采用BIM技術(shù)的裝配式住宅智慧管理平臺(tái)構(gòu)建

1 引言

建筑信息模型（BIM，Building Information Modeling）應(yīng)用在建筑全生命周期的信息化集成管理，具體包括規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行維護(hù)各個(gè)階段。BIM技術(shù)具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性五大特點(diǎn)。借助 BIM 技術(shù)，對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行規(guī)劃、布置，建立三維信息模型，運(yùn)用 BIM 動(dòng)畫技術(shù)模擬施工過程，通過虛擬模擬實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)合理性布置，優(yōu)化資源配置，提高施工效率。使用 BIM 軟件可以對(duì)建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電等不同專業(yè)實(shí)現(xiàn)三維參數(shù)化建模，對(duì)鋼筋、管道、施工工序等進(jìn)行沖突碰撞檢查，設(shè)計(jì)師可以及時(shí)地進(jìn)行設(shè)計(jì)的修改，對(duì)工程設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，有效地解決設(shè)計(jì)上的碰撞沖突問題。

預(yù)制裝配式住宅需要對(duì)構(gòu)件進(jìn)行拆分，利用BIM 技術(shù)建立標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件庫，進(jìn)行構(gòu)件拆分及深化設(shè)計(jì)，借助數(shù)據(jù)庫平臺(tái)，匯總構(gòu)件拆分信息，對(duì)墻板、樓板、梁、陽臺(tái)等結(jié)構(gòu)部品部件進(jìn)行自動(dòng)化拆分，以達(dá)到工廠生產(chǎn)和現(xiàn)場(chǎng)吊裝拼接的目的。利用BIM技術(shù)對(duì)構(gòu)件進(jìn)行拆分，并對(duì)拆分構(gòu)件進(jìn)行編碼，結(jié)合 RFID 技術(shù)、二維碼技術(shù)，構(gòu)件在工廠生產(chǎn)時(shí)，工廠的智慧管理平臺(tái)從 BIM智慧管理平臺(tái)讀取拆分構(gòu)件相關(guān)數(shù)據(jù)，用于構(gòu)件加工生產(chǎn)。與此同時(shí)，每個(gè)預(yù)制構(gòu)件的加工生產(chǎn)過程信息，質(zhì)量檢測(cè)信息等將記錄到BIM智慧管理平臺(tái)；在施工過程中，通過讀取 BIM 智慧管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)，可以了解預(yù)制構(gòu)件的重量、尺寸、安裝位置等。構(gòu)件安裝完成后，構(gòu)件的安裝情況會(huì)錄入到BIM 智慧管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件的信息化管理。

2 施工現(xiàn)場(chǎng)的智能化

施工階段，預(yù)制構(gòu)件入庫、出庫、盤點(diǎn)等管理的工作量大，建立物料跟蹤智慧管理平臺(tái)，利用RFID 和二維碼技術(shù)，在物資進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收、入庫登記、調(diào)撥、出庫等環(huán)節(jié)進(jìn)行掃碼跟蹤，實(shí)時(shí)更新倉儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫，及時(shí)掌握庫存真實(shí)數(shù)據(jù)，減少管理人員工作量，提高倉庫管理的工作效率。

2.1 RFID 技術(shù)應(yīng)用

RFID（Radio Frequency Identification）無線射頻識(shí)別技術(shù)，可以通過無線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而不需要識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立接觸[2]。構(gòu)件在工廠加工階段，在其內(nèi)部植入 RFID芯片，芯片的編碼與構(gòu)件編碼一致，同時(shí)借助 GIS（地理信息系統(tǒng)），實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件的定位、跟蹤。每個(gè)芯片上將會(huì)記錄構(gòu)件的生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、入庫、出庫、吊裝過程中的信息，通過預(yù)制構(gòu)件跟蹤智慧管理平臺(tái)，將構(gòu)件從生產(chǎn)到現(xiàn)場(chǎng)吊裝全過程的信息，傳送到 BIM 智慧管理平臺(tái)中，對(duì)構(gòu)件全程進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控管理。RFID 芯片具有唯一性，保證了構(gòu)件在生產(chǎn)加工、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、入庫、吊裝過程中信息的準(zhǔn)確性。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將 BIM 與 RFID 技術(shù)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn) BIM 智慧管理平臺(tái)與物料跟蹤智慧管理平臺(tái)的對(duì)接，有利于資源和空間優(yōu)化配置，優(yōu)化施工方案，提高工程施工效率。

2.2 二維碼技術(shù)應(yīng)用

二維碼在代碼編制上巧妙地利用計(jì)算機(jī)的算法，轉(zhuǎn)化成移動(dòng)端容易識(shí)別的二維碼圖形，可以直接粘貼或噴涂在構(gòu)件上，二維碼相當(dāng)于賦予了每個(gè)構(gòu)件唯一的一個(gè)“身份”。二維碼最大的優(yōu)勢(shì)是不需要專門的設(shè)備，智能手機(jī)端就可以掃描識(shí)別，方便快捷，利于普及。預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)所生產(chǎn)的每一構(gòu)件應(yīng)在顯著位置粘貼二維碼，二維碼標(biāo)識(shí)應(yīng)清晰、耐久、可靠，防止構(gòu)件在運(yùn)輸、進(jìn)場(chǎng)入庫、吊裝時(shí)掉落，以確保能夠識(shí)別預(yù)制構(gòu)件的“身份”。

二維碼標(biāo)識(shí)信息應(yīng)包括以下信息：構(gòu)件生產(chǎn)單位、構(gòu)件名稱、構(gòu)件編號(hào)、規(guī)格尺寸、使用部位、重量、生產(chǎn)日期、圖紙、生產(chǎn)進(jìn)程、物料清單、品質(zhì)檢驗(yàn)等。預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)驗(yàn)收合格后，質(zhì)檢人員將生成的二維碼標(biāo)簽，粘貼在指定的區(qū)域。以遠(yuǎn)大住工構(gòu)件加工廠為例，圖中是遠(yuǎn)大住工預(yù)制外墻掛板粘貼二維碼及手機(jī)端掃描識(shí)別的信息。構(gòu)件運(yùn)輸時(shí)，司機(jī)根據(jù)自己的運(yùn)輸任務(wù)，掃描二維碼確認(rèn)構(gòu)件信息準(zhǔn)確無誤。構(gòu)件吊裝時(shí)，施工作業(yè)人員根據(jù)吊裝任務(wù)，掃描構(gòu)件二維碼，確保構(gòu)件無誤吊裝就位。通過二維碼承載信息，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)制構(gòu)件的身份識(shí)別、狀態(tài)確認(rèn)等操作，最終實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件從裝盤生產(chǎn)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(xiàng)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(shè)進(jìn)度，同步收集、積累、歸檔形成文件，待工程竣工驗(yàn)收合格，移交給建設(shè)單位。工程項(xiàng)目工序多，施工階段多，將產(chǎn)生大量的資料數(shù)據(jù)[3-5]。對(duì)于一些重要部位及隱蔽工程驗(yàn)收的記錄，一旦遺漏或記錄錯(cuò)誤，對(duì)工程建設(shè)各方責(zé)任劃定影響較大，出現(xiàn)問題有可能會(huì)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(xiàng)工程，整理歸檔。對(duì)于樓號(hào)較多的住宅工程需要分房號(hào)、專業(yè)，按每個(gè)檢驗(yàn)批每個(gè)分項(xiàng)每個(gè)分部報(bào)驗(yàn)，整理歸檔工作量大。另外檔案資料來源于建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等單位，包含了設(shè)計(jì)、施工、進(jìn)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(tǒng)，數(shù)據(jù)信息之間很難共享使用，不利于項(xiàng)目建設(shè)各參與方之間的協(xié)作。

使用 BIM 技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將工程建設(shè)的所有信息錄入?yún)?shù)化模型中，實(shí)現(xiàn)基于 BIM 的施工檔案資料智慧管理。參數(shù)化信息模型所包含的數(shù)據(jù)庫，隨著工程項(xiàng)目的進(jìn)展不斷的實(shí)時(shí)更新。無論是建設(shè)方、設(shè)計(jì)方、施工方或是監(jiān)理方，都可以將施工日志、監(jiān)理日志、會(huì)議記錄、設(shè)計(jì)變更等所有項(xiàng)目資料錄入，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)智慧管理。同時(shí)使用OA 檔案管理系統(tǒng)，可將過程資料有效保存?zhèn)洳椋瑢?shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)集成融合，將數(shù)據(jù)有效、快速、準(zhǔn)確的推送到相關(guān)方。施工方在竣工驗(yàn)收階段，向建設(shè)方提供一份參數(shù)化信息模型電子檔案資料，并可一直用于建設(shè)項(xiàng)目全生命周期的信息化管理。

4 移動(dòng)驗(yàn)房管理平臺(tái)的應(yīng)用

對(duì)于業(yè)主而言，驗(yàn)房是檢查房屋質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，房屋質(zhì)量問題要盡早發(fā)現(xiàn)，否則影響后期的使用。傳統(tǒng)的驗(yàn)房方式已經(jīng)不能滿足業(yè)主對(duì)服務(wù)的體驗(yàn)需求，越來越多的房地產(chǎn)企業(yè)開始注重交房環(huán)節(jié)，不斷推進(jìn)技術(shù)研發(fā)，以提升業(yè)主的體驗(yàn)和服務(wù)質(zhì)量。建立信息化綜合服務(wù)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了工程現(xiàn)場(chǎng)政府、建筑方、監(jiān)理、甲方、業(yè)主、物業(yè)方工程質(zhì)量監(jiān)管及手機(jī)一站式服務(wù)，為業(yè)主的房子質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)控把關(guān)。

移動(dòng)驗(yàn)房的優(yōu)勢(shì)是操作簡(jiǎn)單，方便快捷。業(yè)主驗(yàn)房時(shí)進(jìn)入移動(dòng)端 APP，選擇樓號(hào)、樓層、房間號(hào)，可直接在戶型圖上標(biāo)注問題位置。有問題的部位進(jìn)行拍照，圈出問題，記錄問題，自動(dòng)形成問題列表，在列表中查看問題詳情。移動(dòng)端 APP 數(shù)據(jù)接入 BIM 智慧管理平臺(tái)，對(duì)驗(yàn)房遇到的問題，智慧管理平臺(tái)通知整改人，整改人完成之后可以拍照記錄反饋，業(yè)主可以查看問題整改進(jìn)度及完成情況。通過智慧管理平臺(tái)，管理員可以實(shí)時(shí)查看驗(yàn)房和整改數(shù)據(jù)，對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。移動(dòng)驗(yàn)房的應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)檢查、交付驗(yàn)收的方式，驗(yàn)房更加高效、便捷。

5 結(jié)語

借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)巨大優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了基于 BIM 的工程項(xiàng)目在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行維護(hù)階段全生命周期的信息化管理，促進(jìn)了裝配式住宅工業(yè)化建造。但目前，缺少系統(tǒng)、有效的管理體系，從設(shè)計(jì)、構(gòu)件加工、施工等環(huán)節(jié)，無法形成系統(tǒng)的全過程管理，沒有應(yīng)用建筑信息化技術(shù)，國(guó)內(nèi)尚未出現(xiàn)成熟的基于 BIM 的裝配式住宅智慧管理平臺(tái)。

建立基于 BIM 的裝配式住宅智慧管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)工程管理向智能化、可視化跨越式變革。對(duì)預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行預(yù)建模，建立三維可視化參數(shù)模型，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的預(yù)搭，構(gòu)件拆分及編碼。BIM 智慧管理平臺(tái)對(duì)接工廠智慧管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，將構(gòu)件信息傳送至構(gòu)件生產(chǎn)工廠，工廠進(jìn)行生產(chǎn)加工。

利用 RFID 技術(shù)、GIS 技術(shù)、二維碼技術(shù)，實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件從生產(chǎn)加工、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、入庫、調(diào)撥、出庫、吊裝，全過程的智能識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。施工過程中產(chǎn)生的資料數(shù)據(jù)，上傳至 BIM 智慧管理平臺(tái)，智慧管理平臺(tái)依據(jù)工程實(shí)體質(zhì)量和資料檢查情況，進(jìn)行綜合評(píng)定工程質(zhì)量等級(jí)，實(shí)現(xiàn)智能驗(yàn)收。伴隨著移動(dòng)驗(yàn)房管理平臺(tái)的發(fā)展與應(yīng)用，驗(yàn)房中存在的問題能夠及時(shí)上傳到 BIM 智慧管理平臺(tái)，管理平臺(tái)通知整改人整改，驗(yàn)房交付變得簡(jiǎn)單、快捷。信息技術(shù)的應(yīng)用，推動(dòng)了我國(guó)裝配式建筑的發(fā)展，未來將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。