基于BIM信息化技術(shù)在裝配式建筑實(shí)施管理中的應(yīng)用

肖曉光 趙穎 婁宏磊

1.北京中建方程投資管理有限公司，中國(guó)·遼寧 撫順 113000

2.中建七局第一建筑有限公司，中國(guó)·河北 唐山 064106

1 引言

隨著中國(guó)建筑產(chǎn)業(yè)化改革不斷深入，裝配式建筑占比逐步加大，信息化管理在裝配式建筑項(xiàng)目中的具體應(yīng)用，如何實(shí)現(xiàn)裝配式建筑信息化建設(shè)，提高裝配式建筑施工效率，成為新的難題。本課題旨在將裝配式建筑信息化，同時(shí)為提高建筑產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低建造成本提出了可持續(xù)發(fā)展的基本方案。

2 應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展對(duì)策

2.1 技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

中國(guó)北京中建方程投資管理有限公司聯(lián)合中建七局一公司，以豐臺(tái)張郭莊項(xiàng)目為載體，基于BIM 技術(shù)信息化技術(shù)在裝配式建筑實(shí)施管理過程中開展綜合應(yīng)用。通過BIM技術(shù)提高裝配式建筑施工效率，合理縮短工期，有效降低施工成本。通過對(duì)高層裝配式建筑信息化系統(tǒng)性研究，提高現(xiàn)場(chǎng)施工效率，達(dá)到施工管理信息化、標(biāo)準(zhǔn)化，為項(xiàng)目管控和成本管理提質(zhì)增效，加快施工進(jìn)度，降低質(zhì)量通病和后期維護(hù)、保養(yǎng)費(fèi)用，減少成本投入。以提升中建核心競(jìng)爭(zhēng)力。

2.2 本項(xiàng)目BIM 技術(shù)實(shí)施目標(biāo)

召開研發(fā)小組技術(shù)工作總結(jié)交流會(huì)，會(huì)議回顧研發(fā)小組從選題、成立、再到收集數(shù)據(jù)、整理數(shù)據(jù)的歷程，肯定研發(fā)小組取得的成績(jī)和做出的貢獻(xiàn)，希望研發(fā)小組新的一年以標(biāo)準(zhǔn)化為使命，致力于提高三維設(shè)計(jì)及BIM 應(yīng)用質(zhì)量和效率，使得課題更完善、更具有說(shuō)服力。

BIM 技術(shù)不僅關(guān)系著企業(yè)建筑技術(shù)升級(jí)，還關(guān)系智慧工程、智慧水利、智慧城市等業(yè)務(wù)市場(chǎng)的拓展，市場(chǎng)空間巨大；希望研發(fā)小組強(qiáng)化能力建設(shè)的同時(shí)，加大BIM 技術(shù)與5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)集成應(yīng)用創(chuàng)新，研究具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的平臺(tái)產(chǎn)品，通過BIM 技術(shù)提高裝配式建筑施工效率，合理縮短工期，有效降低施工成本。

2.3 整理數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)庫(kù)

現(xiàn)場(chǎng)收集、整理相關(guān)數(shù)據(jù)并建立數(shù)據(jù)庫(kù)。BIM 數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建，通過建立5D關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫(kù)，可以準(zhǔn)確快速計(jì)算工程量，提升施工預(yù)算的精度與效率。由于BIM 數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)粒度達(dá)到構(gòu)件級(jí)，可以快速提供支撐項(xiàng)目各條線管理所需的數(shù)據(jù)信息，有效提升施工管理效率。

BIM 數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)具有可計(jì)量的特點(diǎn)，大量工程相關(guān)的信息可以為工程提供數(shù)據(jù)后臺(tái)的巨大支撐。BIM 中的項(xiàng)目基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可以在各管理部門進(jìn)行協(xié)同和共享，工程量信息可以根據(jù)時(shí)空維度、構(gòu)件類型等進(jìn)行匯總、拆分、對(duì)比分析等，保證工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及時(shí)、準(zhǔn)確地提供，為決策者制訂工程造價(jià)項(xiàng)目群管理、進(jìn)度款管理等方面的決策提供依據(jù)。

3 裝配式建筑智能化工程管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 BIM 技術(shù)圖紙會(huì)審記錄

在項(xiàng)目策劃階段充分利用BIM 技術(shù)策劃辦公區(qū)、生活區(qū)和施工現(xiàn)場(chǎng)布置等，使臨建設(shè)施、場(chǎng)區(qū)布置充分滿足項(xiàng)目生產(chǎn)生活的各項(xiàng)功能需求。

課題研發(fā)小組搭建了BIM 專用服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，BIM 小組根據(jù)施工圖紙按照建模規(guī)則和項(xiàng)目樣板文件建立全專業(yè)三維模型，包括場(chǎng)地模型、9 棟主樓單體和地下車庫(kù)模型。

BIM 小組通過對(duì)項(xiàng)目模型的搭建，對(duì)不同專業(yè)、不同單體發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行匯總，形成統(tǒng)一格式的文件，交由項(xiàng)目技術(shù)人員與設(shè)計(jì)院進(jìn)行溝通，發(fā)現(xiàn)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)（結(jié)構(gòu)、建筑、安裝專業(yè)）問題150 余處，占到所有圖紙會(huì)審內(nèi)容比例的70%，為圖紙會(huì)審提供了重要技術(shù)參數(shù)，減少后期不必要的變更。

3.2 件生產(chǎn)運(yùn)輸數(shù)字化管理

為確保行車安全，應(yīng)進(jìn)行運(yùn)輸前的安全技術(shù)交底。在運(yùn)輸中，每行駛一段（50KM 左右）路程要停車檢查鋼構(gòu)件的穩(wěn)定和緊固情況，如發(fā)現(xiàn)移位、捆扎和防滑墊塊松動(dòng)時(shí)，要及時(shí)處理。

在運(yùn)輸構(gòu)件時(shí)，根據(jù)構(gòu)件規(guī)格、重量選用汽車和吊車，大型貨運(yùn)汽車載物高度從地面起不準(zhǔn)超過4M，寬度不得超出車廂，長(zhǎng)度不準(zhǔn)超出車身。封車加固的鐵絲，鋼絲繩必須保證完好，嚴(yán)禁用已損壞的鐵絲、鋼絲繩進(jìn)行捆扎。構(gòu)件裝車加固時(shí)，用鐵絲或鋼絲繩拉牢禁固，形式應(yīng)為八字形，倒八字形，交叉捆綁或下壓式捆綁。在運(yùn)輸過程中要對(duì)預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行保護(hù)，最大限度地消除和避免構(gòu)件在運(yùn)輸過程中的污染和損壞。重點(diǎn)做好預(yù)制樓梯板的成品面防碰撞保護(hù)，可采用釘制廢舊多層板進(jìn)行保護(hù)。

3.3 BIM 技術(shù)施工吊裝模擬

利用搭建BIM 場(chǎng)地模型與施工進(jìn)度計(jì)劃相鏈接，生成4D 模型，可以對(duì)施工過程及場(chǎng)地狀況進(jìn)行4D 動(dòng)態(tài)模擬，根據(jù)進(jìn)度計(jì)劃對(duì)三維模型進(jìn)行進(jìn)度模擬，按不同的時(shí)間間隔對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行正序或逆序模擬，檢查是否存在不合理安排。在吊裝過程中進(jìn)行整體、分區(qū)段施工的進(jìn)度模擬，直觀檢查工序穿插邏輯關(guān)系、大型設(shè)備安拆時(shí)間是否合理，對(duì)比計(jì)劃進(jìn)度與實(shí)際進(jìn)度，分析查找進(jìn)度滯后的根本原因，制定針對(duì)性的管控措施。

如吊裝工序，根據(jù)建筑面積、戶型、塔吊位置等因素，現(xiàn)場(chǎng)每棟樓設(shè)置一臺(tái)塔吊?，F(xiàn)場(chǎng)共兩家主體勞務(wù)公司。各施工區(qū)域平行施工，每個(gè)區(qū)域內(nèi)各班組流水施工。三個(gè)單元樓號(hào)按照施工縫進(jìn)行施工，兩個(gè)單元按照平面進(jìn)行施工，為保證運(yùn)輸方便，構(gòu)件車需要進(jìn)入地庫(kù)，地庫(kù)增加相應(yīng)加固措施，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)道路布置，構(gòu)建進(jìn)場(chǎng)不進(jìn)行堆場(chǎng)，直接由塔吊卸車后直接吊裝至作業(yè)面。

根據(jù)BIM4D 動(dòng)態(tài)施工模擬，預(yù)判預(yù)備掛鉤1min、安全檢查2min、起升時(shí)間2min、回轉(zhuǎn)就位2min、安裝時(shí)間12min、起升回轉(zhuǎn)2min、落鉤至地面1min，每吊次累計(jì)時(shí)間21min，按流水施工組織吊裝工序，在標(biāo)準(zhǔn)層吊裝過程中，在第五塊豎向構(gòu)件安裝完成后，可從第一塊豎向構(gòu)件進(jìn)行封倉(cāng)，待封邊料初凝后（4～6h）可進(jìn)行注漿。

3.4 精細(xì)化配模

利用模架軟件對(duì)模板進(jìn)行精細(xì)化配模管理，提高模板工程施工效率和質(zhì)量，降低損耗和施工成本。通過軟件初步排布，再依據(jù)工程局下發(fā)細(xì)部做法與質(zhì)量通病防治手冊(cè)進(jìn)行二次調(diào)整，生成精細(xì)化配套圖和模板下料清單[1]。

3.5 AR 虛擬施工樣板

通過BIM 技術(shù)，建立關(guān)鍵工序施工模型，實(shí)現(xiàn)工藝流程BIM 技術(shù)可視化、模擬化交底；通過AR 技術(shù)，達(dá)到感知性可視化虛擬施工樣板，部分取代傳統(tǒng)實(shí)體樣板；通過AR 虛擬施工樣板的建立，達(dá)到了節(jié)約材料，避免樣板區(qū)過多占用場(chǎng)地面積，有效提高了場(chǎng)地的是用效率，最大的優(yōu)點(diǎn)在于工藝流程更加直觀的顯示出來(lái)，提升了交底效率。

3.6 VR 沉浸式安全體驗(yàn)教育

采用BIM+VR 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，進(jìn)行基于場(chǎng)景的安全體驗(yàn)教育培訓(xùn)，對(duì)項(xiàng)目施工管理人員和進(jìn)場(chǎng)勞務(wù)人員進(jìn)行安全體驗(yàn)教育培訓(xùn)。將信息融入到虛擬環(huán)境中，增強(qiáng)受訓(xùn)人員體驗(yàn)，強(qiáng)化安全意識(shí)。與傳統(tǒng)教育相比更為直觀快捷。

3.7 標(biāo)準(zhǔn)層施工資源數(shù)字化模擬

建立BIM 施工模型，運(yùn)用BIM5D 技術(shù)，模擬標(biāo)準(zhǔn)層施工流程，從施工順序、施工時(shí)效、資源配置、質(zhì)量管控、安全管理多維度分析施工過程，真正做到精細(xì)化管理，實(shí)現(xiàn)精益建造。

應(yīng)用二維碼管理物資調(diào)配。項(xiàng)目部開發(fā)物資二維碼管理系統(tǒng)，從物資生產(chǎn)、運(yùn)輸、入庫(kù)、出庫(kù)及安裝全過程信息進(jìn)行可追溯性管理；采用裝配式貨架，對(duì)重要、零散材料進(jìn)行分類管理，標(biāo)示清楚，方便出入口管理；結(jié)合二維碼（公司級(jí)平臺(tái)）物流配送和調(diào)撥管理，通過對(duì)二維碼的掃描，從而實(shí)現(xiàn)提高施工階段材料進(jìn)出庫(kù)、分類、限額領(lǐng)料等的管理效率，清楚知道該物資在入車、出庫(kù)、盤點(diǎn)的信息。

打造全數(shù)字化運(yùn)維管理系統(tǒng)?；谝验_發(fā)的二維碼物資管理系統(tǒng)，對(duì)物業(yè)管控的關(guān)鍵點(diǎn)如設(shè)備、閥門、電箱等進(jìn)行二維碼編制，并與BIM 模型相結(jié)合，錄入物業(yè)運(yùn)維需要查詢的相關(guān)信息，建立數(shù)據(jù)庫(kù)，以方便后期物業(yè)的運(yùn)維管理[2]。

3.8 質(zhì)量APP 數(shù)字化管控

施工過程中經(jīng)常需要查看圖紙等資料，攜帶紙質(zhì)文件便利性差，資料的傳遞不暢。且文件存在多個(gè)版本，容易出現(xiàn)混亂問題。將所有圖紙信息、監(jiān)測(cè)資料、安全質(zhì)量問題與模型綁定并同步上傳到云端，實(shí)現(xiàn)資料的精細(xì)化、信息化管理。

同時(shí)，保證管理人員隨時(shí)隨地通過手機(jī)APP 調(diào)用相關(guān)資料，而不必隨身攜帶大量紙質(zhì)資料，基本實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)紙化辦公。

每日在質(zhì)量驗(yàn)收、巡查過程中如發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題隨時(shí)拍照留存，并上傳至BIM 技術(shù)質(zhì)量管理平臺(tái)，相關(guān)人員收到整改通知后，立即組織人員進(jìn)行整改，所有問題自動(dòng)形成記錄臺(tái)賬，同時(shí)平臺(tái)自動(dòng)將各類問題按類別分類形成圖標(biāo)，在每周質(zhì)量例會(huì)進(jìn)行統(tǒng)籌分析。

通過平臺(tái)的應(yīng)用，工程所有質(zhì)量整改記錄都留存在云端，不僅方便實(shí)施跟蹤整改效果，還可以實(shí)現(xiàn)人員質(zhì)量責(zé)任追蹤[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

論文對(duì)裝配式建筑結(jié)合BIM 施工模擬技術(shù)在智能信息平臺(tái)中的應(yīng)用價(jià)值和領(lǐng)域進(jìn)行了詳細(xì)而深入的分析。此外，對(duì)其應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展對(duì)策進(jìn)行了詳細(xì)闡述，希望能為后續(xù)實(shí)際工作提供堅(jiān)實(shí)可靠的理論依據(jù)。那么在以后的發(fā)展中，我們可以更加重視，加大宣傳力度。創(chuàng)新技術(shù)，規(guī)范管理；完善制度、給予保障等策略，實(shí)現(xiàn)裝配式全生命周期的信息平臺(tái)技術(shù)在智慧建造中得到高效廣泛應(yīng)用。