基于BIM技術(shù)的智慧實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目初探

熊桂芳 蔚燕舞

【摘? 要】BIM技術(shù)是工程建設(shè)領(lǐng)域最為突出的技術(shù)，也是智慧實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目的基礎(chǔ)性技術(shù)之一。它通過對(duì)項(xiàng)目周期內(nèi)的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和整合處理，對(duì)建筑項(xiàng)目的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)性、自動(dòng)化分析，并為其他的建筑項(xiàng)目提供了數(shù)據(jù)參考。智慧實(shí)驗(yàn)室在BIM技術(shù)中的應(yīng)用是工程自動(dòng)化的體現(xiàn)，也是現(xiàn)在大數(shù)據(jù)時(shí)代下工程向“互聯(lián)網(wǎng)+”形式轉(zhuǎn)變的開始，有利于推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目的現(xiàn)代化發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);智慧實(shí)驗(yàn)室;應(yīng)用分析

【Abstract】BIM technology is the most prominent technology in the field of engineering construction， and it is also one of the basic technologies for smart laboratory projects. It collects statistics and integrates all data in the project cycle， performs real-time and automated analysis of all links of the construction project， and provides data reference for other construction projects. The application of smart laboratory in BIM technology is the embodiment of engineering automation， and it is also the beginning of the transformation of engineering to the "internet +" form in the era of big data， which is conducive to the modernization of laboratory projects.

【Keywords】BIM technology; smart laboratory; application analysis

1 引言

BIM技術(shù)可視化與智慧實(shí)驗(yàn)室的虛擬化相對(duì)應(yīng)，是BIM技術(shù)的智慧實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目初探的方向，它不僅推動(dòng)了建筑工程信息存儲(chǔ)的數(shù)字化發(fā)展，還實(shí)現(xiàn)了對(duì)圖紙三維虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用，真正改變了建筑行業(yè)信息收集的途徑。BIM技術(shù)是工程信息數(shù)字化與現(xiàn)代化的體現(xiàn)，將其運(yùn)用于智慧實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目，可以形成對(duì)工程項(xiàng)目?jī)?nèi)所有流程的整體性貫穿，提高實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目的一體化建設(shè)水平，確保項(xiàng)目成果能夠以更加直觀、清晰的形式呈現(xiàn)在工作人員的面前，并將那些不易被發(fā)現(xiàn)的項(xiàng)目特性進(jìn)行針對(duì)性放大，從而有效提升智慧實(shí)驗(yàn)室的項(xiàng)目建設(shè)效率。

2 BIM技術(shù)的簡(jiǎn)單概述

BIM技術(shù)指的是利用三維建筑模型的數(shù)據(jù)可視化和信息集成化特點(diǎn)，對(duì)工程技術(shù)和項(xiàng)目管理作出進(jìn)一步的優(yōu)化和升級(jí)。BIM技術(shù)可以對(duì)全部信息進(jìn)行統(tǒng)一的一體化處理，進(jìn)而審視建筑圖案中肉眼難以觀察到的各項(xiàng)缺點(diǎn)[1]。與此同時(shí)，BIM技術(shù)賦予了建筑結(jié)構(gòu)新的屬性和相關(guān)數(shù)據(jù)，使建筑的整體性得以加強(qiáng)，以此延長(zhǎng)建筑的使用周期。

3 BIM技術(shù)的常規(guī)應(yīng)用

3.1 BIM技術(shù)架構(gòu)體系

BIM技術(shù)在工程工地應(yīng)用中分為終端管控層、平臺(tái)計(jì)算層、項(xiàng)目應(yīng)用層，具體如下：

①終端管控層。是指利用? RFID技術(shù)、傳感器實(shí)際數(shù)據(jù)、攝像頭管控以及終端數(shù)據(jù)信息采集設(shè)備，對(duì)施工建筑物現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)傳遞以及信息共享等操作，同時(shí)結(jié)合一些其他領(lǐng)域的相關(guān)應(yīng)用，共同完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的管控工作。

②平臺(tái)計(jì)算層。指通過云平臺(tái)對(duì)細(xì)小的數(shù)據(jù)進(jìn)行高效計(jì)算、存儲(chǔ)及提供數(shù)據(jù)參考服務(wù)。讓項(xiàng)目在建設(shè)過程中的數(shù)據(jù)得到有效保存，協(xié)同其他部門共同工作，讓施工過程更加數(shù)據(jù)化、嚴(yán)謹(jǐn)化。

③項(xiàng)目應(yīng)用層。是指數(shù)據(jù)圍繞工程項(xiàng)目管理要素，提供可以參考的數(shù)據(jù)，進(jìn)行有效的管理。

3.2 信息共享，合作共贏

項(xiàng)目在施工的過程中包括三個(gè)過程， 分別是信息的收集與傳遞、信息的儲(chǔ)存與計(jì)算、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)共享。在施工的過程中層層遞進(jìn)，相輔相成。

BIM技術(shù)在工程建設(shè)領(lǐng)域有如下兩種作用：一是對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的支撐作用，實(shí)現(xiàn)BIM對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的支撐，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的管理工作有著至關(guān)重要的意義。BIM技術(shù)是施工現(xiàn)場(chǎng)施全部信息的收集者和傳遞者，只有通過三維的BIM技術(shù)模型，才可以將現(xiàn)場(chǎng)收集的數(shù)據(jù)與三維數(shù)據(jù)模型相結(jié)合，進(jìn)一步促成施工現(xiàn)場(chǎng)的其他數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，為BIM信息數(shù)據(jù)庫(kù)提供更多依據(jù)。二是通過利用BIM技術(shù)，可以有效提高各部門之間的協(xié)作效率。施工現(xiàn)場(chǎng)人員的文化水平參差不齊，無(wú)法對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一指令，BIM技術(shù)可以通過將現(xiàn)實(shí)與直觀性進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，向所有現(xiàn)場(chǎng)人員下達(dá)清晰、準(zhǔn)確的指令[2]。

4 智慧實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目概述

4.1 智慧實(shí)驗(yàn)室的內(nèi)容

智慧實(shí)驗(yàn)室的研究?jī)?nèi)容主要包括以下兩點(diǎn)：第一，利用新型的數(shù)據(jù)技術(shù)或信息技術(shù)，推動(dòng)實(shí)驗(yàn)室的革新發(fā)展。例如，借助信息應(yīng)用的可視化技術(shù)、數(shù)據(jù)立體化技術(shù)，或者人機(jī)交互的新興技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)創(chuàng)新性領(lǐng)域。第二，智慧實(shí)驗(yàn)室可以將優(yōu)質(zhì)的資源進(jìn)行共享，提高實(shí)驗(yàn)室功能多樣性，以及實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有資源的重復(fù)利用率，這些都是智慧實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)點(diǎn)所在。BIM與智慧實(shí)驗(yàn)室的結(jié)合，其本質(zhì)其實(shí)是信息化與智能化的結(jié)合，BIM利用數(shù)字化的現(xiàn)代技術(shù)，結(jié)合智慧實(shí)驗(yàn)室中的各種現(xiàn)有資源，切實(shí)開展對(duì)信息數(shù)字化的實(shí)際應(yīng)用。在此過程中，智慧實(shí)驗(yàn)室通借助BIM技術(shù)的力量，進(jìn)一步拓寬了整合資源、傳遞信息的新途徑，形成了信息時(shí)代背景下可以隨時(shí)隨地共享數(shù)據(jù)的全新項(xiàng)目模式。

4.2 智慧實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)思路

與現(xiàn)有的普通實(shí)驗(yàn)室建造過程不同，智慧實(shí)驗(yàn)室通過建造一系列基于數(shù)據(jù)技術(shù)支持的虛擬操作平臺(tái)，既減少了面積的開發(fā)和鋪陳，還對(duì)已開發(fā)的空間資源進(jìn)行了充分的利用，有效減少了實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行和管理成本，真正實(shí)現(xiàn)了虛擬與現(xiàn)實(shí)的深度融合。智慧實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際建設(shè)工作主要依托于虛擬仿真技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等多多種現(xiàn)代化信息技術(shù)。建設(shè)時(shí)，技術(shù)人員大多會(huì)選用J2EE技術(shù)對(duì)其進(jìn)行開發(fā)，并通過JAVA語(yǔ)言的形式呈現(xiàn)最終的建設(shè)成果，加入BIM技術(shù)可以進(jìn)一步優(yōu)化智慧實(shí)驗(yàn)室的靈活管理功能。

4.3 分布式結(jié)構(gòu)下智慧實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)新

分布式構(gòu)架充分迎合了智慧實(shí)驗(yàn)室分期建設(shè)的理念，它有效緩解了普通實(shí)驗(yàn)室一次性投入成本過高的問題，保證了建設(shè)過程中資金的持續(xù)流轉(zhuǎn)，使智慧實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的穩(wěn)定性和可靠性得到了有效保障。智慧實(shí)驗(yàn)室分布式架構(gòu)還要按業(yè)務(wù)分為多個(gè)系統(tǒng)，以BIM技術(shù)的智慧實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)為例，智慧實(shí)驗(yàn)室在工程建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用，需按業(yè)務(wù)類別進(jìn)行系統(tǒng)分類，主要分為圖紙?jiān)O(shè)計(jì)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)計(jì)算系統(tǒng)，以及施工系統(tǒng)。

5 BIM技術(shù)與智慧實(shí)驗(yàn)室結(jié)合的重要性

智慧實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用是對(duì)于BIM技術(shù)更好的完善，也是BIM技術(shù)新功能開發(fā)的輔助者，智慧實(shí)驗(yàn)室是信息化時(shí)代的產(chǎn)物，BIM技術(shù)是信息時(shí)代工程行業(yè)不斷改革的產(chǎn)物，兩者都代表著每個(gè)行業(yè)的新鮮血液，兩者的結(jié)合意味著信息時(shí)代資源的相互交融，資源的合理利用達(dá)到了新的高度。在這里，我們以BIM技術(shù)在工程體系中的構(gòu)架為例，利用智慧實(shí)驗(yàn)室可以免去一些常規(guī)性的人為操作環(huán)節(jié)，在信息互換中自動(dòng)生成新的體系，且?guī)в袦?zhǔn)確的參考系數(shù)，讓施工工作更加簡(jiǎn)單。此外，BIM技術(shù)的應(yīng)用還能夠完善智慧實(shí)驗(yàn)室的功能模塊，使得智慧實(shí)驗(yàn)室滿足各種建筑工程技術(shù)研究需要，更在很大程度上提高了智慧實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行效率及質(zhì)量。據(jù)了解，BIM技術(shù)本身具有三維模擬功能，所以將其應(yīng)用于智慧實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目建設(shè)中，能夠模擬出很多三維空間，讓相關(guān)工作人員通過三維模型就能夠了解智慧實(shí)驗(yàn)室的結(jié)構(gòu)，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決智慧實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目建設(shè)中的各種問題，最終提高智慧實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目施工質(zhì)量及效率，促進(jìn)智慧實(shí)驗(yàn)室及建筑行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

6 基于BIM技術(shù)的智慧實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目

6.1 BIM技術(shù)中信息數(shù)字化表達(dá)在智慧實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用

三維模型是BIM信息數(shù)字化表達(dá)的主要形式，而智慧實(shí)驗(yàn)室中，會(huì)利用新型的信息技術(shù)來(lái)對(duì)信息進(jìn)行數(shù)字化統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)束后會(huì)將其以智慧實(shí)驗(yàn)室的特有方式表達(dá)出來(lái)。

6.2 BIM技術(shù)中4D施工模型在智慧實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用

利用4D模型可以對(duì)整個(gè)工程建筑過程中的進(jìn)度及工藝進(jìn)行模擬，盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)遺留的缺點(diǎn)，減少開工后不必要的變更，進(jìn)一步掌握更加明確、具體的工程進(jìn)度，并以此為基礎(chǔ)完善對(duì)相關(guān)設(shè)施以及相關(guān)工作人員的管理。BIM技術(shù)中4D施工模擬在智慧實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用可以幫助工作人員優(yōu)化對(duì)原有工程環(huán)節(jié)的的銜接，并通過自動(dòng)轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)的施工信息將成本降到最低，確保利潤(rùn)的最大化[3]。智慧實(shí)驗(yàn)室的信息可立體化，虛擬與現(xiàn)實(shí)的關(guān)聯(lián)具有更多的共性，所以BIM技術(shù)與智慧實(shí)驗(yàn)室的結(jié)合是共贏的合作戰(zhàn)略。

7 結(jié)語(yǔ)

BIM技術(shù)是建筑行業(yè)一次新革命，將BIM技術(shù)應(yīng)用于智慧實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目，不僅有效地創(chuàng)新了智慧實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的思路和途徑，還能夠合理利用和收集此過程中出現(xiàn)的各種建設(shè)實(shí)例和信息，為BIM技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展提供該領(lǐng)域的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，這無(wú)疑也是對(duì)BIM技術(shù)的一次嘗試性突破。在實(shí)際應(yīng)用中，我們不僅要追求技術(shù)層面的“智慧”，更要實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層面的“智能”。這就要求技術(shù)人員必須對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的具體性質(zhì)和需求進(jìn)行全面、深刻的了解，進(jìn)而設(shè)計(jì)出能夠契合使用者需求的個(gè)性化、智能化實(shí)驗(yàn)室。

【參考文獻(xiàn)】

【1】劉峰，周永，田興旺，等.基于BIM技術(shù)的智慧實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目初探[J].商品與質(zhì)量，2016（16）：116-117.

【2】張通，李偉.BIM技術(shù)在展示空間設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].智能建筑與智慧城市，2018（3）：63-66.

【3】崔艷清，刁乾紅，文婷婷，等.關(guān)于建筑工程技術(shù)專業(yè)BIM仿真實(shí)驗(yàn)室建設(shè)研究[J].智能建筑，2018（3）：37-38，63.