5G+BIM技術在建筑工程質量監測中的應用

徐 奎，李 坤

(山東理工大學 建筑工程學院，山東 淄博 255049)

0 前 言

目前，我國的建筑工程已經與BIM的結合處于正在發展的階段，也都面臨著建筑工程與BIM 的單一結合并不能充分發揮BIM的優勢。本文以5G+BIM的多方面融合，以求BIM技術在建筑工程中得到更深入的發展，而面對傳統質量監測的問題，通過PDCA循環模式研究問題，通過5G+BIM技術在PDCA模式的應用，來更全面地解決質量監測中的問題。

1 建筑工程質量監測中的技術要素分析

1.1 5G技術的特點和應用

5G是指第五代移動通信技術。5G具有高速率、海量連接等特性，可以滿足施工現場信息的智能感知。5G 技術的高帶寬、低延時等特征，可以實現施工現場與BIM模型的交互孿生。5G 技術的自組織網絡、D2D 通信、M2M 通信，可以實現施工作業的多方協同。在建筑工程行業中的主要應用領域包括施工現場的智慧監控、高頻掃描、數據傳輸與處理、無線傳感，可以解決建筑工程項目管理存在的協同性差、時效性與精準性等問題，提高施工管理的信息化與智能化水平[1]。5G技術特點見圖1。

圖1 5G技術特點和應用

1.2 BIM技術的特點和應用

建筑信息模型(BIM)技術應用在建筑工程設計、建筑工程施工和建筑工程管理的計算機工具。通過建筑數據信息和建筑信息模型的結合，可以實現在建筑工程項目規劃，運營和維護過程中發揮巨大作用。BIM技術的特點之一就是可視化，可以將各種建筑組成物通過三維模型以圖像的形式顯示出來，以更直觀的方式方便工程決策。BIM技術有可協調性的特點，可以通過分析建筑信息模型來解決建筑工程中的碰撞問題，生成報表，幫助設計人員修改，并在施工前解決好問題。BIM技術具有模擬性的特點，BIM技術不僅是模擬設計出來的建筑模型，而且可以模擬不能在真實場景中進行操作的事物[2]。BIM技術有可協調性的特點，可以通過分析建筑信息模型來解決建筑工程中的碰撞問題。技術擁有可出圖性的特點，可以提供建筑設計圖紙、構件加工圖紙、綜合管線圖等。

1.3 PDCA模型的內容

PDCA模型(見圖2)中，P指Plan,代表計劃，包括項目的方針，目標和規劃的指定；D指Do,代表實施，根據計劃制定具體的實施方案，并提出預期目標；C指Check,代表檢查，對實施方案的執行情況進行分析，出現問題及時調整方案；A指Act,代表處理，對整體的數據進行分析整合，總結經驗，在PDCA模式中應用良好的，繼續應用在其他方面，應用存在問題的，及時總結處理，在下一個PDCA循環模式中改善。PDCA質量管理模式可以不斷消除質量管理工作中存在的問題，合理應用質量管理工作中成功的地方，這樣就會不斷優化質量管理工作，提升質量管理效率，消除建筑工程質量管理通病，保證建筑工程的整體質量[3]。

圖2 PDCA模型

2 現階段建筑工程質量監測中面臨的問題

2.1 材料和機械質量問題

在建筑工程質量管理過程中，材料的質量和設備的應用將直接影響施工項目的工程質量。工程收單在具體施工過程中已逐步形成物資采集、材料質量檢驗等一系列有關管理流程，但在具體的施工管理時，仍然會出現建材質量不合格的現象[4]。主要表現在施工中對建筑材料質量控制不到位，建筑材料進場記錄不規范，出現問題時未及時跟蹤調查，材料使用記錄不完善，未進行相關材料性能檢測，導致部分不合格品流入。另外，在施工中，由于缺乏對機械設備的日常維護保養，相關操作人員對規范化操作知之甚少，甚至有各種違規行為，嚴重限制了機械設備的作用，使最終工程質量下降。因此，有必要重視建筑材料和機械設備。

2.2 施工技術和方法不規范

施工的具體流程主要包括工程在實際施工時所涉及的技術方案、設計要求、施工組織設計等方面[5]。如果在施工工程中不按照規范和標準進行施工，那么就會引起質量問題，或者由于施工人員的理論水平和實踐能力的限制，沒有學會相關的規范和標準，在施工中也會引起質量問題。因此，要重視對施工人員的技術培訓，提高技術水平，加強規范意識。

2.3 質量巡查不完善

在質量檢查過程中，對施工問題的描述不夠清晰細致，導致整改不到位。加之各種問題積累，不能及時跟進，不能及時解決，時間長了就會導致遺忘。面對諸多問題不能及時總結，管理層不能及時了解項目情況。質量驗收過程不規范，存在疏漏或差錯。

3 基于PDCA模型分析建筑工程質量監測

3.1 建筑工程質量監控計劃(P)階段

P階段的主要工作是找到建筑施工現場存在的問題，并對這些問題進行系統分析，制定有針對性的改進目標，進而確定達到該目標的措施及方法[6]。在建筑工程質量管理中主要存在以下問題：①材料和機械質量問題；②施工技術和方法不規范；③質量巡查不完善。根據建筑工程質量管理中存在的問題，可制定以下措施：①對于材料和設備的質量檢測形成完善的管理流程，在施工過程中對材料和設備進行動態質量檢測，確保材料和設備達到相應要求；②規范施工技術，按照統一的技術規范和標準進行施工，同時加強對施工人員的培訓，考核達標后方可進行作業；③規范質量檢查流程，對質量檢查的問題進行系統分類，及時跟進質量問題。

3.2 建筑工程質量監控實施(D)階段

D階段主要是對P階段的計劃的實施。①對于建筑材料除了完成施工前的質量檢驗，在施工進場后要規范進場記錄、使用記錄，材料出現問題后及時跟進。運用5G+BIM技術對建筑材料進行動態質量管理，隨時隨地掌握材料的質量問題。在設備進場后，注重對設備的維修養護，運用5G+BIM技術實時掌握設備的使用情況，損壞情況，然后及時進行維修養護，確保設備的安全性。②根據相關要求確定統一的施工規范和標準，并嚴格按照規范和標準進行施工。針對施工工人技術水平的差異，對他們進行專業技術培訓，運用5G技術進行網絡授課，學習先進的技術知識，運用BIM技術對施工流程進行模擬，增強施工工人對技術規范的深入理解。培訓結束后運用5G技術對施工人員進行在線考核，考核合格后方可進行施工作業。③運用BIM技術規范質量檢查的流程，將復雜的流程簡單化，在BIM平臺固化流程，然后按照固定的流程進行質量檢查，對于存在的問題通過5G上傳到BIM平臺，整改完成后將整改結果通過5G傳輸到BIM平臺，方便管理者的管理，并且在整個施工過程中進行動態監測，了解實時情況。

3.3 建筑工程質量監控檢查(C)階段

C階段主要是對D階段制定的措施的執行情況以及目標完成程度的檢查。在質量檢查過程中，要求實事求是地對照工作計劃階段所確定的建筑工程質量目標進行逐項檢 查，無論是否達到預期目標，都要詳細記錄[7]。將檢驗結果與實施計劃進行比較，對達到預期目標的部分按施工質量目標繼續進行；對未達到預期目標的部分，檢查計劃執行過程中是否存在問題，并提出有效的解決方案，并在施工過程中動態監控建設工程質量，以確保建設工程的質量和安全。

3.4 建筑工程質量監測處理(A)階段

在建筑工程項目完成后，針對施工過程中的各項數據進行分析整理，對于質量監測效果進行評價。對于PDCA模式應用效果良好的部分，總結經驗，制定相應的規范應用到其他同類型的項目中。對于施工過程中還未合理解決的問題，總結在PDCA模式中的經驗，進行深入且全面的分析，找到問題的根源，制定有效的解決方法。

4 5G+BIM技術在建筑工程質量監測的應用

在建筑材料經過檢測合格進入施工現場后，運用5G技術對建筑材料實行動態跟蹤監測，記錄建筑材料的進場，使用情況，損壞情況，并將實時的數據傳輸到BIM平臺。對于出現損壞的材料重新進行質量檢測，并運用BIM技術進行使用情況的模擬，如果可以進行使用，根據BIM模擬的情況進行維護或使用，如果不能正常使用，就進行退場，二次處理等。最后將材料的生命周期的所有數據通過5G傳輸到BIM平臺，為以后的施工積累經驗。在設備經過檢測合格后進入施工現場后，運用5G技術進行動態實時監測，監測操作人員是否按照規范操作，監測設備的使用情況、損壞情況并將實時的數據傳輸到BIM平臺。通過BIM技術的可視化，模擬性對設備的生命周期進行模擬，根據模擬情況制定合理的養護計劃。通過5G技術將設備維修、養護情況的數據傳輸到BIM平臺進行系統的整理和分析，不斷優化養護方案。

根據施工設計要求，選擇統一的施工規范和標準。按照統一的規范和標準和規范施工，能提高施工質量和施工效率。而BIM平臺則可以根據規范和標準模擬施工過程，根據施工中存在的問題可以不斷地協調和優化，最終確定最合理地施工方案。針對施工工人技術水平的差異，可以運用5G技術對他們開展線上和線下結合的培訓方式，多方面結合來提高施工工人對于施工技術的掌握，運用BIM技術進行模擬，施工工人可以直觀地看到施工的流程，并且可以通過BIM技術導出圖紙，供施工時使用。培訓運用5G技術對施工工人進行考核，通過照片、文字、視頻等形式來加強施工工人對于技術規范的理解，切實提高他們的技術水平。

面對質量檢查的復雜性，通過BIM技術把檢查流程固定化，檢查人員通過BIM平臺的檢查流程指引一步步完成質量檢查，對于檢查中存在的問題，通過5G技術傳輸到BIM平臺，然后平臺進行整理和分析，然后通知相關負責人對質量問題進行整改，整改完成后同樣通過5G技術傳輸到BIM平臺進行匯總。運用5G技術對建筑施工質量進行實時監測，管理人員可以實時查看施工情況，及時發現問題，根據問題提出合適的解決方案。

5 結 論

本文通過闡述了運用5G+BIM技術，結合PDCA模式對建筑工程進行質量監測。借助5G技術高速率、低延遲、高可靠、海量連接的特點，BIM技術可視化、協調性、模擬性、優化性和可出圖性的特點，利用PDCA循環模式研究質量監測，從發現問題、提出解決方案、實施方案、檢查方案、總結方案形成良性循環。運用現代技術解決傳統施工質量監測的問題，從而提高建筑工程的質量。

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