图 1 杭州国际博览中心二期项目效果图

图 2 建设中的杭州国际博览中心二期项目

杭州国际博览中心二期位于杭州钱江世纪城核心区，南临 G20 峰会主会场——杭州国际博览中心，西望钱江，建成后杭博一、二期珠联璧合，会展场馆规模将跻身全国大型会展综合体前列，成为杭州国际会展之都的“重要窗口”。

项目地下 3 层，地上 28 层，建筑总面积 460355.5平方米（地下 20 万方，地上 26 万方），包括会展中心、酒店塔楼（T1）和办公塔楼（T2）。酒店塔楼地上 28 层， 建筑高度 160 米，办公塔楼地上 18 层，建筑高度 110 米，会展净展面积约 5.8 万平方米，其中有 16000 平方米的无柱通高展厅，最大层高 32 米，最大楼层荷载 5.0 吨 /平方米，展厅最大单跨 84 米。主体结构采用装配式钢结构建设，总用钢量约 8.6 万吨。是浙江省新型建筑工业化示范项目，同时也是绿色建筑引领项目。

本项目工程体量大、专业多、系统复杂，项目实施过程中存在很多的不可控因素，对计划的制定、工程质量控制等带来难度，各分段建设子系统产生海量的工程数据需要打通。因此需要全面落实设计、制造及施工各建设阶段的数字化技术应用，并以“东南网架数字建造平台 DNDCP”为中心，通过 BIM 载体驱动项目全生命周期管理，力争打造成为装配式钢结构建筑的智能建造样板工程。

1. 全专业协同设计

通过数字化 BIM 模型推进结构、外围护、内装、设备与管线四大系统多专业协同一体化设计，提高建筑的整体性，避免二次拆分设计，发挥装配式建筑系统集成的综合优势。

图 3 全专业协同设计

2. 基于工业化的装配式装修构造

对墙面及吊顶体系进行数字建模分析，依据可逆安装理念，通过对面板与龙骨之间的卡件机械式连接设计，实现面板局部破损时可以点对点更换的需求，符合绿色施工、节能环保的理念。

图 4 墙面及吊顶体系的装配化可逆构造

通过过程可调式架空支座的设计，利用螺杆和上下调节支脚组件的相对平移运动，来解决架空地面安装过程中由于局部不平整而需要返工的情况，可以实现架空地面前期、中期、后期的过程调节。

项目全过程 BIM 工程师伴随式设计，模型更新频繁，各设计阶段有精细化的三维协同设计管控机制。

1.BIM 模型整合

BIM 在设计阶段的关键应用是多专业、多单体模型整合。

2.BIM 设计审核优化

通过模型整合，碰撞检查、净高分析等生成报告，进行管线综合优化、净空优化，从而辅助审核及优化设计，如图 5 所示。

图 5 BIM 设计审核

3.BIM 深化设计

与制造对接的是深化设计，关键是深化设计模型，图 6 是管线的深化设计模型，图 7 是钢结构深化设计模型。

图 6 BIM 管线深化设计模型

图 7 BIM 钢结构深化设计模型

4.BIM 施工阶段应用

BIM 在施工阶段的应用包括场地布置、进度模拟等施工组织模拟，以及施工工艺模拟等。图 8 是施工各阶段的可视化场地布置，图 9 是进度模型对比。

图 8 BIM 场地布置

图 9 BIM 进度模型对比

作为“浙江省推进新型建筑工业化示范企业”的东南网架，为实现生产方式数字化转型，投资新建了装配式钢结构数字化工厂，图 10 是数字化工厂整体规划图。

图 10 数字化工厂规划图

数字化工厂包含升级的加工制造设备、工位机以及带有大屏幕看板的中控室。还包括自主开发的“东南绿建 MES 系统”，包含制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、工作中心 / 设备管理、工具工装管理、采购管理、成本管理、项目看板管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块，实现了由计划工单下发开始，到构件成品质检合格入库的生产全过程管理。图 11 为登录页面。杭州国际博览中心二期的钢构件就出自这样的数字化工厂。

图 11 数字化工厂 MES 登录页面

对加工完成构件，采用专业三维激光扫描仪结合逆向成形技术，将实体扫描后所创建的模型，与构件设计模型叠合比较，可作为一种构件成品是否合格的质检手段。图 12 是该工作流程图。

图 12 三维激光扫描质检流程图

另外，还可以将扫描成形的构件在专业软件中进行虚拟预拼装，最终得出预拼装可能存在的问题。

项目现场装配化施工时，将装配好的屋盖单元，运用实时监测、虚实耦联的同步控制技术以及无线传感技术，将提升过程中实时反馈的应力与变形数据与数字孪生模型匹配，实现屋盖单元提升过程的毫米级自适应姿态调整和多点位精准对接，解决了超大型钢结构屋盖建造技术难题。

围绕人、机、料、法、环等五大生产要素搭建的智慧工地系统，彻底改变了传统建筑施工现场参建各方现场管理的交互方式、工作方式和管理模式，已逐渐发展为一个相对成熟的独立系统。图 13 是杭州国际博览中心二期项目智慧工地系统的驾驶舱看板。

图 13 项目智慧工地系统驾驶舱看板

智慧工地系统除“安全管理”“质量管理”“物料管理”“人员管理”等常规的功能外，本项目还有一些新的技术亮点。比如 ：慧眼 AI，基于图像识别技术，提供人员安全着装识别、危险态势识别等，可自动进行 AI 识别和预警，图 14 展示了应用场景。

图 14 慧眼 AI 应用场景

具体利用有以下 4 方面 ：

一是 AI 安全着装管理系统，可以针对工人进出通道时是否佩戴安全帽、反光衣进行自动识别和预警。二是高处坠落智能预警系统，在现场高点安装了高点鹰眼，针对防护网、护栏缺失等场景实现了智能识别。三是工地 360，项目通过 AI 360 拍摄，实现了工地进度前后对比、把控细节质量。四是 AI 巡检机器人，将 AI 智能算法赋能于移动机器人的摄像头上，通过现场的机器人巡检作业来识别工人安全着装、行为规范等。本项目荣获“2023浙江省智慧工地示范项目”称号。

通过空间定义、区块划分、系统分类等运维编码定义工作，在 BIM 竣工模型基础上得到运维构件的唯一编码，如图 15 所示。进而根据运维编码进行信息补充形成运维模型。图 16 是对应的运维结构化数据表格案例。

图 15 运维构件编码

图 16 运维结构化数据表格案例

建筑物从规划到建成，涉及到很多企业的分段管理。所谓分段式管理，就是设计、制造、施工等都有各自独立的系统，但是相互之间的数据信息传输缺乏统一组织管理，形成一个个信息孤岛。

新型建筑工业化，尤其是建筑部件加工采用了生产执行系统，给项目集成管理模式提供了条件。集成管理模式并不是将所有的管理流程都集中到一个系统下，而是通过数据流，将原来独立的分段管理系统，通过云端的数字建造平台集成在一起。

东南网架借鉴先进制造业 PLM产品生命周期管理，研发了基于建筑全生命周期的“东南网架数字建造平台 DNDCP”。DNDCP 部署在云端服务器，对接设计、生产、施工分段管理系统，如图 17 所示。

图 17 智能建造集成管理平台

具体到本项目，增加了与后期运维平台的对接。图 18 是国博二期项目的集成管理模式图。

图 18 国博二期项目的集成管理模式图

这个模式图的中心是东南网架数字建造平台 DNDCP，图中显示的是国博二期会展中心的轻量化模型。左边是信息流出发源头 ：以 BIM为核心的设计系统，BIM 模型是整个集成管理模式的数据载体。全模型的整合、施工的组织模拟、施工工艺模拟等应用场景都是基于设计模型，设计数字模型轻量化处理后上传至 DNDCP。

右边生产环节模式图中有 MES生产执行系统与智能制造工厂，生产环节由 MES 与 DNDCP 进行数据交互，构件的加工图等信息来自于 DNDCP， 同 时 MES 反馈生产数据到 DNDCP。智能制造及 MES 系统的应用场景有中控室及看板及作业工位机，还有制造相关的各类机器人等设备。设备的指令由 MES 发出，生产的数据再反馈到 MES。

模式图下方是 DNDCP 与智慧工地的对接，二者的数据交互主要是施工计划与现场管理的数据。DNDCP 还将与使用阶段实施的运维管理系统进行交互，运维系统在模式图的上方，运维管理系统所依据的是 DNDCP 提供的项目 BIM 竣工模型，产生的运维管理数据将反馈到 DNDCP 中。

图 19 展示了集成管理模式下，DNDCP 通过构件 ID，对各分段系统的串联集成。构件 ID 是在设计系统中创建，同时生成构件的二维码。数字化工厂完成成品构件后会附着其二维码，并进行扫码入库、扫码出厂操作，来更新 DNDCP 中构件的状态。构件的进场、安装完成的状态变化，则是由智慧工地现场的扫码操作完成。从分段管理上升到集成管理，真正体现了建筑全生命周期管理，从而重构了建筑工业化下的项目管理体系。

图 19 集成管理模式下的构件 ID

智能建造体系下生产方式的数字化，提高了设计、制造及施工等各建造阶段的质量和效率。具体在本项目上的成效有 ：

通过场布规划等 BIM 可视化施工组织模拟，减少了现场材料转运次数，提升了施工现场的空间利用率。通过 BIM 模型辅助深化设计及各专业碰撞检查，能有效避免错缺漏碰，在提高效率的同时，避免了大量后期拆改造成的费用浪费。

通过 BIM 信息化辅助施工进度管理，合理的优化进度计划，节约工期。通过智慧工地系统的应用，减少安全隐患，提升整体施工舒适度，节省人工，提升施工效率。

而基于建筑全生命周期的集成管理模式，不仅创建了不同细度的完整 BIM模型，以及关联的不断完善的信息数据，而且大大减少了协调周期，有效缩短总工期，同时也为后续项目打造了建筑工业化项目管理体系样板。