包含与各种利益相关者的各种关系。网络分析通过考虑PHC中的相关利益相关者以及相应的因果关系来调查这些进度风险。用社会网络理论确定关键进度风险需要三个步骤。首先，确定了对PHC的进度表现有直接影响的进度风险和相关利益相关者的初始清单。其次，确定所识别的风险因素之间的相互关系。第三，将链接和节点列表的邻接矩阵引入到NetMiner 4中，NetMiner 4是一种用于社交网络分析的专业软件，作为可视化和分析网络的关键输入数据。网络分析基于社交网络分析（SNA）的节点和链路级度量，生成与关键利益相关者相关的调度风险列表。关键进度风险的识别过程取决于SNA指标的结果，包括状态中心性，中介中心性，经纪人和节点程度。具有高地位中心性，中介中心性，经纪人和节点价值程度的风险和相互关系被确定为具有重大影响的关键风险。在合并SNA指标的结果时，列出了12个关键的进度风险和关系，如下所示表格1.请注意，鉴于篇幅有限，详细的识别过程和关键时间表风险的分析可以参考作者发表的文章（Li等，2016a），这项研究主要集中在RFID平台的发展的插图。
在确定关键进度风险后，可以详细了解这些关键风险的实际含义。根据对参与PHC的管理人员的访谈，总结了参与PHC的利益相关者面临的主要挑战。例如，两个关键的进度风险，预制构件的安装错误和预制构件到现场的延迟都描述了现场安装活动的低效管理风险，这将导致在将预制构件传送到预制构件的过程中出现延迟问题。现场。结果，两个调度风险被置于同一类别下，并且确定要处理的相应挑战：“由于紧凑空间而导致低效的安装管理”。按照同样的原则，利益相关者在PHC项目管理中遇到的总共七个主要挑战归纳为
图1.研究流程
比较在应用平台之前和之后安排表现
评价支持RFID的BIM平台的有效性
模拟
预制件的演示生产，
运输和现场组装服务
RFID的应用 -启用BIM平台
案例分析
rbimp-dsis, rbimp-dsis,
RBIMP网关和SCO
RFID的发展 -启用BIM平台
互联网技术
所需功能列表处理挑战和减少进度风险
关键词的确定 安排风险，挑战和所需的功能
文献评论
成果
过程
方法
整合RFID和BIM技术，提高预制房屋建筑的进度表现
表格1
在PHC中处理挑战和降低进度风险所需的功能（Li等，2016a，2016b).
所需功能 PHC面临的挑战 关键的进度风险
在紧凑的站点区域进行即时（JIT）交付和组装 由于安装管理效率低下
紧凑的空间
延迟将预制构件运送到现场（DDPES）
预制件的安装错误（IEPE）
预制件之间的生产信息共享
运输效率低，交叉成本高
物流信息不一致的原因
制造商和物流和装配公司，导致边境物流额外的谈判时间
人为错误（LIIBHE）
不同企业资源规划系统之间的低信息互操作性（LIIBDERPS）
将设计信息嵌入预制件中 各利益相关方之
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