基于BIM的智能建造綜合管理實(shí)現(xiàn)研究

王鵬

摘要：在建筑行業(yè)飛速發(fā)展的階段，管理運(yùn)營開始走入信息化，軟件服務(wù)商已開發(fā)出大量與建筑施工行業(yè)相關(guān)的軟件，從建筑的規(guī)劃與設(shè)計(jì)入手，涵蓋后續(xù)的實(shí)施、運(yùn)營和維護(hù)等多個(gè)環(huán)節(jié)，從而將工程管理的整體水平提升到一個(gè)全新的高度。然而由于部分軟件的兼容性不足，相關(guān)企業(yè)必須基于BIM技術(shù)來解決信息化轉(zhuǎn)型中所遇的各類問題，讓信息共享和系統(tǒng)交互愈發(fā)高效。基于此，本文對BIM技術(shù)在智能建造綜合管理的應(yīng)用特點(diǎn)等進(jìn)行簡述，提出綜合管理平臺的實(shí)現(xiàn)對策，力求將建筑企業(yè)的信息化管理水平逐步提升。

關(guān)鍵詞：BIM智能技術(shù);智能建造;綜合管理;實(shí)現(xiàn)對策

Abstract： In the stage of rapid development of the construction industry， management and operation began to go into informatization. Software service providers have developed a large number of software related to the construction industry. Starting from the planning and design of buildings， it covers the follow-up implementation， operation and maintenance， so as to promote the overall level of project management to a new height. However， due to the lack of compatibility of some software， relevant enterprises must solve all kinds of problems encountered in the information transformation based on BIM technology to make information sharing and system interaction more efficient. Based on this， this paper briefly describes the application characteristics of BIM technology in intelligent construction integrated management， puts forward the implementation countermeasures of integrated management platform， and strives to gradually improve the information management level of construction enterprises.

Keywords： BIM intelligent technology; Intelligent construction; Integrated management; Realization countermeasures

一、前言

由于傳統(tǒng)的智能建造管理水平不高，管理中的子系統(tǒng)未做到高度集成，在運(yùn)行維護(hù)中無法做好自診斷，暴露出子系統(tǒng)相對孤立的問題，從而不利于數(shù)據(jù)的快速融合[1]。技術(shù)人員需要基于BIM技術(shù)下的智能管理平臺將系統(tǒng)數(shù)據(jù)做到打通，避免設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營維護(hù)等環(huán)節(jié)出現(xiàn)脫節(jié)的情況，從而讓BIM的智能建造綜合管理水平有效提升，將建筑企業(yè)的核心競爭力不斷提高，也滿足人們對智能建筑的需要。

二、BIM技術(shù)在智能建造綜合管理中的應(yīng)用概述

（一）BIM技術(shù)特點(diǎn)

BIM技術(shù)是數(shù)據(jù)得以快速交換的橋梁，可以在管理平臺中對建筑施工中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)做到科學(xué)處理與有效使用，不僅包括3D幾何模型中所存在的全部信息，還可以完成施工過程中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)的描述，極具全面性，同時(shí)可以將各階段中存在的信息全部進(jìn)行整合，保證模型的完整性，也可根據(jù)實(shí)際需求對數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，彰顯出靈活性[2]。

（二）智能建造概念

智能建造即根據(jù)工程的全生命期，在智能技術(shù)、信息傳輸、感知條件等的輔助下對現(xiàn)場作業(yè)進(jìn)行全面賦能，將整體的建造水平有效提升的方式，可在信息化管控平臺下實(shí)現(xiàn)人工智能與各建筑工程融合的高級手段，涵蓋EIM平臺、BIM技術(shù)、機(jī)器人施工，可以通過機(jī)器人的使用來代替人工操作，將作業(yè)形態(tài)有效改善，實(shí)現(xiàn)無人施工（如圖1所示）。

（三）智能綜合管理的需求

由于建筑項(xiàng)目涉及規(guī)劃、設(shè)計(jì)與后續(xù)施工等多個(gè)環(huán)節(jié)，而每個(gè)環(huán)節(jié)的操作又將產(chǎn)生不同的工程數(shù)據(jù)[3]。此時(shí)，BIM技術(shù)可以在3D模型的使用下將進(jìn)度計(jì)劃融入綜合管理中，從而實(shí)現(xiàn)智能建造，由施工現(xiàn)場少人化轉(zhuǎn)變?yōu)闊o人化。首先，在項(xiàng)目管理上需要運(yùn)用BIM模型來完成計(jì)劃文件分析，根據(jù)WBS模式來明確進(jìn)度;其次，在模型管理上，用戶在BIM模型中對其中信息做到瀏覽，在旋轉(zhuǎn)與移動(dòng)中來觀察模型的各部分，例如，在構(gòu)件樹中查看樓層等一些屬性;再次，進(jìn)度管理，要求運(yùn)用BIM模型并將其與進(jìn)度計(jì)劃掛接進(jìn)行結(jié)合，組成4D模型，從而對建設(shè)過程做好把握，也能夠獲得各階段的信息量;最后是安全管理，也是最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，需要借助BIM模型來尋找建設(shè)中的危險(xiǎn)源，對其做好定位和有效處理。值得一提的是，工程量的分析也需在BIM中了解動(dòng)態(tài)進(jìn)度，繪制出工程量曲線圖，為項(xiàng)目資源計(jì)劃的調(diào)整提供所需的數(shù)據(jù)[4]。

（四）BIM下的智能建造綜合管理平臺的設(shè)計(jì)

基于BIM的智能建造綜合管理涵蓋多個(gè)部分，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)融入信息采集層、管理平臺層、AI運(yùn)營層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層等，在BIM與人工智能技術(shù)的融合下構(gòu)建出先進(jìn)和高效的智能建造綜合管理平臺（如圖2所示）。該平臺的設(shè)計(jì)將子系統(tǒng)中各類數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性做到極大程度的增強(qiáng)，同時(shí)依托大數(shù)據(jù)技術(shù)完成運(yùn)營數(shù)據(jù)與運(yùn)維環(huán)節(jié)的深度結(jié)合，從而讓子系統(tǒng)也愈發(fā)智能化。

三、基于BIM的智能建造綜合管理平臺的實(shí)現(xiàn)對策

（一）項(xiàng)目管理模塊的實(shí)現(xiàn)

在BIM技術(shù)的使用下，項(xiàng)目管理人員需要對所需項(xiàng)目進(jìn)行新建時(shí)，可以輸入項(xiàng)目所具有的基本信息，同時(shí)對WBS編碼體系進(jìn)行完善，從而將項(xiàng)目管理模塊在智能建造綜合管理平臺中得以有效實(shí)現(xiàn)[5]。具體而言，一是由項(xiàng)目管理人員對工作的任務(wù)做到細(xì)致化的拆分，根據(jù)層次來劃分，形成一定的結(jié)構(gòu)（如圖3所示）。需要注意的是，在實(shí)際的拆分中，管理人員要注意拆分的細(xì)度，結(jié)合建設(shè)項(xiàng)目的各項(xiàng)需求來進(jìn)行明確，例如，對每一樓層做到細(xì)分，將各專業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行明晰。二是根據(jù)工作的實(shí)際任務(wù)完成WBS編碼的編制并進(jìn)行錄入。三是在WBS編碼的錄入時(shí)，開始對模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)，將需要的模型文件、數(shù)據(jù)等逐一掛接在WBS的各級節(jié)點(diǎn)中，也將進(jìn)度計(jì)劃與之結(jié)合，讓具體構(gòu)件與進(jìn)度計(jì)劃做到有效關(guān)聯(lián)并加以設(shè)置，使項(xiàng)目管理模塊在綜合管理平臺中不斷落實(shí)。

（二）模型管理模塊的實(shí)現(xiàn)

在項(xiàng)目信息與進(jìn)度計(jì)劃均完成掛接操作后，建筑企業(yè)便能夠在動(dòng)態(tài)化的4D模型下對更多的信息做到融入，同時(shí)也能完成BIM模型的快速瀏覽。正常來講，管理人員可以在構(gòu)件樹中對模型進(jìn)行全部顯示，也可只瀏覽部分構(gòu)件（如圖4所示）。例如，管理人員要對模型進(jìn)行旋轉(zhuǎn)再觀察所需的位置，那么可以將模型此時(shí)正在顯示的圖形做到快速保存，以一個(gè)視點(diǎn)的方式存在。在下一次進(jìn)入模型時(shí)，管理人員可以直接通過之前保存的視點(diǎn)來選擇觀看，從而實(shí)現(xiàn)模型的快速查看，也能保證隨時(shí)對模型進(jìn)行編輯，使模型管理模塊得以有效實(shí)現(xiàn)[6]。那么，管理人員可以對標(biāo)高限制、踏步高度和樓梯踏步數(shù)等進(jìn)行明確。

（三）進(jìn)度管理模塊的實(shí)現(xiàn)

若想對施工進(jìn)度的管理模塊做到有效實(shí)現(xiàn)，需要借助MS-Project軟件來完成，需要在進(jìn)度計(jì)劃與建筑模型的結(jié)合之后方可進(jìn)行，從而依托4D動(dòng)態(tài)模擬來進(jìn)行智能建造綜合管理。在實(shí)際的施工中，管理人員可以從中查看各工序的實(shí)際信息，那么便能夠結(jié)合實(shí)際進(jìn)度來完成工程規(guī)劃，計(jì)劃列表將與模型中的情況相契合。由于施工的動(dòng)態(tài)是在播放器的方式下展現(xiàn)，管理人員在BIM技術(shù)下的管理平臺中對施工中涉及的每一道工序進(jìn)行科學(xué)模擬[7]。此時(shí)，模型會對該工序下對應(yīng)的構(gòu)件做到增加，也能將該工序所具有的工程量準(zhǔn)確展現(xiàn)。管理人員在精準(zhǔn)的模型下對計(jì)劃施工進(jìn)度有所了解，將其與實(shí)際施工對比，在兩個(gè)不同的窗口中完成計(jì)劃生長周期、實(shí)際施工所用周期的獨(dú)立模擬，將進(jìn)度管理模塊做到實(shí)現(xiàn)。

（四）安全管理模塊的實(shí)現(xiàn)

通過智能建造綜合管理平臺可以在BIM三維透明視圖下對人員身份、人群行為做到捕捉與展現(xiàn)，在傳感器的安裝下感應(yīng)照明情況并完成空調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排?；诖髷?shù)據(jù)的分析算法，讓安全管理愈發(fā)精準(zhǔn)和高效，特別是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法模仿人類的思考方式，用層的方式來完成神經(jīng)元的組織，保證層與層之間的有效連接，將區(qū)域內(nèi)的人流、車流情況做到收集，模擬出疏導(dǎo)路線，讓整體的安全性有效提高。在綜合管理平臺中實(shí)現(xiàn)安全管理，將改變施工現(xiàn)場管理效率低下的實(shí)際問題，將管理流程做到針對性的優(yōu)化，使安全管理體系愈發(fā)完善[8]。管理人員根據(jù)平臺操作來記錄操作數(shù)據(jù)，以文檔的方式傳遞或輸出，可以給工作的檢驗(yàn)與考核提供所需的各類數(shù)據(jù)，將施工現(xiàn)場的危險(xiǎn)源作出精準(zhǔn)判斷。

（五）分析與統(tǒng)計(jì)模塊的實(shí)現(xiàn)

在新時(shí)期下，基于BIM的智能建造綜合管理平臺具有數(shù)據(jù)傳輸、信息共享與分析等多個(gè)功能，同時(shí)系統(tǒng)選用的是網(wǎng)絡(luò)化、一體化、數(shù)字化與智能化的設(shè)計(jì)，出色地完成各類數(shù)據(jù)和工程項(xiàng)目信息的分析與統(tǒng)計(jì)工作。各子系統(tǒng)可以將消防、安防、給排水、環(huán)境等系統(tǒng)進(jìn)行有效結(jié)合，構(gòu)成全面性的管理體系，對建筑綜合指數(shù)進(jìn)行分析，涵蓋健康狀況的評估、系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)和運(yùn)維趨勢等多個(gè)方面[9]。除此之外，管理平臺可以對建筑的狀態(tài)信息做到時(shí)間展現(xiàn)，管理人員在平臺上發(fā)布一些任務(wù)與施工所需的信息，通過網(wǎng)絡(luò)的方式推送到現(xiàn)場的施工人員所使用的終端設(shè)備，使之可以及時(shí)接收到新的任務(wù)或施工信息，從而對實(shí)際操作進(jìn)行調(diào)整。對于一些報(bào)警、推送和提醒類的消息，平臺會根據(jù)優(yōu)先等級來發(fā)送，同時(shí)結(jié)合用戶權(quán)限與角色在移動(dòng)終端上進(jìn)行區(qū)分顯示并可對詳情快速查看?；贐IM技術(shù)的融入，一些數(shù)據(jù)可以在平臺中得以統(tǒng)計(jì)，對塔吊、機(jī)械設(shè)備、臨建等進(jìn)行實(shí)時(shí)反映，管理人員根據(jù)情況來優(yōu)化資源的配置，實(shí)現(xiàn)成本的科學(xué)節(jié)約。

四、結(jié)語

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理施工軟件在新時(shí)期下已略顯落后，而基于BIM的智能建造綜合管理平臺將多種先進(jìn)技術(shù)與BIM技術(shù)進(jìn)行巧妙結(jié)合，由3D建筑模型轉(zhuǎn)換為4D綜合管理，從而對施工現(xiàn)場進(jìn)行可視化和動(dòng)態(tài)化的科學(xué)管理，將用戶的使用體驗(yàn)增強(qiáng)，同時(shí)也為智能建造全生命周期的全面化管理帶來極大程度的推動(dòng)。在不斷的實(shí)踐中，相關(guān)部門和技術(shù)人員對BIM智能建造綜合管理的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行深入探索，通過多角度地考慮將平臺的運(yùn)行效率做到切實(shí)有效的提升，也將管理平臺所具有的擴(kuò)展能力不斷強(qiáng)化，力求實(shí)現(xiàn)智能化的建造，讓施工愈發(fā)高效并極具智能化。

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