智慧工地理論下實(shí)測(cè)實(shí)量在質(zhì)量管理中的應(yīng)用

鄧冉冉，陳江河，李 坤

(山東理工大學(xué) 建筑工程學(xué)院，山東 淄博 255049)

0 前 言

質(zhì)量問(wèn)題已經(jīng)成為當(dāng)今建筑行業(yè)的一大發(fā)展阻礙，其作為企業(yè)管理的綱要，可規(guī)范企業(yè)的行為，監(jiān)督和預(yù)防事故的發(fā)生，最終提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，而施工質(zhì)量管理中的實(shí)測(cè)實(shí)量技術(shù)是反映實(shí)體測(cè)量數(shù)據(jù)的有效質(zhì)量管理方式之一，但目前建筑施工企業(yè)對(duì)于實(shí)測(cè)實(shí)量技術(shù)的開(kāi)展僅僅流于表面形式，實(shí)際的開(kāi)展結(jié)果處于較低水平，依舊存在著測(cè)量工作量大、數(shù)據(jù)采集不完善、問(wèn)題多且易遺漏、發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題無(wú)法有效跟蹤整改、數(shù)據(jù)來(lái)源的可靠性等方面的問(wèn)題，所以對(duì)于在施工過(guò)程中應(yīng)用傳統(tǒng)的實(shí)測(cè)實(shí)量技術(shù)來(lái)說(shuō)還是一項(xiàng)無(wú)法滿足實(shí)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)需求的技術(shù)，而基于BIM技術(shù)可進(jìn)行三維信息化模型優(yōu)化分析為其提供解決途徑，滿足施工企業(yè)單位在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的需求，并使施工企業(yè)逐步向著高質(zhì)量、高層次的方向發(fā)展。

1 質(zhì)量管理及實(shí)測(cè)實(shí)量體系介紹

1.1 質(zhì)量管理體系

BIM5D質(zhì)量管理系統(tǒng)是為工程項(xiàng)目提供一個(gè)全面質(zhì)量管理、工序級(jí)管控的質(zhì)量管理平臺(tái)，它基于BIM的大數(shù)據(jù)分析，去幫助企業(yè)快速了解整個(gè)工程項(xiàng)目的質(zhì)量管理情況，實(shí)現(xiàn)企業(yè)項(xiàng)目質(zhì)量管理的規(guī)范化，并且提升管理層工作效率，讓工作方向更明確，且標(biāo)準(zhǔn)化崗位動(dòng)作大幅提升，現(xiàn)場(chǎng)工作效率明顯提高。另外，質(zhì)量管理系統(tǒng)在決策數(shù)據(jù)化、管理規(guī)范化、崗位標(biāo)準(zhǔn)化三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，同時(shí)提升了建筑質(zhì)量安全，并且降低了二次經(jīng)營(yíng)成本。

1.2 實(shí)測(cè)實(shí)量體系

施工質(zhì)量管理中的實(shí)測(cè)實(shí)量信息化系統(tǒng)是對(duì)各項(xiàng)分部工程進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)，將實(shí)測(cè)實(shí)量的數(shù)據(jù)通過(guò)PC端或移動(dòng)端傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，然后結(jié)合云掃描技術(shù)、XML技術(shù)、AJAX技術(shù)以及BIM+VR技術(shù)進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集以及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)加工處理，比較點(diǎn)云模型和BIM模型偏差，以此為管理人員提供質(zhì)量信息，最后各級(jí)管理人員通過(guò)PC端或移動(dòng)端對(duì)整個(gè)施工數(shù)據(jù)進(jìn)行審查以及瀏覽，不僅提高了工作效率，而且保證了施工質(zhì)量，使得施工企業(yè)在整個(gè)競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)中占領(lǐng)了極大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

2 實(shí)測(cè)實(shí)量數(shù)據(jù)采集

2.1 實(shí)測(cè)實(shí)量數(shù)據(jù)APP端錄入

錄入基于智慧工地理論下的施工質(zhì)量管理系統(tǒng)主要應(yīng)用于質(zhì)量巡檢、質(zhì)量驗(yàn)收、實(shí)測(cè)實(shí)量、檢查評(píng)分、評(píng)優(yōu)、質(zhì)量考核評(píng)價(jià)六個(gè)場(chǎng)景，它打破了傳統(tǒng)場(chǎng)景流程，建立新場(chǎng)景的工作流程，將APP端與PC端融匯貫通使用，充分調(diào)動(dòng)產(chǎn)品的特性，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)實(shí)測(cè)實(shí)量的標(biāo)準(zhǔn)化、APP端有效數(shù)據(jù)的輸入，以及實(shí)測(cè)實(shí)量合格率多維度分析和測(cè)量結(jié)果資料報(bào)表輸出等多種產(chǎn)品的價(jià)值。

在項(xiàng)目層[系統(tǒng)設(shè)置]-[實(shí)測(cè)實(shí)量]-[基礎(chǔ)設(shè)置]中，操作如圖1所示，可打開(kāi)/關(guān)閉手機(jī)端實(shí)測(cè)實(shí)量輔助錄入的功能，打開(kāi)后，手機(jī)端錄入實(shí)測(cè)實(shí)量數(shù)據(jù)時(shí)可使用該功能在合格范圍內(nèi)自動(dòng)填充數(shù)據(jù)。質(zhì)量管理的數(shù)據(jù)具有輸入時(shí)效性，如果超過(guò)規(guī)定的某一傳輸時(shí)間段，就會(huì)出現(xiàn)多種問(wèn)題疊加，而移動(dòng)APP端就很好地避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，管理人員可以在檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)直接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入，確保工程質(zhì)量并實(shí)時(shí)更新質(zhì)量狀況[2]。

(a)

2.2 實(shí)測(cè)實(shí)量數(shù)據(jù)Web端錄入

實(shí)測(cè)實(shí)量數(shù)據(jù)PC端的錄入可以實(shí)現(xiàn)在住戶中添加不同類型的實(shí)測(cè)實(shí)量標(biāo)準(zhǔn)，可批量導(dǎo)入基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，也可以手動(dòng)添加分部工程等，PC端可以更加方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)分析對(duì)比，并且操作簡(jiǎn)單，還可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜邏輯報(bào)表的展示。

3 BIM技術(shù)在實(shí)測(cè)實(shí)量中的應(yīng)用

3.1 云掃描技術(shù)

在當(dāng)今信息化的建筑行業(yè)中，將基于BIM5D的新模式應(yīng)用于實(shí)測(cè)實(shí)量工作中的數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理等三個(gè)方面，在傳統(tǒng)的實(shí)測(cè)實(shí)量工作中，存在著前期準(zhǔn)備工作繁瑣、實(shí)際測(cè)量工作量以及事后匯總統(tǒng)計(jì)量較大、無(wú)法及時(shí)反映整體情況等一系列問(wèn)題，對(duì)于整個(gè)施工項(xiàng)目的整體開(kāi)展造成了巨大的不便，而通過(guò)BIM技術(shù)與云掃描技術(shù)，使用測(cè)量硬件輔助提升了質(zhì)量效率，問(wèn)題及時(shí)跟蹤改正，實(shí)現(xiàn)了問(wèn)題零遺漏，且數(shù)據(jù)自動(dòng)匯總排名管理[4]。

其應(yīng)用主要是將BIM技術(shù)與云掃描技術(shù)整體運(yùn)用于實(shí)測(cè)實(shí)量數(shù)據(jù)采集，首先通過(guò)將傳統(tǒng)的二維數(shù)據(jù)輸出轉(zhuǎn)化為三維形式的點(diǎn)云數(shù)據(jù)輸出，依靠三維激光掃描儀，將一個(gè)脈沖信號(hào)發(fā)射到被測(cè)物體上，然后通過(guò)脈沖信號(hào)的返回路徑測(cè)得三維激光掃描儀被測(cè)物體的距離，其中包括X點(diǎn)、Y點(diǎn)、Z點(diǎn)的信息外，還有被測(cè)物體各方面的一些其他信息，另外，通過(guò)云掃描得到的點(diǎn)云模型，可以用來(lái)描繪出DEM，掃描的實(shí)體建筑形成的3D模型，可以形成云數(shù)據(jù)，然后與設(shè)計(jì)的BIM擬合，為整個(gè)質(zhì)量管理提供實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)支撐，通過(guò)云掃描技術(shù)使得數(shù)據(jù)采集更加全面，將整個(gè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)給人以可視化的效果，最后將這些三維云數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理，并且使用平均精簡(jiǎn)和按距離精簡(jiǎn)兩種方法從多維度、多方面進(jìn)行精簡(jiǎn)，實(shí)現(xiàn)云對(duì)齊，數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸，解決了實(shí)際測(cè)量工作量以及事后匯總統(tǒng)計(jì)量較大此方面問(wèn)題[1]。儀器自定義坐標(biāo)系見(jiàn)圖2。

圖2 儀器自定義坐標(biāo)系

3.2 XML技術(shù)

XML技術(shù)是當(dāng)今處理分布式結(jié)構(gòu)信息的有效工具，它用來(lái)描述和交換獨(dú)立于應(yīng)用程序的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，也可以用來(lái)標(biāo)記數(shù)據(jù)或定義數(shù)據(jù)的類型，能提供非常強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力以及分析能力，是數(shù)據(jù)交換的唯一公共語(yǔ)言，它將智能硬件終端數(shù)據(jù)、移動(dòng)終端數(shù)據(jù)以及預(yù)警信息通報(bào)等轉(zhuǎn)化為XML格式存儲(chǔ)，從而減少了交換數(shù)據(jù)的復(fù)雜性[3]。

3.3 實(shí)測(cè)實(shí)量的核心算法

實(shí)測(cè)實(shí)量系統(tǒng)可以自動(dòng)對(duì)墻面的平整度進(jìn)行測(cè)量，而且對(duì)于墻面的垂直度以及天花板平行的極差和房間方正度，以及房間的面積等指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。例如對(duì)于房間方正度的測(cè)量，則是利用卷尺和控制線成90°角，來(lái)測(cè)量控制線和墻面之間的距離，每面墻底部?jī)啥巳蓚€(gè)測(cè)量點(diǎn)，每一組數(shù)據(jù)的差值則視為一個(gè)有效樣本。

4 工程實(shí)例

利用BIM技術(shù)充分優(yōu)化施工方案，有效跟蹤管理并解決施工問(wèn)題。以山東理大學(xué)6、7號(hào)樓工程項(xiàng)目為例進(jìn)行闡述，該工程項(xiàng)目以綠色施工為前提，在無(wú)污染的宗旨下，保證了安全施工以及質(zhì)量方面的管理。在此工程項(xiàng)目施工過(guò)程中，首先，借助BIM的虛擬施工技術(shù)，通過(guò)三維動(dòng)畫效果進(jìn)行施工項(xiàng)目的建設(shè)，進(jìn)行施工項(xiàng)目效果渲染，使得該工程在施工之前就達(dá)到了很好的預(yù)覽效果；其次，施工項(xiàng)目管理人員采用BIM5D的新模式，并將其應(yīng)用于施工過(guò)程中的質(zhì)量管理方面，結(jié)合BIM三維掃描技術(shù)，將該工程案例的整個(gè)實(shí)測(cè)實(shí)量數(shù)據(jù)以三維數(shù)據(jù)的形式展現(xiàn)出來(lái)，使施工項(xiàng)目管理人員更加全面直觀地了解被測(cè)物體，并且基于BIM技術(shù)對(duì)于這些海量的云數(shù)據(jù)進(jìn)行精簡(jiǎn)處理、點(diǎn)云對(duì)齊，對(duì)該工程項(xiàng)目能進(jìn)行一些細(xì)部的測(cè)量工作，方便了施工人員對(duì)于數(shù)據(jù)的傳遞以及存儲(chǔ)，使得山東理工大學(xué)6、7號(hào)樓工程項(xiàng)目施工的順利進(jìn)行。

在此施工項(xiàng)目中，還基于BIM技術(shù)對(duì)整個(gè)施工的質(zhì)量管理進(jìn)行了檢查評(píng)分，對(duì)于檢查評(píng)分中所得到的問(wèn)題進(jìn)行匯總，利用BIM技術(shù)，通過(guò)數(shù)字項(xiàng)目管理平臺(tái)，進(jìn)行問(wèn)題任務(wù)分配解決，實(shí)現(xiàn)問(wèn)題與解決人員的一一對(duì)應(yīng)，責(zé)任到人，比如在此施工案例項(xiàng)目中的安全管理、文明施工、模板工程以及高處作業(yè)等一系列問(wèn)題，通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)其檢查評(píng)分，檢查其扣分值，檢查最后得分是否符合標(biāo)準(zhǔn)得分要求，以此解決該施工項(xiàng)目中質(zhì)量管理問(wèn)題。利用BIM技術(shù)，使施工人員充分了解整個(gè)施工項(xiàng)目的數(shù)據(jù)以及質(zhì)量、安全管理指標(biāo)，保證了施工的合理性以及安全性，同時(shí)也為該項(xiàng)目的施工的順利進(jìn)行奠定了基礎(chǔ)[5]。

在質(zhì)量管理中，對(duì)于整個(gè)工程項(xiàng)目或每個(gè)分項(xiàng)工程中，都需要在整體施工前，制作出示范的樣板，將操作要求進(jìn)行統(tǒng)一，把控質(zhì)量管理要點(diǎn)，以防止危險(xiǎn)事故的發(fā)生，通過(guò)運(yùn)用BIM技術(shù)，在實(shí)測(cè)實(shí)量工作中，施工管理人員可通過(guò)對(duì)相應(yīng)符合檢測(cè)條件的構(gòu)件進(jìn)行檢測(cè)，比如導(dǎo)墻標(biāo)高結(jié)構(gòu)尺寸、降水管井位置偏差、樁身完整性、混凝土強(qiáng)度小于設(shè)計(jì)值等進(jìn)行一系列檢測(cè)，可反映出整體問(wèn)題情況，另外，實(shí)測(cè)實(shí)量有著工作規(guī)則設(shè)置，擁有不同的算法序列，如合格值與偏差值比較、填寫、整體計(jì)算等，最后根據(jù)實(shí)測(cè)實(shí)量工作中構(gòu)件檢測(cè)條件的分析，分析整個(gè)項(xiàng)目的整體質(zhì)量情況，制定出符合項(xiàng)目的改進(jìn)措施，有針對(duì)性地進(jìn)行質(zhì)量整改，確保施工進(jìn)度和施工質(zhì)量，協(xié)助管理人員有效決策和精細(xì)化管理[2]。

5 結(jié)束語(yǔ)

廣聯(lián)達(dá)質(zhì)量管理平臺(tái)基于云技術(shù)、BIM技術(shù)、移動(dòng)技術(shù)、智能硬件等，充分發(fā)揮質(zhì)量管理系統(tǒng)的作用，對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目進(jìn)行專業(yè)化的輔助檢查，降低崗位應(yīng)聘等的一系列要求，促進(jìn)了社會(huì)發(fā)展，且在檢查過(guò)程中進(jìn)行整體問(wèn)題修改，追溯問(wèn)題的來(lái)源，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量管理的全過(guò)程數(shù)字化的在線管理，解決了質(zhì)量管理中出現(xiàn)的統(tǒng)計(jì)量繁瑣以及不能有效追蹤整改所發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題等，有利于施工工程項(xiàng)目進(jìn)度的開(kāi)展，避免了人力、物力的浪費(fèi)，同時(shí)減少了二次返工的可能性，另外，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，BIM技術(shù)將更加深入建筑行業(yè)，使建筑行業(yè)向著更加專業(yè)化的方向發(fā)展。

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