裝配式建筑質(zhì)量信息模型構(gòu)建

王 茹， 廖文濤， 劉清楠

(西安建筑科技大學(xué) 土木工程學(xué)院， 陜西 西安 710055)

裝配式建筑是由工廠加工的構(gòu)件在現(xiàn)場通過可靠的連接裝配而成的建筑，相較于傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，構(gòu)件預(yù)制、現(xiàn)場裝配成為其顯著特征[1]。裝配式建筑作為一種新的建造方式，我國相應(yīng)配套的工程管理體系還不健全，管理模式還受限于傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑[2]，沒有按照裝配式建筑施工的特點制定相應(yīng)的管理模式和方法，導(dǎo)致其工程實施的技術(shù)經(jīng)濟性和質(zhì)量都不理想[3]。

在建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)和建筑生命周期管理(Building Lifecycle Management，BLM)白皮書由Autodesk于2002年發(fā)布之后，BIM技術(shù)逐漸走進了人們的視野[4]。BIM技術(shù)由于其突出的優(yōu)越性被應(yīng)用于解決裝配式建筑的諸多問題。Yuan等[5]從建筑設(shè)計團隊、預(yù)制構(gòu)件創(chuàng)建流程、BIM二次開發(fā)流程、裝配式建筑信息模型優(yōu)化流程四個方面論述了如何通過面向DFMA(Design for Manufacturing and Assembly)的參數(shù)化設(shè)計使設(shè)計的預(yù)制構(gòu)件具有良好的可制造性和可裝配性。田東等[6]闡述了如何運用BIM技術(shù)解決預(yù)制構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化低，重復(fù)工作量大，設(shè)計周期長等問題。Li等[7]開發(fā)了無線射頻識別設(shè)備(Radio Frequency Identification，RFID)支持的BIM平臺來提高預(yù)制建筑建造過程的信息管理效率，降低進度風(fēng)險。馮曉科[8]借助實際案例討論了BIM技術(shù)在裝配式建筑施工前期策劃、進度和成本管理、構(gòu)件管控以及場地布置等方面的優(yōu)勢，得出BIM技術(shù)能有效應(yīng)對建造過程中出現(xiàn)的新問題、新挑戰(zhàn)的結(jié)論。

不難發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段BIM技術(shù)主要被集中應(yīng)用于解決預(yù)制構(gòu)件的深化設(shè)計、生產(chǎn)過程管理、裝配階段的成本和進度控制等問題[9]，質(zhì)量控制的相關(guān)研究較少。BIM模型信息的構(gòu)件化架構(gòu)與裝配式建筑的構(gòu)件化施工具有高度的契合性，為利用BIM技術(shù)輔助裝配式建筑質(zhì)量控制提供了天然的條件。因此，本文基于裝配式建筑質(zhì)量控制的基本環(huán)節(jié)提出裝配式建筑質(zhì)量信息模型(Prefabricated Building Quality Information Model， PBQIM)的概念。根據(jù)質(zhì)量控制需求，通過Revit平臺和MySQL數(shù)據(jù)庫相結(jié)合，利用Revit二次開發(fā)技術(shù)分析PBQIM的構(gòu)建過程、功能算法和實現(xiàn)技術(shù)。

1 裝配式建筑的質(zhì)量控制分析

裝配式建筑質(zhì)量控制是致力于滿足質(zhì)量需求的一系列相關(guān)活動。質(zhì)量控制首先需要明確質(zhì)量需求，將質(zhì)量需求作為質(zhì)量控制的依據(jù)，將裝配過程質(zhì)量控制作為核心，通過現(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，從而滿足質(zhì)量需求。裝配式建筑施工的質(zhì)量控制應(yīng)運用動態(tài)控制原理，將建造質(zhì)量控制分為事前、事中和事后三個基本環(huán)節(jié)。

事前控制需要明確質(zhì)量需求，落實質(zhì)量責(zé)任。裝配式建筑產(chǎn)品及施工過程質(zhì)量必須符合相關(guān)質(zhì)量需求。這些質(zhì)量需求主要來自法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、客戶、設(shè)計等多方面，其中法律法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)要求是最基本的要求[10]。具體的建造項目在確定質(zhì)量需求時要根據(jù)實際情況選擇實行標(biāo)準(zhǔn)類基本要求或者實行比基本要求更高的其他要求，多方面的信息來源增加了規(guī)則理解的繁瑣性，易導(dǎo)致施工過程的符合性判斷出錯，同時具體的工作涉及到具體的構(gòu)件及其相關(guān)的施工過程，在實際執(zhí)行過程中容易出現(xiàn)質(zhì)量需求不明確和混亂現(xiàn)象，帶來質(zhì)量風(fēng)險。

事中控制需根據(jù)施工過程需求進行過程監(jiān)督，施工過程需求規(guī)定了施工過程的必要流程以及具體施工活動應(yīng)該或不應(yīng)該進行的準(zhǔn)則，例如，預(yù)制構(gòu)件安裝前應(yīng)對套筒、預(yù)留孔內(nèi)的雜物進行清理。然而，實際施工過程中，應(yīng)該進行的施工活動常常被忽視，不應(yīng)該進行的活動往往被執(zhí)行，必須遵循的流程也往往被違反[11]。質(zhì)量的過程控制是一個精確而復(fù)雜的過程，需要知識和工作經(jīng)驗[12]。建筑從業(yè)人員的流動性大且綜合素質(zhì)不高，對質(zhì)量需求難以準(zhǔn)確理解，會導(dǎo)致質(zhì)量控制過程疏忽或不符合質(zhì)量要求。

事后控制也稱事后質(zhì)量把關(guān)，目的是保證不合格的工序或產(chǎn)品不流入下道工序、不進入市場。主要通過質(zhì)量檢驗發(fā)現(xiàn)質(zhì)量缺陷，并綜合分析產(chǎn)生缺陷的原因，提出質(zhì)量改進措施。裝配式建筑質(zhì)量控制涉及到的檢查內(nèi)容多，容易導(dǎo)致施工管理人員質(zhì)量檢查漏項，檢查方式、檢查位置、檢查時間以及質(zhì)量需求不明確，使質(zhì)量管理過程不規(guī)范[10]?，F(xiàn)場很多項目需要及時對其質(zhì)量進行評定，若質(zhì)量評定不及時，會導(dǎo)致質(zhì)量管理出現(xiàn)空缺，若要再次進行檢查則會增加人工和成本。

2 PBQIM概念及構(gòu)建

一方面，裝配式建筑質(zhì)量控制過程的復(fù)雜性決定了PBQIM的研究和運用的必要性。另一方面，BIM模型信息的構(gòu)件化架構(gòu)與裝配式建筑的構(gòu)件化施工所具有的契合性為利用BIM技術(shù)輔助裝配式建筑質(zhì)量控制提供了天然的條件。同時，標(biāo)準(zhǔn)BIM模型具有構(gòu)件的幾何信息集合，而質(zhì)量信息是隨著建造過程不斷累加的，在數(shù)據(jù)形成過程方面，質(zhì)量數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)BIM模型具有一致性。BIM技術(shù)的強大之處在于巨大的信息聚類和整合能力。因此，PBQIM的核心思想是：利用BIM技術(shù)將質(zhì)量數(shù)據(jù)與構(gòu)件及檢驗批等質(zhì)量單元建立聯(lián)系，實現(xiàn)可視化質(zhì)量控制。

本文將PBQIM的定義如下：PBQIM是質(zhì)量信息多元、全面，并能很好滿足質(zhì)量控制行為需求的裝配式建筑質(zhì)量信息模型。如圖1所示，它由質(zhì)量需求信息模型、質(zhì)量監(jiān)控信息模型和質(zhì)量檢查驗收信息模型三大基礎(chǔ)信息模型組成，三大基礎(chǔ)信息模型分別對應(yīng)質(zhì)量控制事前、事中和事后的質(zhì)量控制基本環(huán)節(jié)。PBQIM的構(gòu)建和應(yīng)用體現(xiàn)為三大基礎(chǔ)信息模型構(gòu)建和運用的綜合過程。

圖1 PBQIM的構(gòu)建框架

2.1 事前控制與質(zhì)量需求信息模型功能需求

工作分解結(jié)構(gòu)(Work Breakdown Structure，WBS)可以將多源質(zhì)量需求進行分解，將裝配式建筑建造過程整體的質(zhì)量需求分解成裝配式構(gòu)件及其相關(guān)施工過程的質(zhì)量需求。這些需求不僅包括建筑本體，還包括基于工序的施工技術(shù)措施等，使每個構(gòu)件、施工過程和檢驗批等質(zhì)量單元都有各自清晰的質(zhì)量需求[13]。標(biāo)準(zhǔn)裝配式建筑BIM模型包含裝配式建筑本體的物理、幾何、功能等信息，但缺乏質(zhì)量控制所需的詳細信息，如檢驗批，施工過程，方法和責(zé)任[12]。為了能串聯(lián)起所有的質(zhì)量信息實現(xiàn)PBQIM的構(gòu)建，構(gòu)件、檢驗批等質(zhì)量單元需賦予獨有的名片以便質(zhì)量數(shù)據(jù)能識別它們。

基于以上分析，本文提出將質(zhì)量需求通過質(zhì)量屬性和具體質(zhì)量單元關(guān)聯(lián)，為裝配式建筑質(zhì)量控制全過程提供清晰目標(biāo)和具體要求，這也是質(zhì)量需求信息模型(Quality Requirement Information Model，QRIM)的定義。構(gòu)建QRIM的核心內(nèi)容就是需求信息的關(guān)聯(lián)錄入。裝配式建筑因地理、氣象等條件限制而具有的項目單件性特征決定了每個項目具體的質(zhì)量需求不同。事前控制階段構(gòu)建QRIM對于厘清項目具體質(zhì)量需求有促進作用。

簡言之，PBQIM的構(gòu)建在事前控制階段有以下兩方面的功能需求：一是為質(zhì)量單元賦予身份標(biāo)識，為關(guān)聯(lián)需求信息創(chuàng)造條件；二是實現(xiàn)質(zhì)量需求和具體質(zhì)量單元關(guān)聯(lián)。

2.2 事中控制與質(zhì)量監(jiān)控信息模型功能需求

建造過程是質(zhì)量形成的過程，質(zhì)量需求不僅定義了建造對象實體所需要達到的目標(biāo)，還規(guī)定了施工過程的要求[11]。事中控制階段的工作重點是按照確定的要求進行過程監(jiān)督和檢查。一方面，監(jiān)督具體的施工活動是否滿足要求，如預(yù)制構(gòu)件安裝前，發(fā)現(xiàn)預(yù)留孔內(nèi)還有垃圾，則立即采取措施清理；另一方面，檢查建造對象質(zhì)量目標(biāo)是否實現(xiàn)來判斷過程質(zhì)量是否合格，如預(yù)制墻安裝的垂直度不滿足要求，則立即采取措施調(diào)整墻體垂直度。

簡言之，PBQIM的構(gòu)建在事中控制階段有以下兩方面的功能需求：一是根據(jù)時間屬性提取質(zhì)量需求并以清單方式羅列呈現(xiàn)；二是通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實況錄入，自動進行符合性判斷，并反饋判斷結(jié)果。

2.3 事后控制與檢查驗收信息模型功能需求

事后控制的重點工作是檢驗、分析和處置。在目前的工程實踐中，工程事后驗收的最小單位是檢驗批，檢驗批是由一定數(shù)量樣本組成的檢驗體，這些樣本需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)或?qū)I(yè)規(guī)范要求全數(shù)檢查或按一定的比例抽查。這些全數(shù)檢查或抽查的樣本是質(zhì)量控制過程中最小的檢查對象(本文稱其為檢驗點)，專業(yè)規(guī)范規(guī)定了檢驗批的具體質(zhì)量要求，也規(guī)定了需要檢查的項目。在實際檢驗過程中，無論是檢驗批的劃分和檢驗點的確定，還是檢查結(jié)果的判斷，都存在經(jīng)驗主義現(xiàn)象且極度依賴檢驗人員的專業(yè)能力，這不但給事后檢驗工作的有效性大打折扣，還帶來質(zhì)量風(fēng)險。

簡言之，PBQIM的構(gòu)建在事后控制階段主要有以下四方面的功能需求：一是基于檢驗批自動生成檢驗點；二是根據(jù)質(zhì)量需求生成檢驗點的檢查驗收清單；三是根據(jù)實況錄入的現(xiàn)場檢查數(shù)據(jù)，自動進行檢驗點原始記錄的檢驗判斷并返回判斷結(jié)果；四是根據(jù)原始記錄的判斷結(jié)果，對整個檢驗批的檢驗情況自動進行判斷，并返回判斷結(jié)果。

3 PBQIM的實現(xiàn)技術(shù)

BIM技術(shù)具有可視化、協(xié)調(diào)性等眾多特點， Revit系列軟件作為BIM技術(shù)工具完全承繼了BIM技術(shù)特性，在BIM體系所包含的眾多軟件平臺中出類拔萃。相較于其他軟件，Revit不僅自身功能強大，還提供了豐富的應(yīng)用程序編程接口(Application Programming Interface，API)，使得Revit平臺有能力為裝配式建筑全生命周期服務(wù)[14]。因此本文選擇Revit平臺作為PBQIM的研究平臺。

3.1 基于Revit的PBQIM數(shù)據(jù)庫技術(shù)

3.1.1 基于Revit的PBQIM數(shù)據(jù)庫開發(fā)

本文以瑞典MySQL AB公司開發(fā)的MySQL為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)[15]，以Microsoft Visual Studio 2015為開發(fā)工具，通過C#語言和Revit API提供的接口、類和方法實現(xiàn)基于Revit平臺的PBQIM搭建和應(yīng)用。如圖2所示，Revit平臺的應(yīng)用程序需在VS平臺上運用C#和SQL語言配合編程，實現(xiàn)Revit API對應(yīng)接口和方法之后，才能最終實現(xiàn)訪問和操作MySQL數(shù)據(jù)庫。

圖2 基于Revit的PBQIM數(shù)據(jù)庫開發(fā)示意

3.1.2Revit數(shù)據(jù)庫交互方法

Revit應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫的交互是基于ADO.NET體系建立的。ADO.NET是.NET Framework類庫中用于實現(xiàn)和數(shù)據(jù)源進行交互的一些類的集合。Revit API能用與.NET兼容的編程語言進行編程。C#是一種面向?qū)ο笄疫\行于.NET Framework之上的高級程序設(shè)計語言。因此，上述組合能夠為Revit與MySQL數(shù)據(jù)庫的交互提供方法。

本文一方面引入MySql.Data.MySqlClient命名空間，然后定義并實例化MySqlConnection對象，調(diào)用MySqlConnection的Open方法打開數(shù)據(jù)庫連接，創(chuàng)建MySqlCommand對象并利用它指定連接對象連接到數(shù)據(jù)庫，接著定義命令類型和SQL命令獲得數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。另一方面，實現(xiàn)Revit API提供的IExternalCommand接口并重載Execute函數(shù)，完成Revit和數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)交互。

3.2 Revit二次開發(fā)實現(xiàn)PBQIM

PBQIM應(yīng)用的基礎(chǔ)是信息關(guān)聯(lián)，目的是實現(xiàn)裝配式建筑可視化質(zhì)量控制。Revit平臺可通過API來執(zhí)行設(shè)定的計算和分析，集成外部應(yīng)用或者開發(fā)自己的應(yīng)用程序操縱和訪問Revit。Revit API是封裝在“RevitAPI.dll”和“RevitAPIUI.dll”動態(tài)鏈接庫中的類庫，通過API可以訪問模型的圖形和參數(shù)，操縱模型元素，集成外部應(yīng)用等[14]。除了類庫，本文還安裝了Revit SDK(Software Development Kit)和Revit Lookup來輔助開發(fā)。在上述工具準(zhǔn)備齊全的基礎(chǔ)上，就可以將PBQIM需要實現(xiàn)的功能形成計算包內(nèi)嵌在Revit平臺，實現(xiàn)PBQIM的單平臺搭建和應(yīng)用。

3.3 質(zhì)量需求信息模型功能算法

3.3.1 自動編碼器設(shè)計

一個裝配式建筑工程往往涉及很多檢驗批，每個檢驗批又涉及同類型的諸多構(gòu)件，因而需要通過擴展的質(zhì)量屬性將每個構(gòu)件和具體檢驗批相匹配[12]。質(zhì)量單元自動編碼是PBQIM用于質(zhì)量控制的第一步。本文提出基于Revit的質(zhì)量單元自動編碼實現(xiàn)方式，通過PBQIM自動編碼器實現(xiàn)質(zhì)量單元自動批量編碼，同時檢查數(shù)據(jù)輸入的合法性和構(gòu)件類別的統(tǒng)一性。

用戶在確認(rèn)需要編碼的對象都處于選中狀態(tài)時運行自動編碼器，按照具體要求選擇相應(yīng)的分部分項、構(gòu)件類別、劃分方式以及建造過程，圖3為檢驗批自動編碼算法流程。當(dāng)運行“生成編碼”命令時，編碼器會自動判斷所選構(gòu)件類別是否和選擇的構(gòu)件類別一致，若判斷結(jié)果為不一致，則會彈出警示“所選構(gòu)件檢驗類別錯誤”，并高亮顯示不一致的構(gòu)件；若判斷構(gòu)件類別一致，則返回編碼結(jié)果。當(dāng)運行“插入編碼”命令時，編碼結(jié)果會自動賦予選擇集中所有構(gòu)件。

圖3 檢驗批自動編碼算法流程

3.3.2 需求信息可視化管理

質(zhì)量需求定義了目標(biāo)、準(zhǔn)則、責(zé)任，是PBQIM的基本要素。通過前文分析，需求信息可以通過工作分解結(jié)構(gòu)將信息落實到構(gòu)件和檢驗批這樣的質(zhì)量單元，為信息可視化管理提供條件。

為了將需求信息和質(zhì)量單元關(guān)聯(lián)，本文提出基于Revit的需求信息綁定質(zhì)量單元的方法。圖4分別從用戶和程序兩個角度闡述PBQIM質(zhì)量需求信息的錄入流程。選擇需要錄入信息的構(gòu)件后，運行“需求錄入”窗口程序，根據(jù)提示選擇錄入信息的關(guān)聯(lián)對象，關(guān)聯(lián)對象有兩個選項：一個是所選構(gòu)件對應(yīng)的檢驗批，另一個是所選構(gòu)件本身。若選擇檢驗批，則錄入信息會與檢驗批關(guān)聯(lián)并保存至數(shù)據(jù)庫，檢驗批內(nèi)所有構(gòu)件均被關(guān)聯(lián)該質(zhì)量需求信息，否則，錄入信息只會關(guān)聯(lián)選中構(gòu)件并存儲在數(shù)據(jù)庫中，與其他構(gòu)件不發(fā)生關(guān)系。

圖4 PBQIM質(zhì)量需求信息錄入流程

3.4 質(zhì)量監(jiān)控信息模型功能算法

為解決前文提出的裝配式建筑質(zhì)量控制過程中的各種問題，本文提出如圖5所示的算法流程，試圖將繁瑣的質(zhì)量要求、檢查內(nèi)容和檢查步驟等化繁為簡，實現(xiàn)清單式質(zhì)量監(jiān)控，運行“監(jiān)控清單”程序后，選擇時間區(qū)間，程序自動將屬性為所選區(qū)間的質(zhì)量單元返回到選擇集，同時搜索數(shù)據(jù)庫內(nèi)對應(yīng)的質(zhì)量控制需求，將對應(yīng)質(zhì)量單元相關(guān)的建造過程需求以清單的形式羅列出來。質(zhì)量清單既是技術(shù)交底資料，也是施工過程監(jiān)管的依據(jù)。對于具體的建造情況可以隨時記錄并上傳到數(shù)據(jù)庫。通過這種方式，對預(yù)制構(gòu)件本體質(zhì)量監(jiān)管的同時，也將以構(gòu)件為基礎(chǔ)的建造過程納入質(zhì)量控制對象的行列。

圖5 質(zhì)量監(jiān)控信息模型運行流程

重要質(zhì)量控制點的施工實施情況可以現(xiàn)場記錄并以文檔、圖片、影像等多種方式上傳到數(shù)據(jù)庫，并保持上述資料全生命周期內(nèi)和質(zhì)量單元保持關(guān)聯(lián)。

3.5 質(zhì)量檢查驗收信息模型功能算法

3.5.1 檢驗點自動生成方法

為了實現(xiàn)自動化、信息化的檢查驗收，本文提出基于檢驗批自動生成檢驗點的方法，可以避免前文指出的檢查驗收環(huán)節(jié)存在的各種問題。

圖6是自動生成檢驗點的方法，首先需要識別出檢驗批。識別檢驗批可采用兩種方法：一是選中需要檢驗的某一構(gòu)件后運行檢驗批識別程序，程序會自動提取所選構(gòu)件的檢驗批編碼，然后遍歷所有與該編碼關(guān)聯(lián)的構(gòu)件并返回檢驗批選擇集；二是根據(jù)輸入的檢驗批編碼，程序自動搜索與之匹配的構(gòu)件返回檢驗批選擇集。

圖6 自動生成檢驗點算法流程

檢驗批生成后，程序會根據(jù)檢查項目類型自動返回檢驗點集合。若要求全數(shù)檢查，程序返回檢驗批所有構(gòu)件到檢查集，若要求按比例抽查，則程序自動計算抽樣數(shù)量并判斷是否符合最低要求，若符合最低要求，則創(chuàng)建對象并利用Random隨機類生成隨機檢驗點，若不符合最低要求，則按不低于最低要求返回檢查集。

3.5.2 檢查驗收清單

檢驗批的檢查項目對應(yīng)的檢查內(nèi)容條目數(shù)量和內(nèi)容都參差不齊，比如GB/T 51231-2016《裝配式混凝土建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的預(yù)制墻板類構(gòu)件外形尺寸檢查驗收項目就有二十余項檢查內(nèi)容，通常會因檢驗人員個人能力和經(jīng)驗的差異產(chǎn)生差異化的檢查結(jié)果，不能真實反應(yīng)當(dāng)前階段裝配式建筑質(zhì)量狀況。

PBQIM能根據(jù)檢查部位調(diào)用相應(yīng)檢查項目的檢查清單，使得檢查內(nèi)容清晰、直觀、可視。檢查人員只需根據(jù)清單按照具體條目進行現(xiàn)場檢查、量測就可以完成工作，解決因檢查人員的偶然因素而帶來的質(zhì)量風(fēng)險。

當(dāng)用戶選擇了檢驗點和檢驗項目后，程序會自動檢索質(zhì)量數(shù)據(jù)庫內(nèi)關(guān)于檢驗點所對應(yīng)構(gòu)件類型和檢查項目的檢查清單，并以可視化方式呈現(xiàn)。

3.5.3 檢查驗收結(jié)果

根據(jù)GB 50204-2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》規(guī)定，檢驗批質(zhì)量是否合格取決于主控項目和一般項目。當(dāng)主控項目全部合格，一般項目合格率β達到要求合格率φ以上且一般項目的不合格檢驗點的誤差實際偏離程度θ不超過一定范圍，該檢驗批才算合格，如式(1)～(3)所示.

(γ=100%)∩(β≥φ)∩(θ≤ω)

(1)

(γ<100%)∪(β<φ)∪(θ>ω)

(2)

(3)

式中：γ為主控項合格率；M為實際檢驗數(shù)據(jù)；N為標(biāo)準(zhǔn)值；P為允許偏差值；ω為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的θ的界限值。若式(1)所表示的事件為真則檢驗批合格；若式(2)所表示的事件為真則檢驗批不合格。

PBQIM能結(jié)合現(xiàn)場檢查數(shù)據(jù)自動根據(jù)上述要求進行計算和判斷并返回結(jié)果，分兩步進行：一是檢驗批原始記錄檢驗判斷，二是檢驗批驗收記錄檢驗判斷。

圖7(圖中的ED和ID分別表示實體標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)和檢查數(shù)據(jù)；y表示誤差，是ED和ID的函數(shù))解釋了檢驗批原始記錄檢驗判斷算法流程，同一檢驗點的不同檢驗項目會有定性和定量的判斷結(jié)果，定性的判斷由檢查員根據(jù)要求檢驗并錄入結(jié)果。對于定量的檢驗，PBQIM會根據(jù)輸入的檢驗數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進行對比計算并返回結(jié)果，然后將計算結(jié)果和要求限值進行比較，判斷結(jié)果是否滿足限值要求，若滿足要求，程序會返回合格結(jié)果，若不滿足要求，PBQIM會拋出整改方案提示，用戶根據(jù)提示生成相應(yīng)的處理方案，根據(jù)方案進行質(zhì)量改進。

圖7 PBQIM檢驗點原始記錄檢驗判斷算法

按照圖7算法檢驗后，程序會自動搜索對應(yīng)檢驗批的原始記錄數(shù)據(jù)表。圖8解釋了檢驗批驗收記錄檢驗判斷算法流程。

圖8 PBQIM檢驗批驗收記錄檢驗算法

首先遍歷所有主控項目相關(guān)的原始記錄并計算和判斷主控項目合格率γ，當(dāng)程序遍歷到主控項目不合格項則停止運行，返回檢驗批不合格結(jié)果，保存不合格記錄，提醒用戶生成返工報告用以質(zhì)量改進；若主控項目全部合格，則程序遍歷所有一般項目的檢查結(jié)果并計算合格率β，自動判斷β是否大于φ，若β<φ，程序停止執(zhí)行，保存不合格記錄，返回檢驗批不合格結(jié)果，提醒生成返工報告用以質(zhì)量改進；若β≥φ，則程序繼續(xù)計算誤差實際偏離程度θ，若檢索到有θ值超出合理范圍，則返回檢驗批不合格結(jié)果，保存不合格記錄，提醒用戶生成返工報告用以質(zhì)量改進；若所有θ值都在合理范圍，則程序返回檢驗批合格結(jié)果，保存檢驗批合格記錄。

對于工序交接檢驗，若下一檢驗批開始時沒有檢測到上一檢驗批的合格結(jié)果記錄，則程序會拒絕執(zhí)行相應(yīng)程序，并提醒質(zhì)量管理者核實上一檢驗批的檢驗工作是否完善。這樣的環(huán)節(jié)設(shè)置可以有效避免實際施工中檢驗漏檢情況，對于提升整個項目質(zhì)量檢驗有重要的意義。

4 PBQIM的實例應(yīng)用

為了驗證PBQIM的質(zhì)量控制效果，PBQIM的相關(guān)功能在西安市未央?yún)^(qū)某裝配式公租房項目實現(xiàn)了開發(fā)應(yīng)用。本文結(jié)合Revit二次開發(fā)技術(shù)，利用Revit平臺和MySQL數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)了公租房項目PBQIM的部分功能，如圖9所示，將PBQIM需要實現(xiàn)的功能形成計算包內(nèi)嵌在Revit平臺，實現(xiàn)PBQIM的單平臺搭建和應(yīng)用。

圖9 公租房項目PBQIM的功能界面

本文以預(yù)制墻質(zhì)量控制為對象，分別實現(xiàn)QRIM、QMIM、QAIM三大基礎(chǔ)信息模型的應(yīng)用功能。首先，利用PBQIM的自動編碼功能進行質(zhì)量單元自動編碼。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB 5024-2015的規(guī)定，預(yù)制墻安裝屬于主體結(jié)構(gòu)分部工程，混凝土結(jié)構(gòu)子分部工程，裝配式結(jié)構(gòu)分項工程。以六層預(yù)制墻構(gòu)件進場檢驗批為例，其編碼為020106-006-QB-01。其中前面六位代表分部分項，02表示主體分部工程，01表示混凝土子分部工程，06表示裝配式結(jié)構(gòu)分項工程；006代表劃分方式為按樓層劃分，且所屬樓層為6層；QB代表預(yù)制墻板構(gòu)件；01代表進場檢驗。因此，將該檢驗批信息在圖10所示的自動編碼器中錄入后，編碼器自動生成相應(yīng)編碼，如圖11所示。

圖10 PBQIM自動編碼器

然后，運用PBQIM自動生成監(jiān)控清單。根據(jù)時間和質(zhì)量屬性，自動提取指定時間范圍內(nèi)預(yù)制墻構(gòu)件安裝過程的監(jiān)控信息，并將這些信息以質(zhì)量監(jiān)控清單的形式呈現(xiàn)，如圖12所示，管理人員將過程監(jiān)控的情況實時反饋。

圖11 預(yù)制墻質(zhì)量單元的自動編碼示意

圖12 PBQIM自動生成現(xiàn)場質(zhì)量管控清單

接著，運用PBQIM自動生成檢驗點。生成檢驗點有兩種方法：一是根據(jù)檢查驗收要求，選中需要檢驗的某一構(gòu)件后運行“檢驗批識別”，另一種方法是輸入檢驗批編碼，程序會自動將對應(yīng)檢驗批內(nèi)容高亮顯示。啟動“生成檢驗點”功能后，PBQIM會將檢驗點單獨顯示出來，并隱藏其他非檢驗點構(gòu)件，如圖13所示。

圖13 PBQIM自動生成檢驗點

最后，對檢驗點逐個進行檢查驗收。根據(jù)檢驗點和具體的檢驗項目，PBQIM自動生成檢查驗收內(nèi)容清單，圖14為預(yù)制墻體構(gòu)件類型的外形尺寸偏差項目的檢驗，檢查人員只需根據(jù)清單輸入檢查結(jié)果就能完成檢查工作，PBQIM能將檢查數(shù)據(jù)自動保存至數(shù)據(jù)庫。

圖14 預(yù)制墻構(gòu)件外形尺寸偏差檢驗清單

PBQIM包含的質(zhì)量信息與標(biāo)準(zhǔn)BIM模型關(guān)聯(lián)性存儲在數(shù)據(jù)庫內(nèi)，為快速提取數(shù)據(jù)創(chuàng)造了條件，如圖15所示，可以實現(xiàn)質(zhì)量信息數(shù)據(jù)的快速綜合查詢和提取。

圖15 質(zhì)量信息數(shù)據(jù)的快速綜合查詢和提取

5 PBQIM的應(yīng)用內(nèi)涵

PBQIM由QRIM，QMIM，QAIM三大基礎(chǔ)信息模型構(gòu)成，分別對應(yīng)質(zhì)量控制的三個基本環(huán)節(jié)。QRIM是在明確質(zhì)量目標(biāo)并形成質(zhì)量計劃的基礎(chǔ)上建立起來的，是PBQIM的基礎(chǔ)，是質(zhì)量控制過程得以準(zhǔn)確進行的保障，為QMIM和QAIM提供基礎(chǔ)信息，包括具體的質(zhì)量監(jiān)控內(nèi)容，檢驗批劃分及檢查驗收方法。QMIM和QAIM是PBQIM的核心，是PBQIM能否順利運行的關(guān)鍵，體現(xiàn)了過程控制和動態(tài)控制的質(zhì)量控制原理。

PBQIM所包含的三大基礎(chǔ)信息模型并不是截然分開和彼此孤立的，而是相互作用共同構(gòu)成有機的系統(tǒng)，系統(tǒng)運行的內(nèi)涵其實就是質(zhì)量管理PDCA(Plan，Do，Check，Act)循環(huán)的思想體現(xiàn)，在每次動態(tài)循環(huán)中不斷提高，使得裝配式建筑質(zhì)量持續(xù)提升。

三大基礎(chǔ)信息模型按照質(zhì)量控制基本環(huán)節(jié)依次構(gòu)建和應(yīng)用行為的實質(zhì)是PDCA的一個小環(huán)的閉合，而質(zhì)量控制是一個動態(tài)的過程，對QMIM和QAIM應(yīng)用過程中產(chǎn)生的豐富質(zhì)量數(shù)據(jù)分析處理后能夠不斷修正QRIM，為后續(xù)質(zhì)量控制工作的提高提供保障，實現(xiàn)質(zhì)量控制能力的循環(huán)上升。

6 結(jié) 語

本文在裝配式建筑質(zhì)量控制現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上提出PBQIM概念，然后分析了PBQIM的構(gòu)建過程，基于過程又提出與質(zhì)量控制基本環(huán)節(jié)相匹配的QRIM、QMIM、QAIM三大基礎(chǔ)信息模型及其功能需求，緊接著研究PBQIM實現(xiàn)技術(shù)和方法。QRIM實現(xiàn)質(zhì)量單元自動編碼和質(zhì)量需求可視化管理；QMIM實現(xiàn)過程質(zhì)量清單式監(jiān)管和質(zhì)量控制點資料全生命周期關(guān)聯(lián)；QAIM實現(xiàn)檢驗點和檢驗內(nèi)容自動生成，自動計算判斷并反饋檢驗結(jié)果。PBQIM構(gòu)建和應(yīng)用拓寬了裝配式建筑質(zhì)量控制信息化道路，對于提高裝配式建筑質(zhì)量控制的準(zhǔn)確性和完整性具有重要意義。