在智能BIM背景下，场外施工物流：当前实践、挑战与未来展望

离场施工物流（OSCL）研究及实践通过生命周期视角分析2015-2024年文献与政策，发现传统研究侧重建筑阶段而忽视多维限制，智能BIM与数字孪生等技术可优化物流协同、成本控制和可持续性，提出整合智能技术的OSCL框架以应对基础设施差异与技术创新挑战。

李寅|Ray Y. Zhong|斯韦特兰娜·贝斯克卢博娃|杨一舒|王俊良|秦伟

香港大学数据与系统工程系，香港特别行政区薄扶林999077

摘要

物流在异地建筑中扮演着至关重要的运营角色，它是预制构件运输的物理通道，连接着制造工厂和组装现场。目前关于异地建筑物流（OSCL）的研究过于侧重于建筑施工阶段，忽视了限制物流发展的多维因素。本文通过学术出版物、行业标准和政府政策，从生命周期的角度回顾了2015年至2024年的OSCL研究与实践。建筑信息模型（BIM）作为一种整合设计、制造和施工过程的生命周期管理工具，与新兴技术结合后展现出对OSCL的变革潜力。研究分为三个主要步骤：首先，对相关文献进行分类分析；其次，探讨了北美、亚太和欧洲代表性国家的OSCL实践，包括法律、标准、学术项目和行业创新；最后，指出了两个全球性挑战：（1）运输基础设施、车辆车队和预制构件的规格差异；（2）复杂且可持续管理的技术整合问题。为应对这些挑战，本文提出了一个基于智能BIM的OSCL框架，该框架结合了数字孪生技术和智能技术以适应外部环境变化。本文通过多维度研究填补了OSCL领域的空白，并为智能BIM在可持续建筑中的应用制定了路线图。

引言

异地建筑（OSC）作为一种变革性的工业化方法，提高了建筑行业的生产力、可持续性和安全性（Mao等人，2015年）。其实施依赖于将预制构件（PCs）从受控的异地制造工厂协调运输到施工现场进行组装。安全及时地交付PCs对于确保结构完整性、质量保证和进度可靠性至关重要（Xia等人，2022年）。在此背景下，物流不仅通过运输和安装创造价值，还通过在整个建筑生命周期中协调信息、成本和时间来发挥作用（Zheng等人，2022年）。然而，异地建筑物流（OSCL）运行在一个复杂的环境中，涉及大型重型构件、严格的监管要求以及日益全球化的供应链（Mitchell，2021年）。这种复杂性需要更加集成和技术驱动的解决方案来支持产业升级。

建筑信息模型（BIM）最初是指对预制构件的数字化表示，描述了它们的几何形状、材料和连接方式（Teclaw等人，2024年）。它有助于生成2D图纸、制定施工计划和检测几何冲突。随着智能技术的整合，BIM已发展为智能BIM，超越了静态建模，向智能化和服务导向的系统发展。智能BIM结合了传感技术（如传感器和无人机）与人工智能（AI）技术，包括智能算法和数字孪生（DT），以支持智能设计和管理功能（Dassault Systèmes，2025年；SmartBIM Innovations，2025年；Vries等人，2012年）。这些能力增强了整个项目生命周期中的决策支持和服务交付，有效管理成本、安全和可持续性（Charef等人，2018年）。对于OSCL而言，智能BIM尤为重要，因为它拓宽了管理视角和工具，从而提升了系统层面的性能和效率。

尽管集成智能BIM和OSCL具有诸多优势，但现有研究在物流与BIM整合方面的成果仍然有限（Yusof等人，2023年，见表1）。本文从建筑生命周期的角度系统地回顾了2015年至2024年的OSCL研究和实践，符合智能发展的趋势（Le等人，2018年）。与以往仅关注PCs物理流动的研究不同，本文强调了从施工前到施工后的整个建筑物流活动范围。这一视角也与澳大利亚建筑物流与社区安全协会（CLCS_A，2023年）发布的国家行业报告以及建筑工业委员会（CIC，2024年）的政府指导方针一致。最后，本文总结了关键的研究空白、目标及未来发展方向（见表2）。

本文的其余部分分为五个章节。下一节将介绍研究方法。第三节阐述研究重点和关键技术。第四节全面调查了国际实践和挑战。第五节介绍了基于BIM的OSCL解决方案及其详细讨论。第六节总结了研究发现并总结了讨论内容。

研究方法

研究方法

为了追踪智能BIM背景下的OSCL趋势，本文采用了系统的文献计量分析方法（Donthu等人，2021年；Pan等人，2021年）：该方法包括四个步骤：（1）确定研究问题；（2）收集相关文献；（3）描述性分析；（4）结果解释。

本综述的主要研究问题是：（RQ1）过去十年中OSCL相关文献的研究重点是什么，特别是智能BIM的趋势？

异地建筑行业的物流研究

本节总结了从符合条件的论文中提取的发现，以回答RQ1。通过分析OSCL领域的文献，从研究重点和关键技术应用两个方面来探讨这一研究问题。相应的文献分析结果汇总在表A.1至A.4中。

当前全球OSCL实践

分析了不同地理环境下的当前OSCL实践，涵盖了北美、亚太和欧洲等代表性地区。

以智能BIM为中心的物流

本节针对文献综述中发现的关键差距，构建了一个以智能BIM为中心的物流框架。具体而言，现有的OSCL研究往往孤立地处理物流活动，并主要将BIM用于可视化目的。为克服这些限制，所提出的框架从生命周期的角度重新构建了OSCL，并将智能BIM作为智能服务层嵌入其中。

结论

本文研究了OSCL的研究重点和先进技术的应用，参考了全球实践以应对产业升级和数字化带来的挑战。首先，基于PRISMA的文献分析通过328篇符合条件的文献探讨了关键议题。其次，确定了两个总体主题和四个子主题，以解决实际OSCL挑战，并分析了相关法律、学术项目和行业创新。

写作过程中关于生成式AI和AI辅助技术的声明

生成式AI和AI辅助技术仅应用于写作过程，以提高手稿的可读性和语言表达。

CRediT作者贡献声明

李寅：撰写初稿、方法论设计、概念构建。 Ray Y. Zhong：监督工作、项目管理、资金获取、概念构建。 斯韦特兰娜·贝斯克卢博娃：撰写与编辑、监督工作、方法论设计。 杨一舒：方法论设计、数据收集。 王俊良：方法论设计、概念构建。 秦伟：撰写初稿、方法论设计、数据整理、概念构建。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本项工作得到了以下项目的支持：广东省特别支持人才计划—创新与创业领军团队（2019BT02S593）、RGC研究影响基金（R7036-22）、RGC主题研究计划（T32-707-22-N）、RGC GRF项目（17202124）、创新与技术基金（ITT/024/24LP）以及公共政策研究资助计划（2024.A8.154.24D）。