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BIM+revit信息流 与 RFID 技术用于装配式内装项目的施工管理研究

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关键词:建筑信息模型;装配式建筑;RFID;施工管理;BIM+revit 信息流


1、引 言


与传统建筑体系相比,装配式建筑能够体现出建筑工业化的发展趋势。装配式建筑通过在工厂中预制高质量、高精度的构件,在工地进行装配这种方式来提高建筑施工速度。由于装配式建筑不需要进行现场浇筑,其能够最大限度地满足绿色建筑、绿色施工等要求。目前,国内对装配式建筑的改进主要集中在构件生产和施工技术方面,而缺少项目管理方面的完善。BIM技术发展到现在,工程人员全员参与的目标并未实现,有的只是工程技术部门人员做出的 BIM 技术展示成果,并不能在施工过程中应用;有的模型设计方提供后,项目并不使用,而是重新建立新的BIM 模型,设计与施工信息内容没有衔接上,随着项目施工进展,后期利用模型指导施工的问题就会越来越多,对BIM技术在工程项目上的应用不利。BIM+revit信息流和 RFID技术的结合有效推动了信息系统的共享和项目的实时管理。


2、BIM+revit信息流 与 RFID 技术在装配式内装项目中的应用价值


BIM 是建筑信息模型,也是建筑信息管理 (Building Information Management),同时其是以建筑工程项目的各项相关数据作为基础,建立起三维建筑模型。从BIM的含义上看,信息是其核心内容,BIM 技术通过建立数字化的 BIM 参数模型,涵盖与项目相关的大量信息服务于建设项目的设计、建造安装、运营等整个生命周期,为提高生产效率、保证生产质量、节约成本、缩短工期等发挥出巨大的优势作用。建筑工程信息内容贯穿模型作用过程始末,运用建筑模型也是合理运用模型信息内容,将BIM 技术落实到实际工程中,并发挥出其协调性、信息完备性的特性。信息流技术就是在此背景中提炼出来的,其充分利用建筑模型信息的特性,突显出优势,并运用在建筑工程项目中,带动各工程部门协调工作,进行项目施工管理。从信息流过程图中可以理解为在建筑工程项目不同的阶段,向 BIM 模型中添加上不同的信息,逐步完善 BIM 模型的信息内容,并且各部门在不同阶段可从添加好信息的BIM 模型中提取材料、质检和施工等明细表单进行工程项目管理。


由于装配式建筑有构件预制、运输、组装等多个过程,且预制构件种类繁多,施工参与方众多,容易产生信息传递不准确而导致返工情况。在运输过程中,构件信息的收集和存档也会产生大量工作量,对应性差且不易查找,导致施工进度管理难度增加。由于各构件信息难以准确把握,已经装配好的建筑中单个不合格或损坏的建筑难以排查,造成整个建筑的损失。将BIM和RFID技术应用到装配式建筑项目中能够有效解决这个问题。


无线射频技术(radiofrequencyidentification, RFID)是一种非接触式、可远程读取的无线电波通信技术。由于建筑工地条件恶劣,室外环境变化 快,RFID技术鲜少应用于传统浇筑建筑中。随着技术发展以及装配式建筑这一类别的出现,RFID逐渐应用于装配式建筑的构件识别、施工数据采集、施工进度监督等多个方面。建筑施工管理最主要的目的是保障项目施工进度的正常完成。项目进度无法正常完成主要有两大原因:①设计过程中没有考虑施工现场的环境、施工过程中突发状况等,导致窝工、怠工;②施工现场进度不一致后,传统手工填报信息滞后,管理人员无法得到实时准确的信息,未能及时解决问题。针对第①类问题,BIM模型能够协调多方的设计方案,预先模拟,并且可以提供其他项目的数据参考,尽可能规避各种突发情况,提供备用解决方法,改进项目进度规划。针对第②类问题,BIM与RFID的结合使得施工现场的情况能够及时传达回信息中心,解决传统人工记录 耗时长、失误率高的问题,实现对BIM模型的实时校正,控制项目风险,保证施工进度计划。


BIM中,能够及时发现建筑存在的问题,及时更换有问题的构件。依靠BIM模型文件的传递,使得建筑施工阶段和后续运营管理阶段实现无缝对接。


3、BIM信息流运作方式


信息输入样板设计分析,主要信息内容有几何参数、构件专属信息、材质信息和附属信息等内容,这些信息本身是存在于一般族库构件上的,设计模型过程中可设计和赋值。质检信息实质是材料信息,由质量检测人员在原有设备材料的基础上,为核对采购设备是否符合计划要求而做的信息记录工作。商管信息实际是设备采购信息,也即是物资部门采购设备的信息,此类信息可追溯设备具体属性参数、生产厂家、服务商及采购时间等。建立商管信息输入样板,将这些采购信息集成在输入样板中,制成标准的信息输入工具。施工信息是设备进场施工的数据内容,详细记录项目设备的安装位置、计划进场时间、开工时间、完工时间和人力成本等施工信息内容,与上述输入信息内容一致,提前将这些信息集成在施工信息输入样板中,制成标准的信息输入工具。


信息输入管理流程,信息流输入样板是深入透彻研究信息流技术的突破口,相关工程项目数据就能有规律地流动到设计 BIM 模型中,以便工程人员进行后续作业。在信息输入样板的基础上,这些分类的信息如何协调,需要项目全体管理人员协同工作,按照以下要求共同记录和解决施工过程相关问题。质检信息管理流程,在设计建模的过程中,设计信息已被赋值在模型中。项目进行过程中,质检人员使用质检信息输入样板中质检明细表进行采购设备材料信息的录入,录入前做好设备的命名分类和录入数据时间工作,一项一项录入设备的数据,然后在已经建好的BIM 模型中,使用 revit 软件传递项目标准的功能,勾选浏览器组织、项目参数和项目信息,将已录入的质检信息表传递至 BIM 模型中,通过项目浏览器中的族功能选择构件,并将已录入的数据关联所选构件,形成构件数据一一对应的逻辑关系,随着项目施工进度,利用相同的方法,逐步将信息关联至BIM模型。商管信息管理流程,设备采购时会形成一系列诸如采购时间、价格、生产公司和服务商等内容,工程物资部门人员利用商 管信息输入样板录入这些数据,标记好录入的设备名称,然后通过传递项目参数的功能传递商管信息表,并进行构件信息关联,跟随工程项目进度,利用相同 的方法,逐步将信息关联至 BIM 模型。施工信息管理流程,设备采购完毕后,待到施工进行时,利用施工信息输入样板录入实际的施工数据,标记好录入的设备名称,然后进行传递项目参数,并进行构件信息关联,跟随工程项目进度,利用相同的方法,逐步将信息关联至 BIM 模型。生产作业表单管理,是在信息管理流程过程中形成的,当工程某一部门需要进行表单生成工作时,可直接从添加好信息的模型中提取对应的管理表单,质检管理可形成质检管理表单,商管管理可形成商管管理表单,施工管理可形成施工管理表单。这些表单是根据工程企业生产作业标准预先定制的,表格内容形式符合企业归档要求。


所有信息输入流程关键技术是将项目施工关联信息录入至模型,为确保信息录入的正确性,工程项目应设立专项信息录入质量控制验收人员,控制信息质量,推进信息流技术在项目中渗透度。此外,模型的信息输入与输出需在revit 工作组中进行,可保证BIM 模型在信息操作的过程中不被修改,同时也联动工程技术人员协同工作,实现 BIM 技术的落地应用,逐步推进传统工作模式的转变。


4、施工过程的人员管理


目前我国处于高速发展阶段,各城市的基础建 设规模历史空前,其中建筑行业相关企业近8万家。建筑从业人员安全有效的管理能够降低施工工程 项目的安全风险,通过BIM和RFID技术能够在整个建筑工程施工中对建筑从业人员进行最直观的了解和掌控。BIM模型中可以直观地标注各施工地段风险类别,对施工过程进行风险评价,并且能够结合以往工程案例和相关规范提出行之有效的解决办法。RFID技术实时采集的数据可以实现施工监测的自动化,解放人力。而BIM自动生成准确的安全评估报告能够正确指导应对安全隐患,大幅度 提高工作效率®。


基于BIM技术和RFID技术建立安全管理模型 具有以下特点:①准确性数据的准确性是首要条件,在此基础上,数据传递的高效和完整才能够保证安全监管和预警工作的高质量;②模块化将安全管理系统根据检测对象、监测手段等的不同分为 多个相互关联的模块,便于各部分的单独调控和整体综合管理;③动态性施工现场的情况复杂多变,模型的实时更新非常重要,需要RFID技术收集人员、材料、机械信息,不断调整对项目进行安全管理。基于以上要求,安全管理系统的整体构架为:①数据采集利用RFID技术采集实时数据,BIM 比对数据库相似案例;②数据处理RFID中间件负责传递阅读件收集的数据,同时进行数据的过滤和分组,RFID技术与BIM进行交互,生成符合BIM要求的数据,上传至BIM数据库;③模型层 BIM是整个安全管理模型的核心部分,它提供了_个动态三维可视化平台,并且可以进行信息查询、实时更 新等操作;④应用层针对模型层提供信息,设计具体的应用系统,包括安全教育培训系统、安全风险预警系统等;⑤用户层为安全管理模型提供人机交互界面,便于管理人员了解项目安全信息,用户在施工过程中不断完善BIM,实现安全管理的及时性和准确性。


下面对安全管理模型的实际应用进行简要介绍。首先,在施工过程中可以进行工人定位。传统管理系统中,常常通过GPS系统、摄像监控、无线电 通话等方式进行人员管理。而RFID系统的投入使用能够进行多目标同时定位,减小地域局限性。工人信息由工人编号、所处位置横坐标、纵坐标、楼层 数进行定位(假3D,由楼层数编号定位)。除了工人位置的获得,RFID系统还可以进行工人类别的区分,以及对施工区域进行安全性划分。在某些危险的施工区域,如需要检修的设备、高压电缆等,不允许普通工人靠近,而危险区域检查人员需要接近进行调试。这部分系统的中枢技术是数据处理模块和危险区域的划分情况。对于不同的危险区域,如洞口、临边、塔式起重机、机械等,已有相关研究给出了危险区域划分的计算规则。RFID系统同时配置有预警模块,模块包括信号的接收、反馈、发射和违规统计4个部分。当工作人员违规接近危险区域 时,RFID阅读器发射信号,信息中心会接收到工作人员编号和所处位置,然后反馈给工人警报信号,当工人离开危险区域后警报解除,警报持续一段时间仍未停止时,管理者将派出安全检查人员前往现场查看情况。如果工作人员收到预警信号后没有立即离开警示区域,就会记录违规1次,依据违规统计情况判断工作人员的安全意识高低,便于管理者对工作人员进行有针对性的安全培训,保障施工工地的人员安全9]。


5、结语


装配式建筑这种类似工业生产的建筑模式急需高效的可视化、自动化的监管模式,以保证施工高速、高质量完成。BIM和RFID技术在装配式建筑施工过程中的应用能够实时监测构件信息和施工人员安全情况,使建筑施工信息得以实时反馈, 修改BIM使其更加符合现场施工需求,提高建筑施工规划的完成度,保障了施工人员和设备安全。建筑设计阶段的构件信息库和模型信息库能够同时推动建筑行业信息共享的发展。


(责任编辑:何雯丽)




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[责任编辑:Susan]

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