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

歐陽(yáng)釗

（廣東宏茂建設(shè)管理有限公司，廣東 廣州 510507）

0 引言

在建筑工程材料管理中，BIM和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用主要得益于這兩種技術(shù)有各自的優(yōu)勢(shì)。目前BIM技術(shù)在建筑工程建設(shè)全程得到廣泛應(yīng)用，對(duì)于全周期管理的實(shí)施有十分重要的作用，現(xiàn)代很多建筑工程項(xiàng)目中都利用BIM技術(shù)進(jìn)行管理，在BIM模型的支持下，滿足建筑工程各項(xiàng)管理需要。而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)則能將各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備聯(lián)系起來(lái)，使設(shè)備管理更加高效，從而利用設(shè)備管理優(yōu)勢(shì)輔助材料管理，既可及時(shí)收集工程項(xiàng)目實(shí)施中的各種環(huán)境狀態(tài)信息，又可促進(jìn)材料管理效率和科學(xué)規(guī)范化水平的提升。

1 材料管理

建筑工程管理中，材料管理是一項(xiàng)十分重要的內(nèi)容，材料成本往往占整個(gè)工程建設(shè)成本的六成以上，所以需切實(shí)強(qiáng)化材料管理工作。而在此基礎(chǔ)上，材料管理水平直接關(guān)系到工程質(zhì)量管理水平，科學(xué)的材料管理工作的開展能有效降低庫(kù)存，使材料管理最優(yōu)化，在保障工程建設(shè)所需材料的同時(shí)，降低庫(kù)存成本，最終為工程項(xiàng)目的實(shí)施提供強(qiáng)大的材料支持。因此，加強(qiáng)材料管理工作尤為重要，這就需要材料管理人員不斷提升自身技術(shù)水平，切實(shí)掌握BIM技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等應(yīng)用要點(diǎn)，并將其與材料管理有機(jī)結(jié)合，提升材料管理水平。

2 BIM技術(shù)在材料管理中的應(yīng)用

2.1 材料采購(gòu)環(huán)節(jié)

1）確定材料采購(gòu)BIM模型 因?yàn)椴少?gòu)模型對(duì)于材料供應(yīng)鏈的精細(xì)化管理有十分重要的意義，需要嚴(yán)格按照?qǐng)D1所示的模型構(gòu)建BIM模型用于材料采購(gòu)。在材料采購(gòu)中，采購(gòu)部門可利用BIM協(xié)同管理平臺(tái)集成化處理項(xiàng)目所需的材料信息，并自動(dòng)生成材料需求清單；成本部門則能結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)供貨情況結(jié)算材料價(jià)款，精準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)施工材料成本。

圖1 BIM采購(gòu)模型

2）制定材料采購(gòu)計(jì)劃 在制定采購(gòu)計(jì)劃時(shí)，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(jìn)度計(jì)劃為基礎(chǔ)，并按照?qǐng)D2所示的流程進(jìn)行采購(gòu)計(jì)劃的編制。

圖2 基于BIM 5D的材料采購(gòu)流程

3）供應(yīng)商的選擇 在選擇供應(yīng)商時(shí)，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(qiáng)信息共享的方式，結(jié)合供應(yīng)商的資質(zhì)和信用等級(jí)進(jìn)行分級(jí)管理，并嚴(yán)格按照?qǐng)D3所示流程進(jìn)行供應(yīng)商的選擇。

圖3 基于BIM的供應(yīng)商選擇流程

2.2 材料出入庫(kù)環(huán)節(jié)

1）材料驗(yàn)收入庫(kù)環(huán)節(jié) 主要是利用BIM協(xié)同管理平臺(tái)中的數(shù)據(jù)錄入端口，及時(shí)將材料入庫(kù)時(shí)的相關(guān)數(shù)據(jù)錄入到BIM平臺(tái)之中，這樣就能及時(shí)而又快速地進(jìn)行驗(yàn)收入庫(kù)。

2）材料庫(kù)存管理環(huán)節(jié) 主要是利用BIM平臺(tái)對(duì)材料庫(kù)存動(dòng)態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)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(kù)管理 主要是利用BIM協(xié)同管理平臺(tái)將材料出庫(kù)單自動(dòng)導(dǎo)出，并對(duì)比材料實(shí)際消耗量與計(jì)劃消耗量，判斷項(xiàng)目材料使用損耗率，且利用BIM協(xié)同管理平臺(tái)對(duì)項(xiàng)目數(shù)據(jù)自動(dòng)積累。

2.3 施工現(xiàn)場(chǎng)材料耗用管理

由于施工現(xiàn)場(chǎng)的材料耗用管理將直接影響材料管理水平，也是BIM技術(shù)在材料管理中應(yīng)用的重點(diǎn)，具體需切實(shí)注重以下工作的開展。

1）科學(xué)規(guī)劃材料運(yùn)輸線路和存放場(chǎng)地 利用BIM模型對(duì)材料庫(kù)房和施工便道等臨時(shí)性設(shè)施與既有交通線路相對(duì)位置進(jìn)行施工模擬，利用整合軟件對(duì)BIM模型和臨時(shí)設(shè)施及既有交通線路三者進(jìn)行有效整合，從而縮短材料運(yùn)輸距離，減少現(xiàn)場(chǎng)二次搬運(yùn)，使運(yùn)輸線路更科學(xué)，存放場(chǎng)地更合理，減少由于運(yùn)輸距離增加、二次搬運(yùn)而導(dǎo)致材料成本增加。

2）強(qiáng)化材料超耗預(yù)警機(jī)制的應(yīng)用 利用BIM協(xié)同管理平臺(tái)建立材料超耗預(yù)警機(jī)制，對(duì)比現(xiàn)場(chǎng)材料的消耗量和理論的材料消耗量，計(jì)算材料實(shí)際損耗率，再結(jié)合BIM平臺(tái)中預(yù)設(shè)的材料損耗率限制，對(duì)材料損耗率超限與否進(jìn)行判斷，當(dāng)超過預(yù)設(shè)損耗率限值時(shí)，BIM平臺(tái)會(huì)自動(dòng)預(yù)警材料超耗，同時(shí)向材料管理人員推送預(yù)警信息，以及時(shí)找出材料超耗問題，減少由于材料不合理使用而引發(fā)的材料浪費(fèi)與超耗。在制定材料超耗預(yù)警機(jī)制時(shí)，首先需獲取材料消耗的理論值與實(shí)際值，再對(duì)材料的實(shí)際損耗進(jìn)行計(jì)算，從BIM平臺(tái)中獲取材料損耗率的限制，最后對(duì)材料超耗預(yù)警評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)定。

3）加強(qiáng)余料回收工作 為避免出現(xiàn)余料不能及時(shí)回收或不回收余料的問題，需利用BIM平臺(tái)設(shè)置專業(yè)的余料回收流程，切實(shí)掌握每批材料動(dòng)向，從入庫(kù)、領(lǐng)用及使用環(huán)節(jié)，均需確保每批材料的使用有跡可循，當(dāng)余料回收后，需將其退回到庫(kù)房或調(diào)撥到相鄰工地，一般主要采取調(diào)撥方式回收余料，余料回收全程都能對(duì)各項(xiàng)材料調(diào)撥信息進(jìn)行詳細(xì)記錄。傳統(tǒng)的材料管理較粗放，在材料調(diào)撥時(shí)隨意性較大，導(dǎo)致材料規(guī)范化水平較低，在成本核算時(shí)存在諸多影響因素，所以需利用BIM平臺(tái)設(shè)置余料回收流程，從而滿足材料調(diào)撥需要。

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

在材料管理中，除BIM技術(shù)外，還可利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)輔助材料管理。以下筆者以常見的材料管理提出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)。

3.1 材料運(yùn)輸驗(yàn)收

目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用較廣泛，尤其是在整個(gè)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(shí)別技術(shù)，能對(duì)信息進(jìn)行快速、實(shí)時(shí)而又準(zhǔn)確的處理，能有效節(jié)省勞動(dòng)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(biāo)簽，使材料的來(lái)源具有唯一性，同時(shí)在電子標(biāo)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(xiàng)，不僅材料來(lái)源明確，而且能避免在材料運(yùn)輸時(shí)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(jìn)行見證取樣時(shí)，還能采用射頻電子標(biāo)簽閱讀器快速獲取材料信息，通過物聯(lián)網(wǎng)能實(shí)時(shí)監(jiān)控和跟蹤，從而對(duì)檢測(cè)報(bào)告進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，并進(jìn)行物體信息的識(shí)別、采集與處理，將信息采取加密的方式傳輸?shù)巾?xiàng)目部，從而為材料運(yùn)輸驗(yàn)收提供支持。

3.2 材料存儲(chǔ)保管

材料存儲(chǔ)保管過程中，因?yàn)椴牧仙显O(shè)置了射頻標(biāo)簽，即可利用手持射頻標(biāo)簽閱讀器對(duì)材料信息進(jìn)行搜集，從而可及時(shí)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(duì)比，及時(shí)掌握材料規(guī)格和數(shù)量存在的差異，實(shí)時(shí)監(jiān)控材料庫(kù)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(chǎng)，還要做好自動(dòng)信息閱讀器的安裝，當(dāng)材料被非法處理時(shí)，從閱讀器經(jīng)過的材料就能檢測(cè)到射頻標(biāo)簽，從而達(dá)到自動(dòng)報(bào)警的效果，使材料存儲(chǔ)更安全。

3.3 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(chǎng)切實(shí)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)做好物料跟蹤。尤其是構(gòu)件化施工材料，在施工現(xiàn)場(chǎng)利用射頻標(biāo)簽與BIM基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合，在物料使用環(huán)節(jié)建立可追溯機(jī)制與責(zé)任機(jī)制，使物料使用得到控制，在降低成本的同時(shí)，滿足施工現(xiàn)場(chǎng)需要。

4 結(jié)語(yǔ)

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(diǎn)，又要掌握各自的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，切實(shí)注重二者之間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，以切實(shí)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(shí)從材料的視角確保工程質(zhì)量。