基于裝配式建筑BIM信息協(xié)同管理平臺的應(yīng)用研究

李炳永

（四川城市職業(yè)學(xué)院，四川 成都 610101；西南石油大學(xué)，四川 成都 610500）

1 研究背景

當(dāng)前，我國建筑業(yè)已從傳統(tǒng)粗放的管理模式向工業(yè)化、數(shù)字化的方向發(fā)展，智慧工地、數(shù)字孿生等概念的提出和實(shí)施，使得建筑項(xiàng)目的管理方式得以根本性的變化，對裝配式建筑項(xiàng)目的信息管理方式也應(yīng)有本質(zhì)的不同。“傳統(tǒng)的管理方法不再適合裝配式建筑項(xiàng)目，這種新的建筑生產(chǎn)方式需要信息管理智慧、先進(jìn)的信息技術(shù)和云的建設(shè)管理計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人工智能、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)的信息管理技術(shù)，再裝配式建筑項(xiàng)目的管理中，通過建筑虛擬模型對各構(gòu)件及重要結(jié)構(gòu)賦予ID和構(gòu)件信息、變形觀測信息等，再將這些信息集成到項(xiàng)目信息管理平臺，實(shí)現(xiàn)建造過程中利益相關(guān)各方信息共享與專業(yè)協(xié)同的新型信息管理方式”［1，2］，這種信息管理工作方式在裝配式建筑工程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工和運(yùn)維環(huán)節(jié)的具體應(yīng)用，為新型智慧工地提供了實(shí)際應(yīng)用框架支持，同時(shí)為裝配式建筑的前期設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工、施工安裝和運(yùn)行維護(hù)等階段提供了高效的信息管理手段［3］。劉濠，洪潔茹等提出在BIM模型階段就考慮構(gòu)件與二維碼技術(shù)相結(jié)合，在構(gòu)件設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安裝及運(yùn)維過程中，構(gòu)件編碼為唯一標(biāo)記，以二維碼為統(tǒng)一載體形成完整的裝配式建筑BIM模型設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工數(shù)據(jù)鏈，可解決傳統(tǒng)裝配式建筑設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及施工管理中的信息孤島問題。本文以裝配式項(xiàng)目為例，結(jié)合智慧工地和數(shù)字孿生技術(shù)，著力于裝配式建筑項(xiàng)目建造過程，通過BIM信息化模型與專業(yè)協(xié)同管理信息平臺，提出一套完整的裝配式建筑信息化管理方法。

2 項(xiàng)目信息化流程管理前期策劃

信息化管理對于裝配式建筑而言，即利用信息化技術(shù)可視化、可追蹤等優(yōu)勢，裝配式建筑的風(fēng)險(xiǎn)管理具有了新的解決方式。本文以成都市龍泉驛區(qū)第八小學(xué)裝配式建筑項(xiàng)目為例，探討裝配式建筑項(xiàng)目的信息化管理，該小學(xué)校位于驛都大道北側(cè)，蒲草路與八一大路交匯處，緊鄰大面公立衛(wèi)生院，規(guī)劃36個(gè)班小學(xué)，預(yù)留6個(gè)班，投資估算價(jià)為4.05億元，用地面積：15682平方米，建筑面積：52436平方米。其中：必配基本校舍20298平方米，增配用房及其附屬設(shè)施19302m2，地下室15363m2（地下室滿鋪）。因地形、面積局限，龍泉驛區(qū)第八小學(xué)校將打造成立體花園式校園，給人輕松愉悅之感，以減輕高密度環(huán)境對學(xué)校師生帶來的心理緊張感，同時(shí)使校園各個(gè)功能空間得到充分利用。信息化管理主要涵蓋前期規(guī)劃、構(gòu)件生產(chǎn)-倉儲-安裝階段、項(xiàng)目進(jìn)度-質(zhì)量-成本的管理階段、安全管控、智慧施工等部分。

在該項(xiàng)目的初步設(shè)計(jì)完成之前，裝配式設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)介入，對該項(xiàng)目適合做裝配式建筑的教學(xué)樓、學(xué)生宿舍及食堂做進(jìn)行前期策劃，盡可能的將部品部件進(jìn)行數(shù)據(jù)或模數(shù)上面的統(tǒng)一，便于工廠后期的加工。招標(biāo)過程中，業(yè)主單位依據(jù)項(xiàng)目的具體需求，在招標(biāo)文件中明確要求投標(biāo)方提交具有項(xiàng)目所有設(shè)計(jì)、施工技術(shù)信息的具有施工圖深度的BIM模型。城院工業(yè)化研究中心負(fù)責(zé)項(xiàng)目構(gòu)件深化設(shè)計(jì)，構(gòu)件的生產(chǎn)和運(yùn)輸，按照業(yè)主單位要求，該研究中心提供了以龍泉八小學(xué)校項(xiàng)目BIM模型做為數(shù)據(jù)源頭，對數(shù)據(jù)進(jìn)行提取和加工，應(yīng)用專業(yè)軟件及相應(yīng)算法，自動(dòng)生成的工程量清單，同時(shí)，根據(jù)工程量清單結(jié)合企業(yè)定額庫完成工程造價(jià)，供業(yè)主單位進(jìn)行直觀評審，具體的信息管理流程如圖1所示。

圖1 BIM協(xié)同信息管理平臺

3 BIM 信息化管理在構(gòu)件生產(chǎn)-倉儲-安裝階段的應(yīng)用

3.1 預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)、構(gòu)件ID和二維碼的產(chǎn)生

通過BIM模型及專業(yè)協(xié)同管理信息平臺，對該項(xiàng)目數(shù)字技術(shù)管理包含信息獲取、信息協(xié)同處理、信息輸出等環(huán)節(jié)。在建造過程中，項(xiàng)目業(yè)主、預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)單位、項(xiàng)目施工單位、設(shè)備運(yùn)行管理等各方的權(quán)限不同，但數(shù)據(jù)均通過平臺上傳，便于建造人員的跟蹤和質(zhì)量檢驗(yàn)，提高工作效率。系統(tǒng)首先接受的是設(shè)計(jì)單位提交的BIM信息化模型，該模型的導(dǎo)入然后再轉(zhuǎn)換為平臺所需的格式的數(shù)據(jù)，但BIM模型的三維顯示和整體性不受影響，在輸入的過程中，不同構(gòu)件被賦予獨(dú)立的屬性ID，并將信息進(jìn)行儲存，構(gòu)件ID以及構(gòu)件的生產(chǎn)標(biāo)簽信息統(tǒng)一，該過程中對構(gòu)件ID進(jìn)行物理實(shí)體化是其核心技術(shù)。無論采用二維碼技術(shù)還是條形碼技術(shù)，若將構(gòu)件的屬性準(zhǔn)確表達(dá)即可，為了便于識讀和驗(yàn)收，現(xiàn)在大多數(shù)構(gòu)件廠都使用了二維碼作為構(gòu)件標(biāo)簽。

3.2 預(yù)制構(gòu)件的倉儲信息管理

構(gòu)件生產(chǎn)方在接到施工方發(fā)出的構(gòu)件需求計(jì)劃后，根據(jù)各方共同使用的管理平臺信息，將構(gòu)件信息輸入至生產(chǎn)線，構(gòu)件生產(chǎn)順序就是構(gòu)件安裝順序，即先吊裝的先生產(chǎn)，后吊裝后生產(chǎn)，構(gòu)件制作完畢后隨即附上含有構(gòu)件ID的二維碼。倉儲人員掃描二維碼構(gòu)件信息和管理平臺上發(fā)布的施工現(xiàn)場的需求計(jì)劃，逐一核對、確認(rèn)無誤后考慮好構(gòu)件使用的先后順序進(jìn)行堆放倉儲，然后再派出運(yùn)輸車輛將構(gòu)件運(yùn)送至工地現(xiàn)場。若構(gòu)件信息與平臺上的需求計(jì)劃不一致，不允許出廠，應(yīng)與生產(chǎn)方核對構(gòu)件的真實(shí)信息和安裝位置，調(diào)整出廠順序和批次，確認(rèn)構(gòu)件信息無誤后，雙方確認(rèn)方可進(jìn)入倉儲和出廠程序。

3.3 預(yù)制構(gòu)件安裝信息管理

構(gòu)件運(yùn)送至施工現(xiàn)場，吊裝之前，現(xiàn)場工人要對構(gòu)件二維碼進(jìn)行識別，明確構(gòu)件附帶信息和安裝位置與現(xiàn)場時(shí)間裝位置一致后，方可進(jìn)行吊裝，若吊裝順利完成，工人將通過構(gòu)件標(biāo)簽在系統(tǒng)中確認(rèn)該構(gòu)件最終安裝狀態(tài)。此外，利用激光掃描儀定期記錄安裝后關(guān)鍵構(gòu)件和關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，在系統(tǒng)內(nèi)監(jiān)測構(gòu)件之間的縫隙和垂直度的變化情況，并將實(shí)際觀測結(jié)果上傳到管理平臺，管理人員可以在整個(gè)建造階段對裝配質(zhì)量進(jìn)行控制。整個(gè)安裝階段將在進(jìn)度追蹤和實(shí)時(shí)狀態(tài)模塊中顯示，結(jié)合BIM信息管理技術(shù)和激光掃描檢測的協(xié)同數(shù)字化建造管理流程完成。若信息核對有誤或遇無法安裝的情況，則需進(jìn)一步落實(shí)該構(gòu)件信息和安裝信息，直至順利安裝后方可簽字確認(rèn)，否則有構(gòu)件廠運(yùn)回核實(shí)清楚信息后進(jìn)入下一安裝批次。

4 BIM信息化及專業(yè)協(xié)同管理信息平臺的安全管理

BIM信息化及專業(yè)協(xié)同管理信息平臺為工程提供一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)可控、智能排查、保障有利的安全管理平臺；在施工過程中，通過GPS定位、紅外感應(yīng)、人臉識別、溫度感應(yīng)、位移監(jiān)測等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對人、機(jī)、料、法、環(huán)等安全因素的監(jiān)督與管控，全方位的安全保障體系的建立，采用數(shù)字化技術(shù)手段，進(jìn)行全面風(fēng)險(xiǎn)感知、識別、預(yù)警、處置，并對管理數(shù)據(jù)進(jìn)行之恩概念分類、匯總、記錄，以期實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理零事故，零污染的安全管理目標(biāo)。

5 結(jié)語

本項(xiàng)目通過應(yīng)用裝配式建筑信息化的管理技術(shù)，解決了工程項(xiàng)目中由于各個(gè)過程中零散數(shù)據(jù)所帶來的一系列問題，實(shí)現(xiàn)了對整個(gè)工程現(xiàn)場人員的系統(tǒng)化管理，體現(xiàn)了智能施工平臺帶來的優(yōu)勢。BIM信息化及專業(yè)協(xié)同管理信息平臺順應(yīng)了建筑行業(yè)發(fā)展的大趨勢，突破了傳統(tǒng)建筑項(xiàng)目管理模式中的一些管理通病，采用了系統(tǒng)集成、集成設(shè)計(jì)的理論和方法，生產(chǎn)、施工、管理和控制等要素，通過工業(yè)化、信息化、數(shù)字化、智能化的體系集成，促進(jìn)當(dāng)前裝配式建筑的總體質(zhì)量保證和可持續(xù)發(fā)展。