采用BIM技術的裝配式住宅智慧管理平臺構建

2019-02-25

1.引言

  建筑信息模型(BIM,BuildingInformationModeling)應用在建筑全生命周期的信息化集成管理,具體包括規劃、設計、施工、運行維護各個階段。BIM技術具有可視化、協調性、模擬性、優化性和可出圖性五大特點。借助BIM技術,對施工場地進行規劃、布置,建立三維信息模型,運用BIM動畫技術模擬施工過程,通過虛擬模擬實現施工現場合理性布置,優化資源配置,提高施工效率。使用BIM軟件可以對建筑、結構、機電等不同專業實現三維參數化建模,對鋼筋、管道、施工工序等進行沖突碰撞檢查,設計師可以及時地進行設計的修改,對工程設計進行優化,有效地解決設計上的碰撞沖突問題。

  預制裝配式住宅需要對構件進行拆分,利用BIM技術建立標準化構件庫,進行構件拆分及深化設計,借助數據庫平臺,匯總構件拆分信息,對墻板、樓板、梁、陽臺等結構部品部件進行自動化拆分,以達到工廠生產和現場吊裝拼接的目的。利用BIM技術對構件進行拆分,并對拆分構件進行編碼,結合RFID技術、二維碼技術,構件在工廠生產時,工廠的智慧管理平臺從BIM智慧管理平臺讀取拆分構件相關數據,用于構件加工生產。與此同時,每個預制構件的加工生產過程信息,質量檢測信息等將記錄到BIM智慧管理平臺;在施工過程中,通過讀取BIM智慧管理平臺的數據,可以了解預制構件的重量、尺寸、安裝位置等。構件安裝完成后,構件的安裝情況會錄入到BIM智慧管理平臺,實現預制構件的信息化管理。

  2.施工現場的智能化

  施工階段,預制構件入庫、出庫、盤點等管理的工作量大,建立物料跟蹤智慧管理平臺,利用RFID和二維碼技術,在物資進場驗收、入庫登記、調撥、出庫等環節進行掃碼跟蹤,實時更新倉儲數據庫,及時掌握庫存真實數據,減少管理人員工作量,提高倉庫管理的工作效率。

  2.1RFID技術應用

  RFID(RadioFrequencyIdentification)無線射頻識別技術,可以通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據,而不需要識別系統與特定目標之間建立接觸[2]。構件在工廠加工階段,在其內部植入RFID芯片,芯片的編碼與構件編碼一致,同時借助GIS(地理信息系統),實現預制構件的定位、跟蹤。每個芯片上將會記錄構件的生產、儲存、運輸、入庫、出庫、吊裝過程中的信息,通過預制構件跟蹤智慧管理平臺,將構件從生產到現場吊裝全過程的信息,傳送到BIM智慧管理平臺中,對構件全程進行實時動態監控管理。RFID芯片具有唯一性,保證了構件在生產加工、儲存、運輸、入庫、吊裝過程中信息的準確性。利用物聯網技術,將BIM與RFID技術結合起來,實現BIM智慧管理平臺與物料跟蹤智慧管理平臺的對接,有利于資源和空間優化配置,優化施工方案,提高工程施工效率。

  2.2二維碼技術應用

  二維碼在代碼編制上巧妙地利用計算機的算法,轉化成移動端容易識別的二維碼圖形,可以直接粘貼或噴涂在構件上,二維碼相當于賦予了每個構件唯一的一個“身份”。二維碼最大的優勢是不需要專門的設備,智能手機端就可以掃描識別,方便快捷,利于普及。預制構件生產企業所生產的每一構件應在顯著位置粘貼二維碼,二維碼標識應清晰、耐久、可靠,防止構件在運輸、進場入庫、吊裝時掉落,以確保能夠識別預制構件的“身份”。

  二維碼標識信息應包括以下信息:構件生產單位、構件名稱、構件編號、規格尺寸、使用部位、重量、生產日期、圖紙、生產進程、物料清單、品質檢驗等。預制構件生產驗收合格后,質檢人員將生成的二維碼標簽,粘貼在指定的區域。以遠大住工構件加工廠為例,圖中是遠大住工預制外墻掛板粘貼二維碼及手機端掃描識別的信息。構件運輸時,司機根據自己的運輸任務,掃描二維碼確認構件信息準確無誤。構件吊裝時,施工作業人員根據吊裝任務,掃描構件二維碼,確保構件無誤吊裝就位。通過二維碼承載信息,可以實現對預制構件的身份識別、狀態確認等操作,最終實現預制構件從裝盤生產到吊裝就位的全過程管理。

  3.施工檔案管理的信息化

  工程檔案資料是項目管理的一部分,大部分施工資料由承包單位跟隨工程建設進度,同步收集、積累、歸檔形成文件,待工程竣工驗收合格,移交給建設單位。工程項目工序多,施工階段多,將產生大量的資料數據[3-5]。對于一些重要部位及隱蔽工程驗收的記錄,一旦遺漏或記錄錯誤,對工程建設各方責任劃定影響較大,出現問題有可能會互相推諉扯皮。一般施工過程檔案資料需要按單位工程、分部分項工程,整理歸檔。對于樓號較多的住宅工程需要分房號、專業,按每個檢驗批每個分項每個分部報驗,整理歸檔工作量大。另外檔案資料來源于建設、設計、施工、監理等單位,包含了設計、施工、進度、成本等各方面的信息,整理難度大。而且不同單位使用不同的施工資料管理系統,數據信息之間很難共享使用,不利于項目建設各參與方之間的協作。

  使用BIM技術與物聯網技術,將工程建設的所有信息錄入參數化模型中,實現基于BIM的施工檔案資料智慧管理。參數化信息模型所包含的數據庫,隨著工程項目的進展不斷的實時更新。無論是建設方、設計方、施工方或是監理方,都可以將施工日志、監理日志、會議記錄、設計變更等所有項目資料錄入,實現數據智慧管理。同時使用OA檔案管理系統,可將過程資料有效保存備查,實現信息系統集成融合,將數據有效、快速、準確的推送到相關方。施工方在竣工驗收階段,向建設方提供一份參數化信息模型電子檔案資料,并可一直用于建設項目全生命周期的信息化管理。

  4.移動驗房管理平臺的應用

  對于業主而言,驗房是檢查房屋質量的關鍵環節,房屋質量問題要盡早發現,否則影響后期的使用。傳統的驗房方式已經不能滿足業主對服務的體驗需求,越來越多的房地產企業開始注重交房環節,不斷推進技術研發,以提升業主的體驗和服務質量。建立信息化綜合服務管理平臺,實現了工程現場政府、建筑方、監理、甲方、業主、物業方工程質量監管及手機一站式服務,為業主的房子質量進行嚴控把關。

  移動驗房的優勢是操作簡單,方便快捷。業主驗房時進入移動端APP,選擇樓號、樓層、房間號,可直接在戶型圖上標注問題位置。有問題的部位進行拍照,圈出問題,記錄問題,自動形成問題列表,在列表中查看問題詳情。移動端APP數據接入BIM智慧管理平臺,對驗房遇到的問題,智慧管理平臺通知整改人,整改人完成之后可以拍照記錄反饋,業主可以查看問題整改進度及完成情況。通過智慧管理平臺,管理員可以實時查看驗房和整改數據,對接收的數據進行數據統計。移動驗房的應用,改變了傳統的現場檢查、交付驗收的方式,驗房更加高效、便捷。

  5.結語

  借助物聯網技術巨大優勢,實現了基于BIM的工程項目在規劃、設計、施工、運行維護階段全生命周期的信息化管理,促進了裝配式住宅工業化建造。但目前,缺少系統、有效的管理體系,從設計、構件加工、施工等環節,無法形成系統的全過程管理,沒有應用建筑信息化技術,國內尚未出現成熟的基于BIM的裝配式住宅智慧管理平臺。

  建立基于BIM的裝配式住宅智慧管理平臺,實現工程管理向智能化、可視化跨越式變革。對預制構件進行預建模,建立三維可視化參數模型,實現構件的預搭,構件拆分及編碼。BIM智慧管理平臺對接工廠智慧管理系統,實現數據共享,將構件信息傳送至構件生產工廠,工廠進行生產加工。

  利用RFID技術、GIS技術、二維碼技術,實現預制構件從生產加工、儲存、運輸、入庫、調撥、出庫、吊裝,全過程的智能識別、定位、跟蹤、監控和管理。施工過程中產生的資料數據,上傳至BIM智慧管理平臺,智慧管理平臺依據工程實體質量和資料檢查情況,進行綜合評定工程質量等級,實現智能驗收。伴隨著移動驗房管理平臺的發展與應用,驗房中存在的問題能夠及時上傳到BIM智慧管理平臺,管理平臺通知整改人整改,驗房交付變得簡單、快捷。信息技術的應用,推動了我國裝配式建筑的發展,未來將產生巨大的經濟和社會效益。


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