BIM 與物聯網技術在建筑工程材料管理中的應用分析

賈翠玉

（河北建工集團有限責任公司，河北 石家莊 050000）

一、建筑工程材料管理特點及現狀

（一）工程材料管理特點

民用建筑的工程建設主要分為土建工程、安裝工程和裝飾工程等版塊，在施工周期較為緊張的情況下，施工階段往往穿插著土建、安裝、智能化等各專業施工，對材料精細化管理提出挑戰。建筑工程施工周期較長，整個生產周期涉及材料規格多、工序復雜。項目管理人員往往需要根據實時施工進度、材料性能特點、生產產地、加工周期、品牌、價格區間等信息，向供應商提出物資需求計劃，同時參與項目物資的收驗貨、組織勞務分包領取物資。材料主管往往還需要完成材料詢價、組織材料招標、辦理物資采購合同、組織材料進場、辦理物資結算及付款等工作。在工期緊、任務中的建筑項目中，項目管理人員難以實現工程材料管理的精細化，造成項目材料損耗升高，直接影響到項目成本控制。

（二）工程材料管理現狀

1.建筑材料管理

在新時代下為了實現建筑行業的可持續發展，助力資源節約型社會構建，必須堅定不移地走綠色建筑發展之路。對此在建筑行業中采用綠色建筑材料至關重要。做好綠色建筑材料管理工作更是重中之重。目前，綠色建筑材料管理工程呈現出以下的特征。

（1）綠色建筑材料管理具有全壽命周期特點。在綠色建筑材料管理工作中，其并不僅是完成對施工環節或是生產銷售環節等單一環節的質量管理，而是要求能夠對生產活動的每一個環節都展開綠色標準監督考核，確保該類工程材料的生產企業能夠為消費者提供不同綠色度的產品，實現對綠色建筑材料的庫存、產量等的管理，同樣地在施工現場也需要完成對綠色建筑材料的數量和質量的全面管理。

（2）綠色建筑材料管理具有精細化特點。基于上述要點分析可知，綠色建筑材料管理單靠傳統粗放式的管理手段無法滿足實際的需求，在綠色建筑材料的運輸、現場應用中都需要對材料的實際應用情況展開全面的統籌管理，以便工程竣工后所有材料的使用情況都可以上報給后續的物業管理人，為建筑物的后期維護提供切實證據。因此需要對綠色建筑材料采用精細化的管理理念。

2.材料損耗與二次搬運

現場施工用地較為緊張，很難有大片集中場地作為材料儲存倉庫，現場材料驗收后一般由各個施工班組分別領走，簡單堆放在各自施工區域。由于材料倉儲偏向于粗放式管理，一方面無法實時掌握施工班組真實的建筑材料需求和材料損耗，直接影響到材料下單、加工周期和整體的施工進度 ；另一方面現場施工隊伍較多，建筑、安裝和智能化的交叉作業情況常出現，直接導致建筑材料常涉及二次搬運，造成材料損耗等問題。

3.工程尾料與文明施工障礙

建筑施工現場中的二次加工作業會產生大量的邊角料及切割粉塵等問題。一方面對工程尾料的數量統計、二次利用造成阻礙，增加材料的精細化管控難度；另一方面會增大安全文明施工的管控壓力。

二、BIM 技術在材料及施工中的應用

（一）材料采購環節

1.確定材料采購；BIM 模型因為采購模型對于材料供應鏈的精細化管理有十分重要的意義，需要嚴格按照圖1 所示的模型構建BIM 模型用于材料采購。在材料采購中，采購部門可利用BIM 協同管理平臺集成化處理項目所需的材料信息，并自動生成材料需求清單；成本部門則能結合施工現場供貨情況結算材料價款，精準統計施工材料成本。2.制定材料采購計劃；在制定采購計劃時，BIM 技術的應用主要是以 BIM 5D 模型中的數據信息和WBS 工作分別編碼與施工進度計劃為基礎3.供應商的選擇；在選擇供應商時，BIM技術的應用主要是結合企業所積累的相關材料供應商資源，通過加強信息共享的方式，結合供應商的資質和信用等級進行分級管理。

（二）材料出入庫環節

1.材料驗收入庫環節 主要是利用BIM 協同管理平臺中的數據錄入端口，及時將材料入庫時的相關數據錄入到BIM 平臺之中，這樣就能及時而又快速地進行驗收入庫。2.材料庫存管理環節 主要是利用BIM 平臺對材料庫存動態進行實時跟蹤，并做好材料編碼和分類存放，秉承先入先出和后入后出的原則，采用視頻監控的方式輔助BIM 協同管理。3.材料領用出庫管理 主要是利用BIM 協同管理平臺將材料出庫單自動導出，并對比材料實際消耗量與計劃消耗量，判斷項目材料使用損耗率，且利用BIM 協同管理平臺對項目數據自動積累。

（三）BIM 在施工過程中的應用

1.三維建模

BIM 技術應用時，三維幾何模型的建立是最基礎也是最重要的部分。所有的BIM 技術都是基于底層的模型進行加工和分析完成的，因此三維模型的建立至關重要。傳統BIM 模型建立的方式有兩種，第一種是大部分施工單位采用的方式，即根據設計給出的CAD 圖紙進行三維建模，并在此基礎上優化，第二種是直接進行三維模型的建立，這種方式通常是從建筑設計階段開始就采用BIM 技術。因此，要注意在不同階段，其所用和所表達的三維數據是不同的。

2.模擬施工

BIM 技術最大的特點在于可視性，基于此特點，其可以解決業主因缺乏建筑專業的識圖能力而造成的和設計師的交流障礙。BIM 的可視化不僅是將以往的線條式構件以更加直觀的形式進行展示，更是在構件之間形成了互動性和反饋性，即BIM4D 技術，將整個項目的施工、運營過程通過電腦技術進行動態展示，在項目開始之前進行施工模擬，找尋項目實施過程中可能出現的問題，提前發現和解決。

3.管線綜合

在現階段的設計過程中，各個專業屬于獨立工作，尤其是水、暖、電，傳統機電設計過程中專業之間的對接很少。在這樣的模式下，施工單位往往需要花很長的時間重新進行施工深化，且依舊會在施工過程中出現很多問題，浪費時間，增加成本。基于BIM 技術的管線綜合很好解決了這一問題。基于BIM 三維模型進行專業交叉，通過軟件進行機電的預安裝，發現各專業間管線碰撞的位置，選擇最優的調整方式，以此節約工期和成本，完成綜合管線布置，提高施工效率，對施工統籌管理提出預控。施工單位可以對優化后的管線路由進行定位，預留預埋洞口定位的把控會更加到位，減少后期返工，提高工程質量。

三、物聯網技術在材料管理中的應用

（一）材料運輸驗收

目前，物聯網技術的應用較廣泛，尤其是在整個供應鏈管理及裝配和生產制造等環節的應用。而這主要得益于物聯網技術中應用了射頻識別技術，能對信息進行快速、實時而又準確的處理，能有效節省勞動力成本。材料管理中的應用主要是在材料中植入射頻芯片，貼上射頻標簽，使材料的來源具有唯一性，同時在電子標簽中設置完善的材料生產信息，從而掌握材料的相關注意事項，不僅材料來源明確，而且能避免在材料運輸時發生被更換的情況，避免出現以次充好等材料問題。在進行見證取樣時，還能采用射頻電子標簽閱讀器快速獲取材料信息，通過物聯網能實時監控和跟蹤，從而對檢測報告進行實時跟蹤，并進行物體信息的識別、采集與處理，將信息采取加密的方式傳輸到項目部，從而為材料運輸驗收提供支持。

（二）材料存儲保管

材料存儲保管過程中，因為材料上設置了射頻標簽，即可利用手持射頻標簽閱讀器對材料信息進行搜集，從而可及時匯總和整理材料的性能、類型與規格，并將其與材料領用表對比，及時掌握材料規格和數量存在的差異，實時監控材料庫存量，預防因材料短缺而發生誤工和停工，確保材料成本得到控制。在施工現場，還要做好自動信息閱讀器的安裝，當材料被非法處理時，從閱讀器經過的材料就能檢測到射頻標簽，從而達到自動報警的效果，使材料存儲更安全。

（三）材料使用管理

在材料使用環節，為減少材料消耗，確保材料管理水平得到有效提升，還要在施工現場切實利用物聯網技術做好材料跟蹤。尤其是構件化施工材料，在施工現場利用射頻標簽與BIM 基礎數據庫相結合，在材料使用環節建立可追溯機制與責任機制，使材料使用得到控制，在降低成本的同時，滿足施工現場需要。

結束語：BIM 和物聯網技術在建筑工程材料管理中的應用，既需掌握各自技術的應用要點，又要掌握各自的應用優勢，切實注重二者之間的優勢互補，以切實提升建筑工程材料管理的水平，使材料管理工作得以順利開展，在降低工程成本的同時從材料的視角確保工程質量。