基于BIM和RFID技術(shù)的裝配式建筑施工過(guò)程管理初探

張生龍

摘 要：根據(jù)裝配式建筑施工情況可知，其涵蓋了構(gòu)件預(yù)制、運(yùn)輸、組裝等諸多流程，預(yù)制構(gòu)件種類(lèi)較多、參與方多，對(duì)信息傳遞的要求更高，以實(shí)現(xiàn)精確施工與管理，本文從BIM和RFID技術(shù)出發(fā)，探討了其在裝配式建筑施工過(guò)程管理中的應(yīng)用，并通過(guò)案例分析驗(yàn)證了其管理效果，值得推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑；BIM技術(shù)；RFID技術(shù)；施工管理

1 緒論

裝配式建筑作為一種效率高、精度高、成本低、質(zhì)量好、資源節(jié)約的建筑得到了廣泛應(yīng)用，相對(duì)于其優(yōu)點(diǎn)，裝配式建筑對(duì)技術(shù)和管理的要求也更高，其工作流程、施工環(huán)節(jié)相對(duì)較為復(fù)雜，工程項(xiàng)目中相關(guān)信息的傳達(dá)必須準(zhǔn)確、及時(shí)，由此BIM、RFID作為新興的信息管理技術(shù)，做好其集成應(yīng)用具有重要意義。

2 BIM和RFID技術(shù)概述

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新型施工材料、施工方法以及管理方法等不斷涌現(xiàn)，如：裝配式建筑作為一種綠色、環(huán)保、低碳和節(jié)能型建筑得到了行業(yè)內(nèi)的廣泛的認(rèn)可，其將傳統(tǒng)建造方式中的大量現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)轉(zhuǎn)移至工廠，實(shí)現(xiàn)了建筑部品化和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。RFID，全稱Radio Frequency Identification，即：射頻識(shí)別技術(shù)，其是一種無(wú)線通信技術(shù)，電子標(biāo)簽與閱讀器無(wú)需直接接觸，直接經(jīng)由空間磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)耦合實(shí)現(xiàn)信息交換，通過(guò)其自主識(shí)別、自動(dòng)追蹤、多標(biāo)簽同時(shí)閱讀功能的應(yīng)用，切實(shí)改善施工場(chǎng)地管理混亂的情況，實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)施掌控；BIM，全稱Building Information Modeling，即建筑信息模型，其實(shí)現(xiàn)了對(duì)建筑物物理與功能特性的數(shù)字表達(dá)，實(shí)現(xiàn)建筑項(xiàng)目不同階段、不同專(zhuān)業(yè)的信息集成和協(xié)同，其可與RFID技術(shù)配合應(yīng)用于應(yīng)用于預(yù)制裝配式住宅構(gòu)件的制作、運(yùn)輸、入場(chǎng)和吊裝等各個(gè)環(huán)節(jié)中（圖1）。

3 基于BIM和RFID技術(shù)的裝配式建筑施工過(guò)程管理措施

下文主要從構(gòu)件制作/運(yùn)輸階段、構(gòu)件入場(chǎng)/現(xiàn)場(chǎng)管理階段以及構(gòu)件吊裝階段出發(fā)，分析了基于BIM和RFID技術(shù)的裝配式建筑施工過(guò)程管理措施。

3.1 構(gòu)件制作/運(yùn)輸階段

裝配式建筑構(gòu)件是在工廠集中生產(chǎn)，此階段可對(duì)構(gòu)件植入RFID編碼，其涵蓋項(xiàng)目代碼、構(gòu)件代碼、位置屬性、數(shù)量編號(hào)、擴(kuò)充區(qū)等信息，具有唯一性；同種類(lèi)構(gòu)件多個(gè)個(gè)體編碼有聯(lián)系且可閱讀，通過(guò)位置屬性、擴(kuò)展區(qū)等信息的閱讀，可制定構(gòu)件的分配和運(yùn)輸計(jì)劃，可有效提高運(yùn)輸效率，減少運(yùn)輸成本。

3.2 構(gòu)件入場(chǎng)/現(xiàn)場(chǎng)管理階段

構(gòu)件入場(chǎng)時(shí)，通過(guò)BIM對(duì)構(gòu)件堆放位置的模擬科學(xué)規(guī)劃運(yùn)輸路線，同時(shí)按照施工進(jìn)度計(jì)劃模擬各類(lèi)構(gòu)建的運(yùn)輸順序，確保運(yùn)輸高效、及時(shí)；運(yùn)輸車(chē)輛入場(chǎng)后，利用RFID閱讀器將構(gòu)件相關(guān)位置信息等傳輸至BIM 中，確保施工區(qū)域與模型對(duì)點(diǎn)放置，防止二次搬運(yùn)，真正實(shí)現(xiàn)“零缺陷，零庫(kù)存”。

3.3 構(gòu)件吊裝階段

裝配式建筑構(gòu)件吊裝階段，BIM 模型基礎(chǔ)上關(guān)聯(lián)進(jìn)度計(jì)劃形成 4D 施工模擬動(dòng)畫(huà)，通過(guò)模擬真實(shí)施工進(jìn)度與狀況預(yù)演施工場(chǎng)景，形象直觀地表達(dá)每個(gè)構(gòu)件的施工工藝流程，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的可視化交底；利用RFID 閱讀器采集即時(shí)數(shù)據(jù)，整個(gè)施工中構(gòu)件管理情況均會(huì)被BIM軟件數(shù)據(jù)庫(kù)收錄，BIM指導(dǎo)安裝工作的進(jìn)行，實(shí)時(shí)更新、控制機(jī)械的使用和吊裝線路，提高施工效率與質(zhì)量。

4 實(shí)例探析

4.1 工程概況

本文僅以某廠房鋼結(jié)構(gòu)工程為例展開(kāi)分析，此為裝配式建筑試點(diǎn)工程，長(zhǎng)、寬分別為786m、122.5m，建筑面積達(dá)到75503.5m2，由于部分高跨采用格構(gòu)式鋼管圓柱，單根柱高758m，安裝施工難度相對(duì)較大，加強(qiáng)施工管理即為關(guān)鍵，本工程主要采用BIM和RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程的高效、全面跟蹤管理（圖2）。

4.2 基于BIM和RFID技術(shù)的施工過(guò)程管理

本工程僅以彩鋼板吊裝施工管理為例，分析BIM和RFID技術(shù)的應(yīng)用情況。為精確指導(dǎo)彩鋼板吊裝，對(duì)高跨部分進(jìn)行了掃描，并將處理后得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)與BIM模型進(jìn)行對(duì)比，直觀分析各部位偏差量。本工程根據(jù)實(shí)際情況選取了一些梁柱、梁板等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)共計(jì)83個(gè)，并采用由Qualify軟件模擬分析，根據(jù)比對(duì)結(jié)果顯示，關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)中X、Y、Z軸最大偏移量絕對(duì)值分別為136.5797mm、75.3669mm、150.3561mm，平均偏差在80mm～90mm。據(jù)統(tǒng)計(jì)，83個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)中，43.7%的點(diǎn)不滿足企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，56.3%的點(diǎn)滿足企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但是均值超過(guò)50mm，有必要更新BIM模型。基于關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)偏差分析結(jié)果，結(jié)合Geomagic逆向建模軟件對(duì)高跨部分進(jìn)行逆向建模，調(diào)整彩鋼板下料尺寸。根據(jù)分析顯示，調(diào)整后彩鋼板實(shí)際尺寸要大于設(shè)計(jì)模型中的尺寸，若是按照原設(shè)計(jì)施工，將會(huì)導(dǎo)致返工問(wèn)題的出現(xiàn)，間接導(dǎo)致施工成本增加。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)代裝配式建筑施工過(guò)程管理中，BIM、RFID技術(shù)是兩大先進(jìn)的、核心的技術(shù)，與澆筑類(lèi)建筑相比，裝配式建筑更便于標(biāo)簽植入，通過(guò)RFID技術(shù)進(jìn)行施工工地信息實(shí)時(shí)采集，并實(shí)時(shí)傳輸至信息中心BIM 中，及時(shí)更新數(shù)據(jù)、調(diào)整模型與實(shí)際數(shù)據(jù)的偏差，開(kāi)展相應(yīng)的跟蹤管理，切實(shí)提高裝配式建筑整體建造及管理水平。

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