裝配式建筑全壽命周期管理中BIM與RFID的應(yīng)用

馬秀瑜

摘 要：隨著我國整體經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷的提高，國家逐步加快推進(jìn)建筑行業(yè)的工業(yè)化進(jìn)程，建筑行業(yè)與信息技術(shù)的跨領(lǐng)域合作愈加頻繁，一些優(yōu)秀的建筑企業(yè)開始積極的引進(jìn)BIM和RFID技術(shù)，并將這種新型的技術(shù)應(yīng)用于建筑工程項(xiàng)目之中，進(jìn)而能夠有效提高項(xiàng)目的運(yùn)營效率，但對于于裝配式建筑項(xiàng)目的施工中BIM和RFID技術(shù)應(yīng)用還缺乏研究。本文基于BIM和RFID技術(shù)對裝配式的工程項(xiàng)目管理進(jìn)行探討。希望對裝配式建筑的推廣有所幫助。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；RFID技術(shù)；裝配式建筑；施工管理

中圖分類號：TU17 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）18-0113-02

1 前言

近些年，隨著現(xiàn)代發(fā)達(dá)的工業(yè)技術(shù)以及先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)在工業(yè)中的廣泛應(yīng)用，我國的工業(yè)化水平逐步朝著現(xiàn)代化、科技化以及信息化方向發(fā)展，許多建筑企業(yè)為了達(dá)到業(yè)主對于施工周期的要求，逐步開始采用裝配式建筑，直接將預(yù)先制定好的建筑構(gòu)件運(yùn)到施工現(xiàn)場進(jìn)行裝配即可，進(jìn)而大大縮短了施工周期，同時(shí)降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，因此裝配式建筑受到了眾多建筑企業(yè)的青睞。此外裝配式結(jié)構(gòu)由于采用工廠化的生產(chǎn)，很好的保證了各構(gòu)件實(shí)體質(zhì)量，可以有效的解決傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)體系中時(shí)常出現(xiàn)的墻體裂縫以及漏滲等問題，使得建筑工程的安全性、功能性有了大幅度的提升。在保障整體建筑工程項(xiàng)目的安全質(zhì)量同時(shí)避免了后期的投入使用過程出現(xiàn)的一些列通病問題。

2 BIM&RFID技術(shù)原理

2.1 BIM技術(shù)原理

BIM（building information modeling），建筑信息模型，是建設(shè)項(xiàng)目同時(shí)具備物理特性和功能特性的數(shù)字化模型。BIM有如下的優(yōu)勢：一是BIM的3D模型為修改和交流提供了方便。以建筑師為例，其能夠運(yùn)用3D平臺直接進(jìn)行建筑的設(shè)計(jì)和修改。建筑師可以通過3D模型與業(yè)主進(jìn)行溝通交流。二是BIM模型中建筑構(gòu)件的參數(shù)信息包含了任意一個建筑構(gòu)件所有的實(shí)時(shí)信息和動態(tài)信息。三是BIM模型將建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備等系統(tǒng)緊密地聯(lián)系到了一起，各系統(tǒng)間的矛盾沖突能夠在實(shí)際施工開始前的設(shè)計(jì)階段得以解決。

2.2 RFID技術(shù)原理

RFID（Radio Frequency Identification），無線射頻識別，是一種與生產(chǎn)生活緊密相關(guān)的無線電波通信技術(shù)，它提供了一種非接觸的方法來自動識別貼有標(biāo)簽的人或物。RFID有如下優(yōu)勢：一是RFID標(biāo)簽的標(biāo)識具有唯一性，避免了重復(fù)識別的問題，同時(shí)也保證了構(gòu)件在生產(chǎn)制造、施工吊裝、運(yùn)營維護(hù)等階段信息的準(zhǔn)確性。二是非接觸式的信息讀取，方便快捷。不受覆蓋物遮擋的干擾，可以遠(yuǎn)程通訊，具有很強(qiáng)的穿透性。三是多個電子標(biāo)簽所包含的信息能夠同時(shí)被接收，操作方便快捷。

3 BIM&RFID技術(shù)應(yīng)用面臨的問題

（1）BIM軟件不夠成熟，難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。首先，我國BIM技術(shù)剛剛起步，像魯班、廣聯(lián)達(dá)等大型公司雖然一直致力于BIM軟件的開發(fā)，但技術(shù)水平有限，軟件開發(fā)效果不是很理想。其次，雖然我國引進(jìn)了許多發(fā)達(dá)國家成熟的BIM軟件，但這些軟件還不能很好地滿足我國設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。當(dāng)國內(nèi)外軟件進(jìn)行對接時(shí)，可能會使數(shù)據(jù)的兼容性、準(zhǔn)確性受到一定程度影響。（2）缺乏統(tǒng)籌管理，難以實(shí)現(xiàn)信息共享。BIM模型中包含的建筑信息不是一次完成輸入的，它是隨著項(xiàng)目的進(jìn)行通過各個參與方不斷完善的。項(xiàng)目不同階段、不同專業(yè)以及參與方信息缺少統(tǒng)籌管理，各個參與方屬于不同的利益主體，彼此之間的信任程度低，他們?yōu)榱烁髯缘睦娌辉敢鈱?shù)據(jù)信息共享，因此不能有效地實(shí)現(xiàn)信息共享。（3）規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)欠缺，難以保證技術(shù)推廣。建設(shè)行政主管部門在國內(nèi)現(xiàn)有的建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)規(guī)范中，尚無完整的BIM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。工作人員在建模過程中，對數(shù)據(jù)的處理以及應(yīng)達(dá)到何等設(shè)計(jì)要求也沒有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)來作為依據(jù)。雖然IFC數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)在國際上已經(jīng)越來越成熟，但在我國的應(yīng)用并不理想，而且我國對國外標(biāo)準(zhǔn)的研究不夠深入[1]。

4 解決BIM&RFID技術(shù)應(yīng)用面臨問題的對策與建議

（1）推動BIM軟件的開發(fā)。在國家規(guī)劃方面，應(yīng)提出基于BIM應(yīng)用軟件的研究課題，并且推出有益的政策激勵更多的軟件開發(fā)商參與BIM應(yīng)用軟件的開發(fā)；在產(chǎn)業(yè)政策方面，應(yīng)體現(xiàn)出發(fā)展基于BIM技術(shù)的重要性，以促進(jìn)我國企業(yè)在這方面技術(shù)的發(fā)展；在戰(zhàn)略合作方面，增強(qiáng)與高校和研究院所的合作，共同解決BIM技術(shù)應(yīng)用的瓶頸問題。（2）發(fā)展綜合交付模式。為了確保BIM技術(shù)的有效推進(jìn)，應(yīng)對我國建筑業(yè)的項(xiàng)目管理模式進(jìn)行改革。綜合交付模式（IPD）把業(yè)主、設(shè)計(jì)方、總承包商和分包商集合在一起建立一個同盟體，這就使各參與方擁有共同的利益主體，便可有效地實(shí)現(xiàn)信息共享以及建立比較完善的信息模型。（3）制定BIM相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。政府和行業(yè)協(xié)會應(yīng)有效地開展指導(dǎo)和協(xié)調(diào)工作，如頒布應(yīng)用指南、指導(dǎo)意見等，著手制定并實(shí)施與BIM相適應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，為其推廣和應(yīng)用提供行業(yè)保障。行業(yè)協(xié)會也應(yīng)定期舉辦BIM技術(shù)成果推廣應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)交流會，加快相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的編寫。

5 BIM&RFID技術(shù)的全過程應(yīng)用分析

5.1 設(shè)計(jì)階段

（1）模型構(gòu)建及圖紙繪制。利用BIM軟件建立相關(guān)建筑物的BIM模型，它可以將包括建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備在內(nèi)的各個專業(yè)的設(shè)計(jì)成果通過BIM平臺進(jìn)行有效的整合，形成一個完整的可視化建筑模型。BIM模型中所有構(gòu)件都是由相關(guān)參數(shù)控制的，當(dāng)修改模型中某個構(gòu)件參數(shù)信息時(shí)，與之相同的所有該構(gòu)件的信息都會發(fā)生相應(yīng)變化，隨之相應(yīng)的視圖也會更新。（2）設(shè)計(jì)沖突檢查。傳統(tǒng)方式往往用2D圖紙通過空間想象來表達(dá)一個3D的立體圖，易發(fā)生錯誤。BIM模型中各系統(tǒng)間信息都是流通的，當(dāng)設(shè)備工程師進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，若水電管線與結(jié)構(gòu)造成設(shè)計(jì)沖突時(shí)，沖突能在BIM模型中立刻顯示出來[2]。

5.2 生產(chǎn)制造階段

（1）RFID標(biāo)簽置入。從BIM數(shù)據(jù)庫中讀取構(gòu)件的相關(guān)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)后，構(gòu)件廠開始進(jìn)行制造。構(gòu)件廠對預(yù)制構(gòu)件制造完成后，將構(gòu)件置入含生產(chǎn)信息、質(zhì)量檢測等信息的RFID標(biāo)簽，RFID標(biāo)簽編碼的唯一性原則方便構(gòu)件管理，同時(shí)也確保了每個構(gòu)件在各階段信息的準(zhǔn)確無誤。（2）構(gòu)件的生產(chǎn)運(yùn)輸規(guī)劃。將RFID標(biāo)簽中的信息傳送到BIM數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行處理和判別，以便合理安排施工順序、規(guī)劃構(gòu)件運(yùn)輸次序等。此外，施工現(xiàn)場的實(shí)際進(jìn)度等即時(shí)信息也會反饋到構(gòu)件廠，構(gòu)件廠根據(jù)實(shí)際進(jìn)度調(diào)整構(gòu)件的生產(chǎn)計(jì)劃，這樣便可減少待工待料情況的發(fā)生。

5.3 現(xiàn)場施工階段

（1）構(gòu)件管理。在構(gòu)件入場方面，經(jīng)常會出現(xiàn)找不到構(gòu)件或者找錯構(gòu)件的情況，應(yīng)用RFID&BIM技術(shù)有效配合，便可以隨時(shí)對構(gòu)件進(jìn)行追蹤和監(jiān)控。（2）工程量統(tǒng)計(jì)及進(jìn)度成本控制。BIM相關(guān)軟件可以精準(zhǔn)的統(tǒng)計(jì)出模型中各個構(gòu)件的工程量，不用花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行人工統(tǒng)計(jì)。此外，將施工3D模型與時(shí)間、成本相聯(lián)系，建立4D及5D可視化模型。實(shí)時(shí)跟蹤施工進(jìn)度和施工成本，及時(shí)找出實(shí)際施工過程中存在的問題，并盡快進(jìn)行優(yōu)化工期、資金調(diào)整等。

5.4 運(yùn)營維護(hù)階段

（1）物業(yè)管理。只要將預(yù)制構(gòu)件的信息輸入并儲存到BIM物業(yè)管理系統(tǒng)中，建筑物中所有設(shè)備的運(yùn)行情況就可以實(shí)時(shí)的被掌握，能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和處理損壞或不合格的設(shè)備。此外，還能在設(shè)施管理、門禁系統(tǒng)等方面得到有效利用。（2）建筑物改擴(kuò)建及拆除。在改擴(kuò)建過程中，BIM&RFID技術(shù)可以分析建筑結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性，避免結(jié)構(gòu)損傷。在生命周期結(jié)束時(shí)，通過RFID標(biāo)簽和BIM數(shù)據(jù)庫中的信息判斷構(gòu)件是否可以回收利用，從而減少材料資源的消耗。

6 結(jié)語

BIM作為建筑業(yè)未來發(fā)展的重要技術(shù)，已經(jīng)上升為一種新的建筑理念。如今BIM&RFID技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用受到了越來越多的重視，雖然BIM&RFID技術(shù)在實(shí)施過程中仍面臨許多困難，但是隨著該技術(shù)的不斷完善和人們對此技術(shù)研究的不斷加深，一定會讓其在裝配式建筑中的應(yīng)用逐步走向成熟。

參考文獻(xiàn)

[1]張家昌.BIM和RFID技術(shù)在裝配式建筑全壽命周期管理中的應(yīng)用探討[J].遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：社會科學(xué)版，2015，（2）：39-41.

[2]李天華.裝配式建筑全壽命周期管理中BIM與RFID的應(yīng)用[J].工程管理學(xué)報(bào)，2012，（3）：28-32.endprint