基于BIM技術(shù)的智慧實驗室項目初探

熊桂芳 蔚燕舞

【摘? 要】BIM技術(shù)是工程建設(shè)領(lǐng)域最為突出的技術(shù)，也是智慧實驗室項目的基礎(chǔ)性技術(shù)之一。它通過對項目周期內(nèi)的所有數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和整合處理，對建筑項目的各個環(huán)節(jié)進行實時性、自動化分析，并為其他的建筑項目提供了數(shù)據(jù)參考。智慧實驗室在BIM技術(shù)中的應用是工程自動化的體現(xiàn)，也是現(xiàn)在大數(shù)據(jù)時代下工程向“互聯(lián)網(wǎng)+”形式轉(zhuǎn)變的開始，有利于推進實驗室項目的現(xiàn)代化發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);智慧實驗室;應用分析

【Abstract】BIM technology is the most prominent technology in the field of engineering construction， and it is also one of the basic technologies for smart laboratory projects. It collects statistics and integrates all data in the project cycle， performs real-time and automated analysis of all links of the construction project， and provides data reference for other construction projects. The application of smart laboratory in BIM technology is the embodiment of engineering automation， and it is also the beginning of the transformation of engineering to the "internet +" form in the era of big data， which is conducive to the modernization of laboratory projects.

【Keywords】BIM technology; smart laboratory; application analysis

1 引言

BIM技術(shù)可視化與智慧實驗室的虛擬化相對應，是BIM技術(shù)的智慧實驗室項目初探的方向，它不僅推動了建筑工程信息存儲的數(shù)字化發(fā)展，還實現(xiàn)了對圖紙三維虛擬現(xiàn)實的應用，真正改變了建筑行業(yè)信息收集的途徑。BIM技術(shù)是工程信息數(shù)字化與現(xiàn)代化的體現(xiàn)，將其運用于智慧實驗室項目，可以形成對工程項目內(nèi)所有流程的整體性貫穿，提高實驗室項目的一體化建設(shè)水平，確保項目成果能夠以更加直觀、清晰的形式呈現(xiàn)在工作人員的面前，并將那些不易被發(fā)現(xiàn)的項目特性進行針對性放大，從而有效提升智慧實驗室的項目建設(shè)效率。

2 BIM技術(shù)的簡單概述

BIM技術(shù)指的是利用三維建筑模型的數(shù)據(jù)可視化和信息集成化特點，對工程技術(shù)和項目管理作出進一步的優(yōu)化和升級。BIM技術(shù)可以對全部信息進行統(tǒng)一的一體化處理，進而審視建筑圖案中肉眼難以觀察到的各項缺點[1]。與此同時，BIM技術(shù)賦予了建筑結(jié)構(gòu)新的屬性和相關(guān)數(shù)據(jù)，使建筑的整體性得以加強，以此延長建筑的使用周期。

3 BIM技術(shù)的常規(guī)應用

3.1 BIM技術(shù)架構(gòu)體系

BIM技術(shù)在工程工地應用中分為終端管控層、平臺計算層、項目應用層，具體如下：

①終端管控層。是指利用? RFID技術(shù)、傳感器實際數(shù)據(jù)、攝像頭管控以及終端數(shù)據(jù)信息采集設(shè)備，對施工建筑物現(xiàn)場進行實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)傳遞以及信息共享等操作，同時結(jié)合一些其他領(lǐng)域的相關(guān)應用，共同完成對現(xiàn)場的管控工作。

②平臺計算層。指通過云平臺對細小的數(shù)據(jù)進行高效計算、存儲及提供數(shù)據(jù)參考服務。讓項目在建設(shè)過程中的數(shù)據(jù)得到有效保存，協(xié)同其他部門共同工作，讓施工過程更加數(shù)據(jù)化、嚴謹化。

③項目應用層。是指數(shù)據(jù)圍繞工程項目管理要素，提供可以參考的數(shù)據(jù)，進行有效的管理。

3.2 信息共享，合作共贏

項目在施工的過程中包括三個過程， 分別是信息的收集與傳遞、信息的儲存與計算、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)共享。在施工的過程中層層遞進，相輔相成。

BIM技術(shù)在工程建設(shè)領(lǐng)域有如下兩種作用：一是對施工現(xiàn)場的支撐作用，實現(xiàn)BIM對施工現(xiàn)場的支撐，對施工現(xiàn)場的管理工作有著至關(guān)重要的意義。BIM技術(shù)是施工現(xiàn)場施全部信息的收集者和傳遞者，只有通過三維的BIM技術(shù)模型，才可以將現(xiàn)場收集的數(shù)據(jù)與三維數(shù)據(jù)模型相結(jié)合，進一步促成施工現(xiàn)場的其他數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，為BIM信息數(shù)據(jù)庫提供更多依據(jù)。二是通過利用BIM技術(shù)，可以有效提高各部門之間的協(xié)作效率。施工現(xiàn)場人員的文化水平參差不齊，無法對其進行統(tǒng)一指令，BIM技術(shù)可以通過將現(xiàn)實與直觀性進行有機結(jié)合，向所有現(xiàn)場人員下達清晰、準確的指令[2]。

4 智慧實驗室項目概述

4.1 智慧實驗室的內(nèi)容

智慧實驗室的研究內(nèi)容主要包括以下兩點：第一，利用新型的數(shù)據(jù)技術(shù)或信息技術(shù)，推動實驗室的革新發(fā)展。例如，借助信息應用的可視化技術(shù)、數(shù)據(jù)立體化技術(shù)，或者人機交互的新興技術(shù)在實驗室建設(shè)創(chuàng)新性領(lǐng)域。第二，智慧實驗室可以將優(yōu)質(zhì)的資源進行共享，提高實驗室功能多樣性，以及實驗室現(xiàn)有資源的重復利用率，這些都是智慧實驗室的優(yōu)點所在。BIM與智慧實驗室的結(jié)合，其本質(zhì)其實是信息化與智能化的結(jié)合，BIM利用數(shù)字化的現(xiàn)代技術(shù)，結(jié)合智慧實驗室中的各種現(xiàn)有資源，切實開展對信息數(shù)字化的實際應用。在此過程中，智慧實驗室通借助BIM技術(shù)的力量，進一步拓寬了整合資源、傳遞信息的新途徑，形成了信息時代背景下可以隨時隨地共享數(shù)據(jù)的全新項目模式。

4.2 智慧實驗室的建設(shè)思路

與現(xiàn)有的普通實驗室建造過程不同，智慧實驗室通過建造一系列基于數(shù)據(jù)技術(shù)支持的虛擬操作平臺，既減少了面積的開發(fā)和鋪陳，還對已開發(fā)的空間資源進行了充分的利用，有效減少了實驗室的運行和管理成本，真正實現(xiàn)了虛擬與現(xiàn)實的深度融合。智慧實驗室的實際建設(shè)工作主要依托于虛擬仿真技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等多多種現(xiàn)代化信息技術(shù)。建設(shè)時，技術(shù)人員大多會選用J2EE技術(shù)對其進行開發(fā)，并通過JAVA語言的形式呈現(xiàn)最終的建設(shè)成果，加入BIM技術(shù)可以進一步優(yōu)化智慧實驗室的靈活管理功能。

4.3 分布式結(jié)構(gòu)下智慧實驗室的創(chuàng)新

分布式構(gòu)架充分迎合了智慧實驗室分期建設(shè)的理念，它有效緩解了普通實驗室一次性投入成本過高的問題，保證了建設(shè)過程中資金的持續(xù)流轉(zhuǎn)，使智慧實驗室建設(shè)的穩(wěn)定性和可靠性得到了有效保障。智慧實驗室分布式架構(gòu)還要按業(yè)務分為多個系統(tǒng)，以BIM技術(shù)的智慧實驗室的建設(shè)為例，智慧實驗室在工程建設(shè)領(lǐng)域的應用，需按業(yè)務類別進行系統(tǒng)分類，主要分為圖紙設(shè)計系統(tǒng)、數(shù)據(jù)計算系統(tǒng)，以及施工系統(tǒng)。

5 BIM技術(shù)與智慧實驗室結(jié)合的重要性

智慧實驗室的應用是對于BIM技術(shù)更好的完善，也是BIM技術(shù)新功能開發(fā)的輔助者，智慧實驗室是信息化時代的產(chǎn)物，BIM技術(shù)是信息時代工程行業(yè)不斷改革的產(chǎn)物，兩者都代表著每個行業(yè)的新鮮血液，兩者的結(jié)合意味著信息時代資源的相互交融，資源的合理利用達到了新的高度。在這里，我們以BIM技術(shù)在工程體系中的構(gòu)架為例，利用智慧實驗室可以免去一些常規(guī)性的人為操作環(huán)節(jié)，在信息互換中自動生成新的體系，且?guī)в袦蚀_的參考系數(shù)，讓施工工作更加簡單。此外，BIM技術(shù)的應用還能夠完善智慧實驗室的功能模塊，使得智慧實驗室滿足各種建筑工程技術(shù)研究需要，更在很大程度上提高了智慧實驗室的運行效率及質(zhì)量。據(jù)了解，BIM技術(shù)本身具有三維模擬功能，所以將其應用于智慧實驗室項目建設(shè)中，能夠模擬出很多三維空間，讓相關(guān)工作人員通過三維模型就能夠了解智慧實驗室的結(jié)構(gòu)，從而及時發(fā)現(xiàn)和解決智慧實驗室項目建設(shè)中的各種問題，最終提高智慧實驗室項目施工質(zhì)量及效率，促進智慧實驗室及建筑行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

6 基于BIM技術(shù)的智慧實驗室項目

6.1 BIM技術(shù)中信息數(shù)字化表達在智慧實驗室中的應用

三維模型是BIM信息數(shù)字化表達的主要形式，而智慧實驗室中，會利用新型的信息技術(shù)來對信息進行數(shù)字化統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)束后會將其以智慧實驗室的特有方式表達出來。

6.2 BIM技術(shù)中4D施工模型在智慧實驗室中的應用

利用4D模型可以對整個工程建筑過程中的進度及工藝進行模擬，盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)計師在設(shè)計時遺留的缺點，減少開工后不必要的變更，進一步掌握更加明確、具體的工程進度，并以此為基礎(chǔ)完善對相關(guān)設(shè)施以及相關(guān)工作人員的管理。BIM技術(shù)中4D施工模擬在智慧實驗室的應用可以幫助工作人員優(yōu)化對原有工程環(huán)節(jié)的的銜接，并通過自動轉(zhuǎn)換對應的施工信息將成本降到最低，確保利潤的最大化[3]。智慧實驗室的信息可立體化，虛擬與現(xiàn)實的關(guān)聯(lián)具有更多的共性，所以BIM技術(shù)與智慧實驗室的結(jié)合是共贏的合作戰(zhàn)略。

7 結(jié)語

BIM技術(shù)是建筑行業(yè)一次新革命，將BIM技術(shù)應用于智慧實驗室項目，不僅有效地創(chuàng)新了智慧實驗室建設(shè)的思路和途徑，還能夠合理利用和收集此過程中出現(xiàn)的各種建設(shè)實例和信息，為BIM技術(shù)的應用和發(fā)展提供該領(lǐng)域的相關(guān)經(jīng)驗，這無疑也是對BIM技術(shù)的一次嘗試性突破。在實際應用中，我們不僅要追求技術(shù)層面的“智慧”，更要實現(xiàn)應用層面的“智能”。這就要求技術(shù)人員必須對建設(shè)項目的具體性質(zhì)和需求進行全面、深刻的了解，進而設(shè)計出能夠契合使用者需求的個性化、智能化實驗室。

【參考文獻】

【1】劉峰，周永，田興旺，等.基于BIM技術(shù)的智慧實驗室項目初探[J].商品與質(zhì)量，2016（16）：116-117.

【2】張通，李偉.BIM技術(shù)在展示空間設(shè)計中的應用研究[J].智能建筑與智慧城市，2018（3）：63-66.

【3】崔艷清，刁乾紅，文婷婷，等.關(guān)于建筑工程技術(shù)專業(yè)BIM仿真實驗室建設(shè)研究[J].智能建筑，2018（3）：37-38，63.