基于BIM和RFID技術(shù)的裝配式建筑施工過程管理初探

張波

（中國遠(yuǎn)洋海運(yùn)集團(tuán)有限公司 上海 200080）

引言

目前，我國工業(yè)化的發(fā)展有了新的發(fā)展方向，向現(xiàn)代化、科技化發(fā)展，其中建筑行業(yè)的工程施工中，為讓建筑符合業(yè)主要求，會(huì)在施工中使用裝配式建筑，把預(yù)先加工的所有構(gòu)件運(yùn)送到現(xiàn)場，在現(xiàn)場完成組裝，而BIM與RFID的使用，可預(yù)防施工進(jìn)行中的通病。

1 裝配式建筑

裝配式建筑是先制作建筑的各部分，隨后把各部分結(jié)構(gòu)運(yùn)送到現(xiàn)場。它的建筑領(lǐng)域的應(yīng)用，是改變建筑方式，即在國務(wù)院辦公廳發(fā)表的《指導(dǎo)意見》中指出，這類建筑的建設(shè)，會(huì)加快供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革的進(jìn)行，加快新型城鎮(zhèn)的建設(shè)，而這也會(huì)讓建筑業(yè)、信息工業(yè)融合，培育出新的產(chǎn)業(yè)，同時(shí)，《指導(dǎo)意見》中也說明了，雖然近幾年我國加快了裝配式建筑的發(fā)展速度，但施工方式并未創(chuàng)新，其在建筑市場內(nèi)的應(yīng)用比例較少，和綠色建筑的要求還有一定距離。所以為優(yōu)化裝配式建筑的發(fā)展，優(yōu)化施工，我們需了解它的優(yōu)勢與不足。

（1）優(yōu) 勢

因裝配式建筑度的各部分都是先在工廠內(nèi)加工，并會(huì)保證零件加工的質(zhì)量，所以，用這一方式完成施工，可避免墻體出現(xiàn)裂縫或滲漏，保證質(zhì)量，同時(shí)，它也會(huì)保證墻體加工的安全，讓其達(dá)到設(shè)定的耐火等級(jí)。由于它不需要在現(xiàn)場加工墻體等部分，實(shí)際施工的時(shí)間會(huì)大量縮短，減少施工成本的使用，避免材料的過度使用，保護(hù)環(huán)境。

（2）不 足

裝配式建筑使用中，會(huì)受到施工現(xiàn)場環(huán)境的限制，遇到多個(gè)問題，包括把各部件運(yùn)送到現(xiàn)場后，才可以進(jìn)行現(xiàn)場施工，所以現(xiàn)場施工的進(jìn)行需要關(guān)注工廠內(nèi)部件的加工，以免給工程施工帶來制約，而施工所需的部件都是在工程開始施工前完工，如果現(xiàn)場改變?cè)O(shè)計(jì)方案，需要重新制作構(gòu)件，可能增加工程施工所需的成本，降低施工操作的專業(yè)性[1]。

2 BIM技術(shù)的應(yīng)用

BIM技術(shù)的工作原理是，使用建筑信息模型技術(shù)，綜合建筑工程的基本數(shù)據(jù)、信息，建立模型，而后進(jìn)行模型模擬，分析模型內(nèi)的具體操作?，F(xiàn)在，這個(gè)技術(shù)的使用有三個(gè)特點(diǎn)：把建筑工程各部分的信息整合，建立數(shù)據(jù)庫；把構(gòu)件的多個(gè)信息整合，構(gòu)建數(shù)據(jù)化建筑圖元；每個(gè)模型信息的建立都互為相關(guān)，可以根據(jù)需求動(dòng)態(tài)調(diào)整。

BIM的應(yīng)用，是把管理分成三部分，分別是場地、成本控制、可視化交底，借由這三部分，可以讓施工人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)處理。

（1）施工場地

對(duì)場地的管理，是用場地的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，模擬場地建設(shè)，構(gòu)建模型，模型內(nèi)是場地的按比例還原。隨后，對(duì)模型的模擬，是模擬機(jī)械在場地內(nèi)的操作，查看塔吊設(shè)備的操作空間是否充足，避免機(jī)械臂相互交叉，以及現(xiàn)場施工材料的擺放，盡可能減少材料的二次搬運(yùn)。

（2）動(dòng)態(tài)成本控制

這一成本控制是用5D動(dòng)畫分析。它是在已有的3D模型上放入時(shí)間、成本，建立建筑信息模型，而后模型的分析，是查看現(xiàn)場材料的擺放與保存，分析工程進(jìn)度，判斷資金的投入是否科學(xué)，并在模擬進(jìn)行中發(fā)現(xiàn)潛在的問題，合理設(shè)置工期，調(diào)整資金分配，用模型指導(dǎo)實(shí)際施工。即它會(huì)根據(jù)現(xiàn)有的操作系統(tǒng)，構(gòu)建模型，在相應(yīng)的位置輸入信息，包括配件對(duì)應(yīng)的位置、名稱、規(guī)格等，由系統(tǒng)自主建模，隨后，3D模型建立后，在內(nèi)部加入時(shí)間參數(shù)，輸入成本計(jì)劃，完成5D模型的構(gòu)建，接著用計(jì)算機(jī)進(jìn)行施工模擬，查看施工進(jìn)度，分析成本計(jì)劃的制定是否合理，保證計(jì)劃內(nèi)所有邏輯關(guān)系的準(zhǔn)確，預(yù)測施工中的風(fēng)險(xiǎn)，并根據(jù)模型模擬結(jié)果，調(diào)整施工計(jì)劃。同時(shí)，這一方式也會(huì)處理工程施工中的變更，如果施工需改變?cè)O(shè)計(jì)方案，可用模型模擬，從模型變化中確定工程量的變更，分析造價(jià)變化，給出這一變更對(duì)造價(jià)的影響，調(diào)整資金的投入計(jì)劃[2]。

（3）可視化交底

這項(xiàng)操作施工是在工程正式開始施工以前，用虛擬技術(shù)展示使用的工藝，特別是新技術(shù)的使用，以及工程中復(fù)雜位置的施工，用三維演示明確施工的注意事項(xiàng)與使用的技術(shù)。這可以讓施工者對(duì)使用的工藝有客觀認(rèn)識(shí)，使交底工作直觀化，促進(jìn)部門間的溝通。

3 RFID技術(shù)的應(yīng)用

RFID技術(shù)是無線射頻識(shí)別技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)操作使用的基本技術(shù)是無線電波通訊，它與通訊技術(shù)的不同是，無需使用光學(xué)、機(jī)械等，只需有無線電波的發(fā)射，即可自動(dòng)設(shè)別目標(biāo)，并確定該目標(biāo)包含的信息。技術(shù)使用中，是用多個(gè)設(shè)備相互配合，并用系統(tǒng)輔助，完成操作。其實(shí)際使用中具有的特點(diǎn)是，不需要接觸物體，即可了解目標(biāo)信息，而如果識(shí)別物的表面有其他物體覆蓋，也不會(huì)影響識(shí)別，同時(shí)，它可以同時(shí)接收多個(gè)標(biāo)簽信息，讓信息的讀取更加便捷，另標(biāo)簽可長期使用，不會(huì)破損。

裝配式建筑與傳統(tǒng)建筑的差異是，它整個(gè)施工過程被分成五個(gè)環(huán)節(jié)，包括制作、運(yùn)輸、入場、存儲(chǔ)與吊裝，施工方式是否了解構(gòu)件的制作速度，決定了施工進(jìn)度。針對(duì)這一情況，要求根據(jù)施工的各個(gè)環(huán)節(jié)，從工作人員的角度入手，展開RFID管理。

（1）制 作

對(duì)于構(gòu)建的預(yù)制，是由工廠的預(yù)制人員利用手中現(xiàn)有的讀寫設(shè)備，把構(gòu)件的所有信息放到芯片內(nèi)，根據(jù)用戶提出的要求，在芯片內(nèi)編碼，而編碼進(jìn)行中需讀取規(guī)則，按照規(guī)則內(nèi)容科學(xué)設(shè)計(jì)編碼，隨后，制作人把做好的芯片放到相應(yīng)的體系內(nèi)，為后續(xù)施工的操作提供信息。所有編碼的數(shù)字共有17個(gè)，開頭的字母是K，后續(xù)的數(shù)字是1～17，從1～3，表示的是編碼名稱，把名稱用首字母的大寫表示，從4～5，是構(gòu)件所屬工程的編碼，按照數(shù)字從大到小表示，6是地上、地下的工程，0表示地上，1表示地下，從7～8，代表的是樓層號(hào)，9是構(gòu)件的類型，用對(duì)應(yīng)單詞首字母的大寫表示，10～12是數(shù)量對(duì)應(yīng)的編碼，13、14是這個(gè)構(gòu)件的作業(yè)狀態(tài)，最后的15～17，是內(nèi)容的擴(kuò)充。

（2）運(yùn) 輸

這個(gè)階段的處理，是把芯片放到運(yùn)輸?shù)能囕v上，以此及時(shí)了解車輛的運(yùn)輸情況，在所有路徑中選擇最短的路徑，以減少運(yùn)輸費(fèi)用的使用，加快工程操作。

（3）入場與存儲(chǔ)

對(duì)于入場與存儲(chǔ)的管理，是大門的讀卡器收到入場信息后，由系統(tǒng)及時(shí)通知相關(guān)人員，組織專業(yè)人員檢查材料，完成現(xiàn)場驗(yàn)收，所有構(gòu)件驗(yàn)收結(jié)束并符合質(zhì)量要求后，把這些構(gòu)件送到指定位置，并把信息放到芯片內(nèi)，以便日后查看。

（4）吊 裝

地面的控制人員會(huì)根據(jù)顯示器上的畫面，以及相應(yīng)的信息，統(tǒng)計(jì)出結(jié)果，機(jī)械操作人員按照畫面內(nèi)容，按照順序吊裝部件，保證所有操作一步到位，節(jié)省時(shí)間與人力。同時(shí)，RFID的運(yùn)用，也可以實(shí)現(xiàn)部分位置的精確定位，加快施工進(jìn)度。

4 結(jié)語

BIM和RFID技術(shù)在裝配式建筑施工過程管理中的應(yīng)用，是基于兩者的技術(shù)原理與特征，以及裝配式建筑的施工方式與步驟，完成施工模擬，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可視化操作，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工工程的問題與潛在的風(fēng)險(xiǎn)，及時(shí)處理，即借助兩種技術(shù)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)裝配式建筑施工的可視化，優(yōu)化對(duì)工程的分析，提高過程的管理效率，控制成本，保證施工質(zhì)量，讓裝配式建筑的施工有好的效果，促進(jìn)其發(fā)展。

[1]常春光，王嘉源，李洪雪.裝配式建筑施工質(zhì)量因素識(shí)別與控制[J].沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2016，18（01）：58～63.

[2]曹江紅，紀(jì)凡榮，解本政，武志軍.基于BIM的裝配式建筑質(zhì)量管理[J].土木工程與管理學(xué)報(bào)，2017，34（03）：108～113.