基于BIM 技術(shù)的智慧工地平臺方案架構(gòu)探討

柳州工學院 土木工程系，廣西 柳州 545000

智慧工地是基于BIM 技術(shù)對工程施工現(xiàn)場進行全生命周期管理的工程項目，推動基于BIM 技術(shù)的智慧工地建設(shè)，是貫徹和落實國家方針政策的具體體現(xiàn)。2020 年7 月3 日，13 部門聯(lián)合發(fā)文推動建筑工業(yè)化和智能建造協(xié)同發(fā)展。而且，基于BIM 技術(shù)的智慧工地建設(shè)，能使施工現(xiàn)場的生產(chǎn)管理效率提高，促進施工現(xiàn)場的精細化、數(shù)字化和智慧化管理。

1 基于BIM 技術(shù)的智慧工地研究現(xiàn)狀

BIM 的概念大概從2003 年被引入我國建筑行業(yè)。早期，我國工程項目中運用BIM 技術(shù)的并不多，關(guān)于BIM 技術(shù)的研究也較少。目前，很多企業(yè)已經(jīng)開始重視BIM 技術(shù)的應(yīng)用，BIM技術(shù)正被大規(guī)模使用。很多大型項目都運用了BIM 技術(shù)，比如上海迪士尼、天津117 大廈、珠海歌劇院、蘇州中南中心和國家會展中心等，這都體現(xiàn)出BIM 技術(shù)在國內(nèi)逐漸向成熟的道路發(fā)展。

我國BIM 技術(shù)發(fā)展逐漸成熟，但基于BIM 的智慧工地建設(shè)仍在探索中。楊建基等［1］運用“智慧工地”管理系統(tǒng)和BIM技術(shù)，在在實名制管理、重大危險源管理、危險化學品監(jiān)管、隱患排查治理、物聯(lián)監(jiān)測、安全生產(chǎn)標準化、安全驗收、應(yīng)急管理及BIM 大數(shù)據(jù)分析等九個方面實現(xiàn)深度協(xié)同。從海虎［2］等研究了基于BIM 的智慧工地體系框架，從技術(shù)管理、成本管理、安全管理和進度管理四個方面分析如何有效應(yīng)用BIM 技術(shù)打造四維一體的智慧工地。歐紅亮［3］等搭建了智慧工地集成平臺，開發(fā)了BIM 模型、實名制管理系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、質(zhì)量管理系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)、VR 安全體驗、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)等應(yīng)用模塊。鄭小云［4］對BIM 技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀進行了調(diào)研，分析存在的缺陷并提出改進意見，最后對BIM 技術(shù)應(yīng)用進行實證研究。高賓［5］闡述了BIM 的概念、應(yīng)用價值與應(yīng)用方式、應(yīng)用背景與發(fā)展趨勢，通過BIM 技術(shù)創(chuàng)建智慧工地平臺，應(yīng)用到實際工程的設(shè)計、施工和后期運營中。

探討發(fā)現(xiàn)，基于BIM 技術(shù)的智慧工地主要應(yīng)用于大型項目中的施工現(xiàn)場管理，對于智慧工地的集成應(yīng)用等研究相對較少，需要進一步探討技術(shù)層面和管理層面的信息集成等問題。

2 基于BIM 技術(shù)的智慧工地平臺方案架構(gòu)

建立集成管理模式是智慧工地建設(shè)的核心。為解決傳統(tǒng)施工現(xiàn)場監(jiān)管不力、技術(shù)把關(guān)不嚴等問題，建筑工程應(yīng)通過BIM等新技術(shù)應(yīng)用，建立融合多方面內(nèi)容的智慧工地平臺，實現(xiàn)工程項目信息化、智慧化和集成化管理。基于BIM 技術(shù)的智慧工地平臺方案架構(gòu)主要包括五方面：進度管理、質(zhì)量管理、安全管理、成本管理和協(xié)同管理。

2.1 進度管理

進度管理為施工現(xiàn)場管理中的主要內(nèi)容。在傳統(tǒng)施工進度控制中，進度計劃是表達抽象的二維視圖，不夠直觀，各方人員無法形象看出工程項目實施全過程的進度計劃。而且，施工進度跟蹤檢查和計劃調(diào)整不及時。

通過BIM 技術(shù)將工程構(gòu)件與進度計劃連接，在進度計劃中精確時間和內(nèi)容，通過網(wǎng)絡(luò)圖等形式可以更清晰表示項目施工的進度計劃，利用BIM 技術(shù)關(guān)聯(lián)計劃和實際進度信息，在智慧工地平臺上監(jiān)控工程項目的實際進度，比較計劃進度與實際進度，判斷進度是提前還是延誤，如有偏差及時分析偏差產(chǎn)生的原因及可能造成的影響，針對偏差原因采取有效措施，避免實際進度與計劃進度偏差過大。并且，將日常工作和BIM 模型進度聯(lián)系，及時提示工作要點和內(nèi)容，有利于合理安排工作，減少錯誤工作。

2.2 質(zhì)量管理

質(zhì)量管理是智慧工地平臺管理的內(nèi)容之一，有利于合理控制工程項目的施工質(zhì)量。傳統(tǒng)施工模式，質(zhì)量人員需要查找相關(guān)的資料和圖紙，與設(shè)計數(shù)據(jù)核對，并且現(xiàn)場檢查大多采用實測和目測等措施。

在工程施工前，建立項目的BIM 模型，可以利用BIM 技術(shù)可視化特點，進行重點施工過程的模擬。施工和監(jiān)理等人員根據(jù)模擬的施工流程，研究施工的可行性和可能存在的問題，改進施工方案，同時也能加深對整個施工環(huán)節(jié)的理解。在工程施工中，可以通過對比BIM 模型和施工現(xiàn)場的情況，對工程施工質(zhì)量進行實時抽查。并且，質(zhì)量方面的信息可以在智慧工地平臺上關(guān)聯(lián)，找出不同層面的質(zhì)量問題，能夠及時采取應(yīng)對措施，避免發(fā)生質(zhì)量事故。在智慧工地平臺上添加工程項目有關(guān)施工技術(shù)和方案的內(nèi)容，各方工作人員可以實時查看，檢查質(zhì)量。在施工完成后，施工單位可以在智慧工地平臺上進行質(zhì)量驗收工作，在系統(tǒng)中形成并留存驗收記錄。

2.3 安全管理

安全管理是企業(yè)開展各項工作的前提，良好的安全管理有利于工程項目的實施。傳統(tǒng)施工模式，存在很多可能導(dǎo)致安全生產(chǎn)事故發(fā)生的安全隱患。而且，傳統(tǒng)施工方法已經(jīng)不能適應(yīng)目前的機械化施工。

工程各方人員可以在智慧工地平臺學習安全生產(chǎn)技術(shù)內(nèi)容，進行安全教育培訓。利用BIM 技術(shù)標注各施工模塊，在智慧工地平臺顯示工程的隱患點、隱患等級和隱患狀態(tài)，進行立體化展示，確保工地施工的安全性。若隱患超過等級，會在系統(tǒng)提示，就要及時整改，并將責任落實到人。而且，可以在智慧工地平臺上標注安全管理的控制點和落實點，合理安排安全管理人員，有效進行安全監(jiān)督。

2.4 成本管理

基于BIM 技術(shù)的智慧工地建設(shè)發(fā)展過程中，成本管理是重要的管理內(nèi)容。良好的成本管理有助于工程的建設(shè)。傳統(tǒng)施工模式，成本實際值偏離計劃值，后期需大量花費時間和資源采取補救措施。

立體化建模，成本相關(guān)信息與實體建筑相關(guān)聯(lián)，有助于精確計算工程量。把項目不同階段的成本數(shù)據(jù)信息儲存在BIM 模型中，如果施工過程發(fā)生變更，應(yīng)利用BIM 數(shù)據(jù)庫動態(tài)化特點及時更新數(shù)據(jù)信息，從而達到數(shù)據(jù)共享。工程各方人員能詳細了解不同階段施工的成本情況，使施工開展更合理。利用BIM模型分析影響工程成本的各個因素，運用規(guī)范化管理合理控制不同階段的工程成本，使工程投資能夠合理用于設(shè)計、施工和運營。

2.5 協(xié)同管理

傳統(tǒng)施工模式，信息傳遞不暢。項目各方溝通效率低，不同參與方和項目不同部門之間的溝通存在障礙，不能及時的進行相關(guān)問題的溝通，無法解決存在的問題。

基于BIM 技術(shù)建立管理準則與共同管理環(huán)境，進行標準化建設(shè)，建立標準模型庫。基于標準模型建立項目模型，盡量避免不同項目和部門成員建模標準不一致的情況。對于模型信息與模型版次正確管控，對于模型修正及時追蹤，各方及時了解項目施工狀況。智慧工地平臺中，要在模型、業(yè)務(wù)、文檔和任務(wù)等方面實現(xiàn)協(xié)同管理。

3 結(jié)語

針對企業(yè)施工現(xiàn)場技術(shù)和管理等方面問題，建筑工程應(yīng)結(jié)合BIM 技術(shù)構(gòu)建智慧工地平臺。基于BIM 技術(shù)的智慧工地平臺能提高企業(yè)項目施工管理信息化水平，實現(xiàn)在進度、質(zhì)量、安全、成本和協(xié)同等方面的管理，推進工地管理向精細化、集成化和智慧化發(fā)展。