BIM 與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在建筑工程材料管理中的應(yīng)用分析

賈翠玉

（河北建工集團有限責任公司，河北 石家莊 050000）

一、建筑工程材料管理特點及現(xiàn)狀

（一）工程材料管理特點

民用建筑的工程建設(shè)主要分為土建工程、安裝工程和裝飾工程等版塊，在施工周期較為緊張的情況下，施工階段往往穿插著土建、安裝、智能化等各專業(yè)施工，對材料精細化管理提出挑戰(zhàn)。建筑工程施工周期較長，整個生產(chǎn)周期涉及材料規(guī)格多、工序復(fù)雜。項目管理人員往往需要根據(jù)實時施工進度、材料性能特點、生產(chǎn)產(chǎn)地、加工周期、品牌、價格區(qū)間等信息，向供應(yīng)商提出物資需求計劃，同時參與項目物資的收驗貨、組織勞務(wù)分包領(lǐng)取物資。材料主管往往還需要完成材料詢價、組織材料招標、辦理物資采購合同、組織材料進場、辦理物資結(jié)算及付款等工作。在工期緊、任務(wù)中的建筑項目中，項目管理人員難以實現(xiàn)工程材料管理的精細化，造成項目材料損耗升高，直接影響到項目成本控制。

（二）工程材料管理現(xiàn)狀

1.建筑材料管理

在新時代下為了實現(xiàn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，助力資源節(jié)約型社會構(gòu)建，必須堅定不移地走綠色建筑發(fā)展之路。對此在建筑行業(yè)中采用綠色建筑材料至關(guān)重要。做好綠色建筑材料管理工作更是重中之重。目前，綠色建筑材料管理工程呈現(xiàn)出以下的特征。

（1）綠色建筑材料管理具有全壽命周期特點。在綠色建筑材料管理工作中，其并不僅是完成對施工環(huán)節(jié)或是生產(chǎn)銷售環(huán)節(jié)等單一環(huán)節(jié)的質(zhì)量管理，而是要求能夠?qū)ιa(chǎn)活動的每一個環(huán)節(jié)都展開綠色標準監(jiān)督考核，確保該類工程材料的生產(chǎn)企業(yè)能夠為消費者提供不同綠色度的產(chǎn)品，實現(xiàn)對綠色建筑材料的庫存、產(chǎn)量等的管理，同樣地在施工現(xiàn)場也需要完成對綠色建筑材料的數(shù)量和質(zhì)量的全面管理。

（2）綠色建筑材料管理具有精細化特點?；谏鲜鲆c分析可知，綠色建筑材料管理單靠傳統(tǒng)粗放式的管理手段無法滿足實際的需求，在綠色建筑材料的運輸、現(xiàn)場應(yīng)用中都需要對材料的實際應(yīng)用情況展開全面的統(tǒng)籌管理，以便工程竣工后所有材料的使用情況都可以上報給后續(xù)的物業(yè)管理人，為建筑物的后期維護提供切實證據(jù)。因此需要對綠色建筑材料采用精細化的管理理念。

2.材料損耗與二次搬運

現(xiàn)場施工用地較為緊張，很難有大片集中場地作為材料儲存?zhèn)}庫，現(xiàn)場材料驗收后一般由各個施工班組分別領(lǐng)走，簡單堆放在各自施工區(qū)域。由于材料倉儲偏向于粗放式管理，一方面無法實時掌握施工班組真實的建筑材料需求和材料損耗，直接影響到材料下單、加工周期和整體的施工進度 ；另一方面現(xiàn)場施工隊伍較多，建筑、安裝和智能化的交叉作業(yè)情況常出現(xiàn)，直接導(dǎo)致建筑材料常涉及二次搬運，造成材料損耗等問題。

3.工程尾料與文明施工障礙

建筑施工現(xiàn)場中的二次加工作業(yè)會產(chǎn)生大量的邊角料及切割粉塵等問題。一方面對工程尾料的數(shù)量統(tǒng)計、二次利用造成阻礙，增加材料的精細化管控難度；另一方面會增大安全文明施工的管控壓力。

二、BIM 技術(shù)在材料及施工中的應(yīng)用

（一）材料采購環(huán)節(jié)

1.確定材料采購；BIM 模型因為采購模型對于材料供應(yīng)鏈的精細化管理有十分重要的意義，需要嚴格按照圖1 所示的模型構(gòu)建BIM 模型用于材料采購。在材料采購中，采購部門可利用BIM 協(xié)同管理平臺集成化處理項目所需的材料信息，并自動生成材料需求清單；成本部門則能結(jié)合施工現(xiàn)場供貨情況結(jié)算材料價款，精準統(tǒng)計施工材料成本。2.制定材料采購計劃；在制定采購計劃時，BIM 技術(shù)的應(yīng)用主要是以 BIM 5D 模型中的數(shù)據(jù)信息和WBS 工作分別編碼與施工進度計劃為基礎(chǔ)3.供應(yīng)商的選擇；在選擇供應(yīng)商時，BIM技術(shù)的應(yīng)用主要是結(jié)合企業(yè)所積累的相關(guān)材料供應(yīng)商資源，通過加強信息共享的方式，結(jié)合供應(yīng)商的資質(zhì)和信用等級進行分級管理。

（二）材料出入庫環(huán)節(jié)

1.材料驗收入庫環(huán)節(jié) 主要是利用BIM 協(xié)同管理平臺中的數(shù)據(jù)錄入端口，及時將材料入庫時的相關(guān)數(shù)據(jù)錄入到BIM 平臺之中，這樣就能及時而又快速地進行驗收入庫。2.材料庫存管理環(huán)節(jié) 主要是利用BIM 平臺對材料庫存動態(tài)進行實時跟蹤，并做好材料編碼和分類存放，秉承先入先出和后入后出的原則，采用視頻監(jiān)控的方式輔助BIM 協(xié)同管理。3.材料領(lǐng)用出庫管理 主要是利用BIM 協(xié)同管理平臺將材料出庫單自動導(dǎo)出，并對比材料實際消耗量與計劃消耗量，判斷項目材料使用損耗率，且利用BIM 協(xié)同管理平臺對項目數(shù)據(jù)自動積累。

（三）BIM 在施工過程中的應(yīng)用

1.三維建模

BIM 技術(shù)應(yīng)用時，三維幾何模型的建立是最基礎(chǔ)也是最重要的部分。所有的BIM 技術(shù)都是基于底層的模型進行加工和分析完成的，因此三維模型的建立至關(guān)重要。傳統(tǒng)BIM 模型建立的方式有兩種，第一種是大部分施工單位采用的方式，即根據(jù)設(shè)計給出的CAD 圖紙進行三維建模，并在此基礎(chǔ)上優(yōu)化，第二種是直接進行三維模型的建立，這種方式通常是從建筑設(shè)計階段開始就采用BIM 技術(shù)。因此，要注意在不同階段，其所用和所表達的三維數(shù)據(jù)是不同的。

2.模擬施工

BIM 技術(shù)最大的特點在于可視性，基于此特點，其可以解決業(yè)主因缺乏建筑專業(yè)的識圖能力而造成的和設(shè)計師的交流障礙。BIM 的可視化不僅是將以往的線條式構(gòu)件以更加直觀的形式進行展示，更是在構(gòu)件之間形成了互動性和反饋性，即BIM4D 技術(shù)，將整個項目的施工、運營過程通過電腦技術(shù)進行動態(tài)展示，在項目開始之前進行施工模擬，找尋項目實施過程中可能出現(xiàn)的問題，提前發(fā)現(xiàn)和解決。

3.管線綜合

在現(xiàn)階段的設(shè)計過程中，各個專業(yè)屬于獨立工作，尤其是水、暖、電，傳統(tǒng)機電設(shè)計過程中專業(yè)之間的對接很少。在這樣的模式下，施工單位往往需要花很長的時間重新進行施工深化，且依舊會在施工過程中出現(xiàn)很多問題，浪費時間，增加成本?；贐IM 技術(shù)的管線綜合很好解決了這一問題?；贐IM 三維模型進行專業(yè)交叉，通過軟件進行機電的預(yù)安裝，發(fā)現(xiàn)各專業(yè)間管線碰撞的位置，選擇最優(yōu)的調(diào)整方式，以此節(jié)約工期和成本，完成綜合管線布置，提高施工效率，對施工統(tǒng)籌管理提出預(yù)控。施工單位可以對優(yōu)化后的管線路由進行定位，預(yù)留預(yù)埋洞口定位的把控會更加到位，減少后期返工，提高工程質(zhì)量。

三、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在材料管理中的應(yīng)用

（一）材料運輸驗收

目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用較廣泛，尤其是在整個供應(yīng)鏈管理及裝配和生產(chǎn)制造等環(huán)節(jié)的應(yīng)用。而這主要得益于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中應(yīng)用了射頻識別技術(shù)，能對信息進行快速、實時而又準確的處理，能有效節(jié)省勞動力成本。材料管理中的應(yīng)用主要是在材料中植入射頻芯片，貼上射頻標簽，使材料的來源具有唯一性，同時在電子標簽中設(shè)置完善的材料生產(chǎn)信息，從而掌握材料的相關(guān)注意事項，不僅材料來源明確，而且能避免在材料運輸時發(fā)生被更換的情況，避免出現(xiàn)以次充好等材料問題。在進行見證取樣時，還能采用射頻電子標簽閱讀器快速獲取材料信息，通過物聯(lián)網(wǎng)能實時監(jiān)控和跟蹤，從而對檢測報告進行實時跟蹤，并進行物體信息的識別、采集與處理，將信息采取加密的方式傳輸?shù)巾椖坎?，從而為材料運輸驗收提供支持。

（二）材料存儲保管

材料存儲保管過程中，因為材料上設(shè)置了射頻標簽，即可利用手持射頻標簽閱讀器對材料信息進行搜集，從而可及時匯總和整理材料的性能、類型與規(guī)格，并將其與材料領(lǐng)用表對比，及時掌握材料規(guī)格和數(shù)量存在的差異，實時監(jiān)控材料庫存量，預(yù)防因材料短缺而發(fā)生誤工和停工，確保材料成本得到控制。在施工現(xiàn)場，還要做好自動信息閱讀器的安裝，當材料被非法處理時，從閱讀器經(jīng)過的材料就能檢測到射頻標簽，從而達到自動報警的效果，使材料存儲更安全。

（三）材料使用管理

在材料使用環(huán)節(jié)，為減少材料消耗，確保材料管理水平得到有效提升，還要在施工現(xiàn)場切實利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)做好材料跟蹤。尤其是構(gòu)件化施工材料，在施工現(xiàn)場利用射頻標簽與BIM 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫相結(jié)合，在材料使用環(huán)節(jié)建立可追溯機制與責任機制，使材料使用得到控制，在降低成本的同時，滿足施工現(xiàn)場需要。

結(jié)束語：BIM 和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在建筑工程材料管理中的應(yīng)用，既需掌握各自技術(shù)的應(yīng)用要點，又要掌握各自的應(yīng)用優(yōu)勢，切實注重二者之間的優(yōu)勢互補，以切實提升建筑工程材料管理的水平，使材料管理工作得以順利開展，在降低工程成本的同時從材料的視角確保工程質(zhì)量。