基于BIM和物聯網技術在裝配式建筑物料調度優化問題研究

文/唐佳

近年來，隨著國民經濟的迅速發展，物聯網趨勢已經勢不可擋。在國民經濟中有著重大影響的建筑業，物料調度過程中卻存在著嚴重的資源浪費，面對大數據背景下的經濟形勢的沖擊，以及國家對建筑行業質量、安全、環保管控的要求的進一步提高，建筑行業的轉型成了迫在眉睫，在此背景下，裝配式建筑由于其高效率、節能環保等特點在我國得以大力發展。BIM技術作為建筑行業的最先進技術之一，物聯網作為BIM技術得以實施的基礎，在此基礎下，構建一個集成式應用平臺，提高建筑物流中的物流效率，增加可實施性。

1.研究背景。

在國民經濟中有著重大影響的建筑業，其發展已經步入成熟，但卻存在著嚴重的資源浪費情況，在數字經濟高速發展的當下，由于人工材料費用的上漲，以及國家對建筑行業質量、安全、環保的管控要求進一步提高，建筑行業的轉型成了迫在眉睫。裝配欸式建筑作為新興的建筑施工模式，模擬工廠生產線批量流水生產結構構件，通過交通配送進行現場裝配施工，成為建筑行業的新型組合。近年來，國家、地方政府大力推動裝配式建筑的發展，裝配式建筑的面積逐年增加，但實際上裝配式構件生產資源短缺，技術尚待完善，成熟單位少，成本偏高，導致裝配式建筑比傳統建筑成本高，裝配式建筑的成本結構有待進一步優化。其施工流程包括建筑設計、深化設計、材料配送、構件運輸、設備準備、構件生產、成型、構件運輸、吊裝施工，其中部分費用可控，因此如何降低大型預制裝配式構件的物流配送成本成為各建筑單位需要迫切解決的問題。

2.相關概念。

（1）BIM技術。BIM（Building Information Modeling）在國內比較通用的翻譯為“建筑信息模型”。作為一種新興的建筑設計方法，BIM被譽CAD之后的第二次設計革命。BIM構建了一個多維度的建筑模型，從原有的三維增加了時間維度，貫穿了項目的全周期，整個過程可視化，相對傳統建筑模式，具有更好的協調性，是實現工業化和信息化的有效手段。通過結合物聯網技術，實時更新數據，優化項目進程，合理安排材料的進出場，防止材料大量堆積或者物資進場延宕，造成不必要的是建安成本，通過管控使得建筑物流過程中的材料損耗盡量達到最小值，有效把控建筑物流成本，提升建筑管理水平。（2）物聯網技術。物聯網(Internet of Things)是近些年新興的一項技術，通過射頻識別等信息，將物品信息上傳到網絡層，實現物品的智能化識別和管理，簡而言之，就是各類傳感器和互聯網相互銜接的一個技術。主要由運營支撐層、網絡感知層和應用管理層組成。在建筑物流中，在材料進場時，通過射頻識別技術，將物資信息上傳到網絡層，與BIM構建的項目進度安排相結合，對后期的物資調度進行實時的安排和管控，降低物流成本。目前，我國建筑物流的信息化管理還很欠缺，因此構建一個BIM技術和物聯網技術的集成式應用平臺是必要的。（3）裝配式建筑。裝配式建筑是指將在工廠加工好的材料構建運輸到施工現場，通過拼接等方式在現場的裝配安裝而成的建筑方式。裝配式建筑更加高效和節能環保的特點。作為現代化生產方式的代表，具有標準化、信息化、智能化的特點。在裝配式建筑的項目建設全周期過程中，裝配式構件及建筑物料需求計劃的準確性和交通運輸的時效性直接影響著工程進度和生產成本，BIM技術能夠使得整個項目進程可視化，物聯網技術能夠實時跟蹤和把控物料的調度進程，構建一個集成應用平臺，最大的降低物料配送過程中對施工進度和資金的影響，制定符合施工工序的最優物料配送策略，提高生產效率和運作效率，為施工企業決策提供指導。

3.集成式應用平臺對裝配式建筑物流的應用價值。

采用BIM技術、物聯網技術構建一個集成式應用平臺，建立以物流信息為核心的管理體系，對整個建筑物流過程的各個環節進行合理管控，使得建筑物流的效益最大化。（1）采購環節。BIM技術能夠詳細的展示項目施工過程中的所需的各項物料的詳細信息，結合物聯網技術，對各項物料利用二維碼識別等方式進行物料信息的上傳，及時更新和修改設計方案。通過BIM模型對現行所需各項物質的分析，與供應商進行實時對接，避免供應不及時造成的物料延宕。通過物聯網技術同時也能收集供應商信息，建立供應商數據管理庫，為企業的后期采購規劃提供有效參考。（2）運輸環節。裝配式建筑的構件由于其生產的標準化，對運輸車輛有一定的要求。通過BIM技術，對運輸車輛和線路進行合理規劃，使得物料進場的順序最優，運輸量成本和時間達到最優化，結合物聯網技術，對車輛的位置和路線進行實時的更新，在動態規劃下及時的調整運輸批次和數量，在滿足是施工現場的要求下，使得效益最大化。（3）倉儲環節。庫存管理在建筑物流周期中占據著重要地位，目前，由于傳統建筑模式下的物料堆積造成的損失，是影響著建筑成本的主要原因之一。在物料入庫時，通過二維碼以及紅外射頻等方式，識別物料信息，并將信息上傳到物料管理平臺，BIM構建的模型再及時更新所需的物料，生成明細表，管理人員根絕實際的項目情況，對物料的存放做出合理的安排，及時收發和轉運物料，同時更新庫存系統，對物料的數量和倉儲位置進行更新，使得施工過程能夠順利進行，優化物料的倉儲環節，減少物料堆積和進場不及時造成的不必要損失，提升物流效率。