基于裝配式建筑BIM信息協同管理平臺的應用研究

李炳永

（四川城市職業學院，四川 成都 610101；西南石油大學，四川 成都 610500）

1 研究背景

當前，我國建筑業已從傳統粗放的管理模式向工業化、數字化的方向發展，智慧工地、數字孿生等概念的提出和實施，使得建筑項目的管理方式得以根本性的變化，對裝配式建筑項目的信息管理方式也應有本質的不同。“傳統的管理方法不再適合裝配式建筑項目，這種新的建筑生產方式需要信息管理智慧、先進的信息技術和云的建設管理計算、大數據和人工智能、移動互聯網等先進的信息管理技術，再裝配式建筑項目的管理中，通過建筑虛擬模型對各構件及重要結構賦予ID和構件信息、變形觀測信息等，再將這些信息集成到項目信息管理平臺，實現建造過程中利益相關各方信息共享與專業協同的新型信息管理方式”［1，2］，這種信息管理工作方式在裝配式建筑工程設計、生產、施工和運維環節的具體應用，為新型智慧工地提供了實際應用框架支持，同時為裝配式建筑的前期設計、生產加工、施工安裝和運行維護等階段提供了高效的信息管理手段［3］。劉濠，洪潔茹等提出在BIM模型階段就考慮構件與二維碼技術相結合，在構件設計、生產、安裝及運維過程中，構件編碼為唯一標記，以二維碼為統一載體形成完整的裝配式建筑BIM模型設計、生產、施工數據鏈，可解決傳統裝配式建筑設計、生產及施工管理中的信息孤島問題。本文以裝配式項目為例，結合智慧工地和數字孿生技術，著力于裝配式建筑項目建造過程，通過BIM信息化模型與專業協同管理信息平臺，提出一套完整的裝配式建筑信息化管理方法。

2 項目信息化流程管理前期策劃

信息化管理對于裝配式建筑而言，即利用信息化技術可視化、可追蹤等優勢，裝配式建筑的風險管理具有了新的解決方式。本文以成都市龍泉驛區第八小學裝配式建筑項目為例，探討裝配式建筑項目的信息化管理，該小學校位于驛都大道北側，蒲草路與八一大路交匯處，緊鄰大面公立衛生院，規劃36個班小學，預留6個班，投資估算價為4.05億元，用地面積：15682平方米，建筑面積：52436平方米。其中：必配基本校舍20298平方米，增配用房及其附屬設施19302m2，地下室15363m2（地下室滿鋪）。因地形、面積局限，龍泉驛區第八小學校將打造成立體花園式校園，給人輕松愉悅之感，以減輕高密度環境對學校師生帶來的心理緊張感，同時使校園各個功能空間得到充分利用。信息化管理主要涵蓋前期規劃、構件生產-倉儲-安裝階段、項目進度-質量-成本的管理階段、安全管控、智慧施工等部分。

在該項目的初步設計完成之前，裝配式設計團隊介入，對該項目適合做裝配式建筑的教學樓、學生宿舍及食堂做進行前期策劃，盡可能的將部品部件進行數據或模數上面的統一，便于工廠后期的加工。招標過程中，業主單位依據項目的具體需求，在招標文件中明確要求投標方提交具有項目所有設計、施工技術信息的具有施工圖深度的BIM模型。城院工業化研究中心負責項目構件深化設計，構件的生產和運輸，按照業主單位要求，該研究中心提供了以龍泉八小學校項目BIM模型做為數據源頭，對數據進行提取和加工，應用專業軟件及相應算法，自動生成的工程量清單，同時，根據工程量清單結合企業定額庫完成工程造價，供業主單位進行直觀評審，具體的信息管理流程如圖1所示。

圖1 BIM協同信息管理平臺

3 BIM 信息化管理在構件生產-倉儲-安裝階段的應用

3.1 預制構件的生產、構件ID和二維碼的產生

通過BIM模型及專業協同管理信息平臺，對該項目數字技術管理包含信息獲取、信息協同處理、信息輸出等環節。在建造過程中，項目業主、預制構件生產單位、項目施工單位、設備運行管理等各方的權限不同，但數據均通過平臺上傳，便于建造人員的跟蹤和質量檢驗，提高工作效率。系統首先接受的是設計單位提交的BIM信息化模型，該模型的導入然后再轉換為平臺所需的格式的數據，但BIM模型的三維顯示和整體性不受影響，在輸入的過程中，不同構件被賦予獨立的屬性ID，并將信息進行儲存，構件ID以及構件的生產標簽信息統一，該過程中對構件ID進行物理實體化是其核心技術。無論采用二維碼技術還是條形碼技術，若將構件的屬性準確表達即可，為了便于識讀和驗收，現在大多數構件廠都使用了二維碼作為構件標簽。

3.2 預制構件的倉儲信息管理

構件生產方在接到施工方發出的構件需求計劃后，根據各方共同使用的管理平臺信息，將構件信息輸入至生產線，構件生產順序就是構件安裝順序，即先吊裝的先生產，后吊裝后生產，構件制作完畢后隨即附上含有構件ID的二維碼。倉儲人員掃描二維碼構件信息和管理平臺上發布的施工現場的需求計劃，逐一核對、確認無誤后考慮好構件使用的先后順序進行堆放倉儲，然后再派出運輸車輛將構件運送至工地現場。若構件信息與平臺上的需求計劃不一致，不允許出廠，應與生產方核對構件的真實信息和安裝位置，調整出廠順序和批次，確認構件信息無誤后，雙方確認方可進入倉儲和出廠程序。

3.3 預制構件安裝信息管理

構件運送至施工現場，吊裝之前，現場工人要對構件二維碼進行識別，明確構件附帶信息和安裝位置與現場時間裝位置一致后，方可進行吊裝，若吊裝順利完成，工人將通過構件標簽在系統中確認該構件最終安裝狀態。此外，利用激光掃描儀定期記錄安裝后關鍵構件和關鍵結構，在系統內監測構件之間的縫隙和垂直度的變化情況，并將實際觀測結果上傳到管理平臺，管理人員可以在整個建造階段對裝配質量進行控制。整個安裝階段將在進度追蹤和實時狀態模塊中顯示，結合BIM信息管理技術和激光掃描檢測的協同數字化建造管理流程完成。若信息核對有誤或遇無法安裝的情況，則需進一步落實該構件信息和安裝信息，直至順利安裝后方可簽字確認，否則有構件廠運回核實清楚信息后進入下一安裝批次。

4 BIM信息化及專業協同管理信息平臺的安全管理

BIM信息化及專業協同管理信息平臺為工程提供一個風險可控、智能排查、保障有利的安全管理平臺；在施工過程中，通過GPS定位、紅外感應、人臉識別、溫度感應、位移監測等技術，實現對人、機、料、法、環等安全因素的監督與管控，全方位的安全保障體系的建立，采用數字化技術手段，進行全面風險感知、識別、預警、處置，并對管理數據進行之恩概念分類、匯總、記錄，以期實現項目管理零事故，零污染的安全管理目標。

5 結語

本項目通過應用裝配式建筑信息化的管理技術，解決了工程項目中由于各個過程中零散數據所帶來的一系列問題，實現了對整個工程現場人員的系統化管理，體現了智能施工平臺帶來的優勢。BIM信息化及專業協同管理信息平臺順應了建筑行業發展的大趨勢，突破了傳統建筑項目管理模式中的一些管理通病，采用了系統集成、集成設計的理論和方法，生產、施工、管理和控制等要素，通過工業化、信息化、數字化、智能化的體系集成，促進當前裝配式建筑的總體質量保證和可持續發展。