基于BIM的工业化住宅产品系统集成能够在信息平台的基础上保持信息及时更新，并提供查询、增加、变更、删除等操作，使产品开发工程师、产品技术员、业主、总承包商、供应商、业主及最终用户等所有产品相关人员可以清晰全面地了解项目状况，促使加快决策进度、提高决策质量、降低项目全过程成本。

（一）工业化住宅产品系统集成的架构

系统采用B／S（Browser／Server）结构，即浏览器和服务器结构。它是随着Internet技术的兴起，对C／S（客户机和服务器）结构的一种变化或者改进的结构［42］。

B／S结构是一次性到位的开发，能实现不同的人员从不同的地点以不同的接入方式（比如LAN、WAN、Internet等）访问和操作共同的数据库；它能有效地保护数据平台和管理访问权限，服务器数据库也很安全。用户工作界面是通过Web浏览器访问共享信息来实现的，主要事务逻辑是在服务器（Server）实现，极少事务是在前端（Browser）实现。

系统整合组织内和组织外的信息，通过共享，使不同组织成员能够通过统一的渠道获取需要的信息，实现资源共享，集成和优化信息管理。采取多样式的系统应用部署方式，既可以实现企业内的集中式应用，虚拟组织集中或分布部署应用，甚至可以实现跨区域企业的分布式部署的系统应用（图5－24）。

第一层是操作层，也叫用户界面，针对的是终端用户群，终端用户群包括政府、咨询公司、业主、总承包商、研发团队、总装团队、模块供应商、监理单位、运营单位等全过程参与方，通过PC、笔记本、PDA、手机、IPAD等登录网络浏览器，用户群在网络许可的范围，如LAN（Local Area Network，局域网）、VPN（虚拟专用网络）、WAN（Wide Area Network，广域网），通过Http网络协议，经过身份识别，并进行相应操作权限赋权后进入系统，进行相关操作。

图5－24　工业化住宅产品系统集成的架构

图片来源：作者自绘

第二层是应用层，是信息传送和反馈系统。将管理信息系统的应用程序加载应用至服务器上，通过中间件接受用户访问指令，再将结果反馈给用户。信息系统的功能模块管理交互的应用模式将人员工作基于Internet的虚拟办公室形成紧密协作的价值共同体，消除信息孤岛。功能模块包括项目管理、流程管理、知识管理、资源管理、会议记录等。

第三层是数据服务层。通过中间件的连接，负责对涉及数据处理的指令进行翻译和处理，如读取、查询、删除、新增等操作。统一的身份认证管理，实现同一套系统为终端用户、企业管理层、供应商及合作伙伴等提供不同的定制化的访问内容和管理平台。同时，系统通过多重数据加密和角色分配、权限控制、操作日志等安全机制保证数据的机密性和安全性，保障数据和知识资源安全。

第四层是数据层。数据流同步触发器是一个实现BIM的重要组件。在系统数据库进行实现的时候，该触发器是加载在数据库所有数据表空间上的一个应用程序。利用该组件，前端应用程序发出任何操作指令（如检索、增加、删除等），同步触发器就可以将各数据库进行集成后，反馈给相应操作用户［43］。

采用文档管理服务器和关系型数据库进行数据管理，文档管理系统和关系型数据库分别适用于非结构化数据和结构化数据的存储。异构型分布式数据存储系统相比传统集中的存储服务器更能满足工业化住宅产品全过程庞大的信息存储的需要。

大规模存储分布式系统存储要求具有可扩展性。传统的数据库扩容多采用同构系统，即存储节点为若干组，每一个组服务相同的数据。但是同构系统的问题在于增加副本需要迁移的数量太大，且迁移一次需要消耗大量的时间，因此，不适用大规模分布式存储系统。

异构分布式存储系统具有良好的可扩展性。所谓异构指的是存储节点之间是异构的。即先将数据划分为很多大小接近的分片，每个分片的多个副本分布到任何一个存储节点，如果一个节点发生故障，则由整个集群节点来恢复，而不是如同构系统是由几个固定的存储节点来恢复，保证了系统的灵活性和可扩展性，也节省了节点故障恢复的时间，适用于复杂的数据存储系统。

第五层是系统层，即数据库服务器操作系统，是系统集成的基础架构平台，具体事务性逻辑都在这里实现。

（二）工业化住宅产品系统模块及功能

基于全生命周期管理理念，工业化住宅产品管理系统共分为十一大模块，如图5－25所示。

图5－25　系统的十一大模块

图片来源：作者自绘

（1）项目前期管理模块：对前期决策形成的文件进行保存和维护，并提供查询功能。

（2）招投标管理模块：招标投标过程只需依照相关的法律法规即可，对该过程中产生的文件及相关资料、投标资格等审查并管理。

（3）产品研发管理模块：包括概念方案、系统设计、深化设计、工程设计过程管理。核心是WBS体系和编码体系的建立。编码体系贯穿整个生命周期，每项工作的编码都是唯一的，如每一构件都有唯一的标准件编码，此外还有基于编码的建筑信息模型数据的存储、分析和统计，可以说编码体系对整个系统管理的运行起到至关重要的作用（图5－26）。

(www.daowen.com)

图5－26　江苏元大建筑科技有限公司混凝土预制构件编码系统

图片来源：江苏元大建筑科技有限公司博览会视频

（4）技术信息管理模块：核心是产品技术信息变更管理。环境因素的变化、生产条件的不确定、装配组织的协调、装配技术的变更，都会影响产品信息的变更，该模块需要及时更新产品技术文件。

（5）多功能型组织评价管理模块（包括会议纪要、修改意见、经验总结等）：多功能型组织由各专业的专家、供应商、总承包商、运营单位等组成，对过程关键节点评价、分析、总结。该模块的管理内容是对各阶段关键节点的会议纪要及时上传和更新，方便依据纪要内容、各节点环节的知识、经验总结对下次活动进行安排、改进和调整。

（6）物资管理模块：针对各阶段所需的物资的不同，根据资源计划对具体的模块供应、材料供应、工装租用、机械设备供应等及时做调整，对过程进行输入输出物料调用管理，包含材料清单、库存统计等。

（7）进度管理模块：该模块的组成部分有工期目标、研发进度目标、装配进度计划、月作业计划，甚至落实至周作业计划、日作业计划。模块还提供进度控制方法，如关键路径法、网络计划方法等。

（8）投资控制管理模块：确认项目总投资，编辑设计概算、施工预算，确定投资计划，在项目运行过程中，控制每个项目、每个阶段的投资支出。投资控制管理模块的主要目的是将实际投资和计划投资进行动态比较，为项目决策提供依据。

（9）质量管理模块：质量管理包括研发质量、模块供应质量、设备质量、装配质量，通过阶段质量审核和装配质量验收来规范质量管理。这个过程通过质量文档分类来实现，通过记录和查询文档来管理产品质量信息。

（10）合同管理模块：合同管理是对过程中产生的相关责任、义务、变更及争议事宜解决的管理。涵盖的内容涉及工期、价款、酬金、违约责任、风险分担、争议解决、履行的义务等，可通过该模块进行相应的管理操作。

（11）后期运营维护管理模块：汇总项目全过程的管理工作数据，基于数据对运营的状况进行管理工作，为其他项目管理提供总结数据，在运营数据的统计基础上对其他项目的决策起到导向作用。

（三）基于BIM的管理信息系统的运行

由点对点沟通转变为集成管理信息系统。传统的点对点沟通局限于任意两用户之间的信息交换，无法实现信息共享。基于BIM模型的集中管理系统是通过计算机、网络等先进技术平台，向系统服务器发送如信息变更、信息查询、信息录入等请求，由系统根据用户操作权限，从系统数据库调用所需相关信息。所有用户间的信息沟通都要通过集成信息系统进行相关操作，集中反馈给用户，供用户进行相关操作，如图5－27所示。

1.产品前期决策、研发阶段

此阶段主要利用项目前期管理模块、产品研发管理模块，可以在系统内形成建筑信息模型，进行部品试验对模型不断地修改完善，利于可行性研究分析。由于数据的集成共享，最终得出具有装配性、可实施性的产品模型、产品平面图及产品装配节点图等成果。

图5－27　信息沟通方式的转变

图片来源：作者自绘

2.招投标阶段此阶段利用招标投标管理模块，拟定标书，并组织公开招投标。将前期部分成果适度公开，使招标单位在一定程度上可以从集成文件中做出合理的标案，有助于减少投标单位对标书的错误理解造成的时间、费用的损失，并基于公正合理的平台竞标。在工业化住宅产品招投标阶段主要产生总承包等一系列合同文件。

3.产品生产装配阶段

数字化工地管理信息系统又简称“数字工地”，是基于“数字地球”这一背景下新兴的概念。该系统通过运用现代化信息采集、传输、处理技术和自动化控制技术，对施工技术、工程质量、安全生产、文明施工等管理进行动态、实时的监控，在此基础上对各个管理对象的信息进行数字化处理和存档，以此促进工作效率和管理水平的提高［44］。

同时，通过计算机、网络等先进技术平台，实现远程监控管理，真正实现建设主管部门、业主、设计、监理，对工程施工全方位、全过程、全天候、多视点、多角度、多层面的实时监控，使各部门管理者对工程建设中出现的各种问题做到“第一时间发现，第一时间处置，第一时间解决”［45］。

该阶段利用技术信息管理、物资管理、进度管理、投资控制、质量管理、合同管理模块，过程中将产生各种合同文件、物资记录、设计变更记录、生产装配进度、投资分析图等一系列的系统文件。根据组织人员身份验证，可以随时查看系统文件，避免信息传递延迟或信息传递不准确、信息不对称的情况发生。

4.运营维护阶段

该阶段利用运营维护管理模块。文件集成主要包括住宅产品使用情况、入驻维修记录、财务状况等信息。系统实时更新提供的数据，为用户提供准确的运营决策，为其他项目提供项目决策依据，提高决策效率。其中多功能型组织评价管理模块贯穿整个生命周期。