工业化住宅产品形成过程涉及决策、研发、工厂制造、现场装配、市场采购、运营维护等多个部门，因此在项目执行过程中团队成员之间的信息获取较为困难，且组织界面周围产生的大量数据很难保持一致性。因此，需要通过建立过程信息集成项目管理模型，将项目、过程和建筑信息模型集成，使项目管理工作所需过程数据直接从过程模型中获取，尽量保持过程模型与项目管理数据的一致性。

项目管理是指在一定资源约束条件下，为实现质量、投资、进度等目标而进行的一系列计划和控制的过程。在第四章，过程管理模型在住宅产品参数分析的基础上通过对过程结构化分解，完成了过程中各活动的定义，确定了互动的时序关系、组织的协作管理、活动所需的工具，以及每个活动输入、输出等人力资源、物料、设备等资源及产品数据信息，从而建立起工业化住宅产品全生命周期过程模型。该模型为项目实施管理提供指导和决策依据，从而对过程中的任务进行计划和控制，每一项任务的完成对整个项目至关重要。因此，工业化住宅建筑信息模型管理、过程管理与项目管理是工业化住宅产品管理的三大重要组成部分，密不可分。项目模型主要集成产品和过程信息［27］［28］。图5－4说明了三者之间的关系。

以建筑信息模型为基础，项目模型分为两个子模型：产品研发过程信息集成和产品生产装配过程信息集成。

图5－4　建筑信息模型、过程管理与项目管理的关系

图片来源：作者自绘

（一）工业化住宅产品研发过程信息集成

产品研发过程是形成产品数据的过程，是最终转向产品实体的重要基础信息。工业化住宅产品研发过程信息集成实际上是信息协同的解决方案，这点与制造业类似。

研发过程的组织通常采用团队合作的组织方式，工业化住宅产品开发团队包括不同专业的组织集成，与供应商、总承包组织、业主等都有相互合作与制约关系。工业化住宅产品研发过程中的信息特点如下：

协同研发的基础是建筑信息模型，所有信息须与产品构件关联，在任意时间点特定的人必须能够查询所需信息。

研发过程的信息交互中，会发生资料、数据、技术知识的传递与交流活动，有合作也会有信息冲突。

在产品开发的过程中，任何一个小变动都会造成产品信息结构的变化，从而导致成本信息、资源信息的改变。

信息具有连续性、动态性，结构复杂、数据量大的产品需要进行版本管理。通常与工业产品版本管理相似，由版本号和版次号组成，版本号一般有标识号，按版本产生时间顺序记录，当版本变化不大的时候，通过版次号管理信息更新。

不同专业图纸、深化设计、设计变更、合同和文档资料等信息的交互，需要计算机技术的支持，建立在信息共享的基础上。

信息共享的同时需要通过精细的权限控制和协作功能，确保信息安全、便捷、受控地在各组织间各项目间流通与共享。

冲突管理、并行工作等协同工作主要解决工作流管理问题，通过IDEF0或Petri网等方法对设计过程进行建模可以有效解决［30］。通过IDEF0对工业化住宅产品全过程建模已在本书第四章进行了详细描述。T.S.杰恩（T.S.Jeng）提出了四层模型架构：产品设计过程模型，如图5－5所示［31］。

顶层进度是相对静态的，基于组织内部协议并经常反映在合同中。第二层是任务分配层，所有的顶层任务都在该层进行分解。第三层是协同和共同工作过程。活动是依赖关系所驱动，这些随着设计的结构而变化，涉及沟通和目标的交换以及更底层的设计数据交换。底层是个人活动，主要是为了完成第二层的任务，通过第三层定义的任务进行沟通和协同［6］。

图5－5　产品设计过程模型

图片来源：Jeng T S.Design transactional flow management：structuring design processes for CAD frameworks［D］.Atlanta：Georgia Institute of Technology，1998

（二）工业化住宅产品生产装配过程信息集成

在第四章已根据工业化住宅产品特征，提出了工业化住宅WBS体系，并分析了产品建设过程采用的层次化的分解方法，以此来进行了工业化住宅产品全生命周期的过程分析。两者有不同的描述方法，其中依照工业化住宅WBS体系可以实现产品数据结构，用统一建模语言（Unified Modeling Language，UML）进行描述，而过程描述可采用第四章提到的IDEF0技术进行过程层次分解。细分后两者可建立对应关系（图5－6）。即在A.G.吉曼斯（A.G.Kimmance）提出的产品和过程信息集成的概念模型［32］研究基础上，得出工业化住宅的产品数据结构与生产装配过程信息集成概念模型。

图5－6　产品数据结构与生产装配过程信息集成概念模型

图片来源：作者自绘

产品数据结构依照第四章的产品分解结构生成数据结构模型，对应基本组件／辅助件增加了产品数据信息，产品数据结构UML类图中三级模块数据之间的关系为聚合关系，即整体与部分的关系，且部分可以离开整体单独存在，如工业化住宅产品构成部分包括主体模块，但主体模块仍然可以单独存在。这一数据结构模型为产品信息与生产、装配信息集成提供基础。生产制造IDEF0过程信息分解已在第四章第四节详细说明。

由产品与生产装配信息集成的分析可以看出，产品的数据结构是装配活动开展的基础。无论生产制造还是装配都是产品模型向产品实体转化的过程。

面向装配过程的项目模型，除以上提出的产品信息集成外，还应从过程、资源和控制角度进行集成。目前产品的单一领域的集成技术软件相对较成熟，如基于BIM的设计软件、面向过程的进度软件、面向资源的资源管理软件以及面向控制的项目管理软件或决策支持系统，集成的项目模型应面向这四个“专业核心”（Discipline Core）［6］。

1.面向装配的过程解构

依照产品数据结构，按阶段研发生产和建设任务的不同可以将工业化住宅产品的工艺工程分为四个阶段：一级工厂化、二级工厂化、三级工厂和现场总装阶段，这四个阶段是工艺工程的组成部分。工业化建筑产品的过程层次分解模型，是保证工艺工程具体实施的辅助性分解过程。其中一级工厂化是标准件生产阶段，二级工厂化是组件安装阶段，三级工厂化是部品快速组装阶段，最后是现场总装阶段。下面就四个阶段展开论述：

1）一级工厂化

此阶段为标准件在工厂的装配阶段，是对基本部件／构配件信息的数据集成过程。本节试列出表格系统对此阶段进一步说明。表系统由三大部分组成：模块层级、基本信息、标准件组装流程。

表系统中模块层级为建筑产品的模块分解层级，这一层级化的目标管理系统能够满足工业化产品深化设计的要求，可准确定位至一个螺丝或一个角件。

每一标准模块的组装工序不一定全然相同。列出相应模块的组装工序，方便工作人员快速查找到所在阶段的组装工艺步骤并准时进行操作。由于产品建造工序繁琐，根据已划分的模块层级，相应的标准件装配流程依次设为工序1、工序2、工序3、工序4等细化每一对应模块的组装步骤。

表5－5为一级工厂化标准件组装流程表。

以张宏教授工作室研制的轻型结构工业化住宅产品的标准件装配工艺流程为例，依照工业化住宅部品装配中的从属次序，铝型材杆件、角码等列为三级模块的基本组件，从属3级模块（结构框架）、2级模块（结构体）、1级模块（主体单元）。

表5－5　一级工厂化标准件组装流程表

底部框架的装配流程是：①放置底部长杆；②放置底部短杆；③安装角码；④放置中部短杆。顶部框架的装配流程是：①放置顶部主梁；②安装角码；③放置端头和中间；④安装角码。由此可见，每一工序的先后次序以及模块的从属关系都一目了然，层次表达清晰，易于实现工作分包，利于工作人员有针对性地对专项系统协作管理（图5－7）。

图5－7　轻型结构工业化住宅产品底部框架的装配

2）二级工厂化

此阶段为组件安装阶段，是对3级模块的数据集成过程。相关部品部件的生产与组装都在工厂进行。由三大部分组成：模块层级、基本信息、组件安装流程（表5－6）。(www.daowen.com)

表5－6　二级工厂化组件安装流程表

同理，模块的划分与一级工厂化相同，但工艺流程区别于一级工厂化。一级工厂化的流程为标准件的工厂化组装流程，该阶段则适用于由3级模块组装成2级模块的情况。如主体单元结构体模块，其标准组件的安装流程是：①安装准备；②放置底部框架；③安装立柱；④安装顶部框架（图5－8）。

图5－8　轻型结构工业化住宅产品主体单元结构体的装配

图片来源：现场拍摄

3）三级工厂化

此阶段为部品快速组装阶段，是对2级模块的数据集成过程。由三大部分组成：模块层级、基本信息、部品快速组装流程（表5－7）。

表5－7　三级工厂化部品快速组装流程表

这个阶段是基于组件安装阶段提出的，该阶段适用于二级模块组装成一级模块，可直接运往现场总装的情况。以主体单元为例，部品的安装流程是：①吊装结构体；②放置结构体；③安装围护体；④安装交通体等（图5－9）。部品的安装流程必须在标准构件安装完毕后才能进行组装操作。

图5－9　轻型结构工业化住宅产品主体单元的装配

图片来源：现场拍摄

4）现场总装阶段

此阶段为现场总装阶段，由五大部分组成：模块层级、基本信息、吊装施工工艺、安装施工工艺、节点施工工艺，是对1级模块的数据集成过程。

现场总装阶段模块的划分与一级工厂化相同。根据模块的安装次序对每一级模块进行了排列。如在3级模块中依照PC柱、PC梁、PC板的先后总装次序列出。现场总装阶段较前三个阶段除三级模块的划分、基本信息两部分相同外，根据现场总装内容与工厂构配件组装内容的不同，补充了吊装施工工艺、安装施工工艺、节点施工工艺三个部分的施工工序。使现场工作人员根据现场的工作任务清楚找到每一步骤的安装工序和安装要点，必要时可在后面一栏加上备注内容，注释总装中疏漏的安装要点和组装内容，为下一个工业化建造项目提供参考意见，实现动态管理（图5－10）。

图5－10　轻型结构工业化住宅产品现场总装阶段

图片来源：现场拍摄

以南京万科上坊保障性住房项目的工艺流程为例。

表5－8　现场总装阶段工艺流程表

如表5－8所示，譬如总装现阶段的基本构件是：主体单元模块—结构体模块—永久结构体模块—PC柱构件。表中所考虑的是基本部件需要直接运往现场装配的情况。

PC柱吊装施工方法：①PC柱起吊；②PC柱落位；③PC柱就位。

PC柱安装施工工艺：①放线；②PC柱进场；③吊具安装；④PC柱起吊；⑤PC柱立直；⑥PC柱吊运；⑦引导筋对位；⑧水平调整、校正；⑨斜支撑固定；⑩摘钩。

PC柱安装精度控制措施：①轴线；②柱轮廓井字线；③柱定位控制线（柱轮廓线以外200mm）；④柱纵横轴线；⑤梁安装控制线（在出厂前就在柱子上弹好）；⑥支撑体系的平面网格线（立杆）；⑦斜撑立杆的定位点（固定点用红色油漆进行标识）。

5）总结

以上四个阶段层级的划分解决了同一层级的模块之间、不同层级模块之间、大模块与从属模块之间、模块与基本组件／辅助件之间的复杂关系问题，更梳理了各个模块的工艺流程次序，规范了工业化住宅产品的管理模式，使管理工作更加系统化、精细化。这对工业化住宅产品的研发、生产、建造具有现实指导意义。

当然，以上的产品生产装配过程信息解构模型是在考虑存在的全部活动下提出的。在具体实施过程中，所列部品层级不一定全部存在，如模块可能存在工厂全部组装完成运往现场直接装配的情况，那么5－8表中是不会出现具体的模块分级，可根据实际情况确定分解的层次，尽量简化分解层次，从而控制工作的复杂性。

2.产品生产装配过程信息集成

以产品信息模型为基础，过程模型和产品资源与之相互关联。过程不仅包括生产装配过程，还包括管理过程。三维模型和进度信息关联整合形成4D模型。基于BIM的进度计划与住宅产品基本构件实现动态链接。可通过甘特图、关键路径等多种进度控制图直观表达生产装配过程。这样基于产品信息模型可以达到精确计划、跟踪计划和实时控制计划的目的，实时跟踪项目实际进度，通过计划进度与现场实际进度对比，分析偏差产生的原因，动态管理，及时采取有效措施。

将产品资源模型分别与产品信息模型、过程模型关联，动态地分配各种生产装配所需的资源，计算、模拟用以分配各装配阶段的劳务、材料、模块、设备、工具等，不仅为模块供应商提供准确的模块需求信息，同时帮助工厂建立材料需求计划、设备需求计划、生产计划等，装配阶段则可以根据两大模型建立劳动力计划、部品需求计划、辅助工装需求计划等。在这些计划的基础上形成项目的投资计划或成本控制计划，这对实现成本管理和控制至关重要（图5－11）。

图5－11　工业化住宅产品信息模型、过程模型、产品资源模型的关联模型

图片来源：作者自绘

3.统一的信息分类与信息编码体系

如果没有信息集成化管理，有价值的信息就会随着项目的完成而消亡，因此信息的存储十分必要，它可能在产品决策阶段已经产生并发挥效用，并且随着过程的不断变化，信息价值也在不断地变化着。如工业化住宅产品模块信息可能贯穿整个生命周期，方案设计信息在工厂阶段转变为工厂预制构件生产信息，在装配阶段转变为装配过程信息，在运营阶段可能转变为空间管理的主要信息内容。因此信息存储与管理变得十分重要，而信息管理的基础是信息分类与编码。

PBS（项目分解结构）分解的结果是构成项目最终实体目标的项目单元，是一切项目管理的基础。如基于不同投资主体的项目分解结构、基于分包主体的项目分解结构等，PBS随着过程发展在整体或局部上的变动，不是固定、唯一、不变的。PBS实现BIM与项目管理信息数据的关联。一旦确定信息分类及编码体系，就实现了工业化住宅产品全生命周期信息从产生之初到最终运营管理的信息追踪，从而实现信息集成（图5－12）。

图5－12　工业化住宅标准信息编码体系

图片来源：作者自绘