BIM 技術(shù)的智能化建筑施工分析

李林峰

（長(zhǎng)治職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 長(zhǎng)治 046000）

1 BIM 技術(shù)概述

BIM 技術(shù)是一種以3D 模塊構(gòu)造為基礎(chǔ)的虛擬推演技術(shù)。 在建筑工程施工過程中，采用了3D建模和虛擬施工兩種方式， 使工程技術(shù)人員對(duì)工程方案的設(shè)計(jì)要點(diǎn)、 實(shí)施步驟以及可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)有一個(gè)更為科學(xué)、更為直接的認(rèn)識(shí)與把握，為今后的工程建設(shè)及相關(guān)工作提供了有力的參考依據(jù)。伴隨著BIM 技術(shù)的不斷發(fā)展和革新，涌現(xiàn)出了許多新技術(shù)和新功能，從過去的簡(jiǎn)單的施工模擬，到現(xiàn)在的利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建了一個(gè)綜合的控制平臺(tái)。 管理人員可借助該平臺(tái)，了解各個(gè)工序、工種之間的協(xié)作與聯(lián)系， 實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的計(jì)劃安排和科學(xué)控制的目的。 同時(shí)，各個(gè)工種還可以利用這個(gè)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的信息交換， 針對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行主動(dòng)地反饋，為以后的施工打下良好的基礎(chǔ)。

2 智能化建筑施工的意義

2.1 保障施工質(zhì)量

應(yīng)用智能化建筑施工模式，可提前發(fā)現(xiàn)一些施工問題，對(duì)有關(guān)的環(huán)節(jié)展開智能分析，并可及時(shí)預(yù)警，從而為施工的質(zhì)量提供一個(gè)有效的保障預(yù)案。

2.2 提升施工效率

采用智能化建筑施工模式，可大大提高施工的效率，加快施工進(jìn)程。智能的管理和技術(shù)的運(yùn)用，利用模擬模型及施工推演，選取最合理、最科學(xué)的施工方案。 在施工過程中，會(huì)提前對(duì)許多問題進(jìn)行排查，從而使施工流程和操作步驟變得高效。

2.3 合理降低施工成本

成本問題歷來是施工企業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的問題。在建筑行業(yè)中，降低成本和消耗是各大施工企業(yè)須要重視的問題。 通過運(yùn)用智能建筑模式，對(duì)所需的材料和成本進(jìn)行科學(xué)地規(guī)劃，以減少成本的浪費(fèi)和過度的消耗。 所以，這種模式可以優(yōu)化施工方案以降低成本。

3 基于BIM 技術(shù)的智能化建筑施工的實(shí)際應(yīng)用

3.1 智慧工地

運(yùn)用BIM 技術(shù)， 建筑工人可以在工地上使用特制的安全帽。 通過在安全帽中嵌入智能芯片，在施工現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)建一個(gè)人工智能管理系統(tǒng)，并引入BIM模型。 這個(gè)系統(tǒng)具有門禁功能，不僅可以對(duì)施工人員進(jìn)行考勤，還可對(duì)工人在施工區(qū)域的移動(dòng)軌跡和施工地點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤。并通過安全帽對(duì)工人進(jìn)行即時(shí)聲控。此外，也可在該系統(tǒng)中，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)融合到其中， 形成虛擬施工場(chǎng)景。 并利用GPS 和GIS， 對(duì)建筑施工人員周圍的位置信息與環(huán)境狀況展開監(jiān)視，從而對(duì)建筑施工者展開實(shí)時(shí)的安全監(jiān)測(cè)和危險(xiǎn)預(yù)警。 將BIM 設(shè)計(jì)模型引入到物料智能管理系統(tǒng)中，能對(duì)建設(shè)工程的前期規(guī)劃、進(jìn)度管理、工程建設(shè)的真實(shí)狀態(tài)進(jìn)行某種程度的精確采集。在目標(biāo)施工區(qū)域中，構(gòu)建一個(gè)物料智能管理系統(tǒng)，能對(duì)實(shí)際施工過程中單體、樓層、構(gòu)件所需要的建筑物原材料及用量進(jìn)行有效控制。并有目標(biāo)地為建設(shè)工程建設(shè)流程中所需的各類原材料設(shè)立采購規(guī)劃，從而使材料管理變得更加便利。

3.2 智慧施工

以BIM 技術(shù)為基礎(chǔ)的智能機(jī)電安裝管理系統(tǒng)，是在建立了機(jī)電設(shè)備的4 D 模型的基礎(chǔ)上，能對(duì)建筑施工過程中的機(jī)械設(shè)備、 電力設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控、管理和可視化模擬。 此外，在建筑施工環(huán)節(jié)中，可利用GPS、GIS 及移動(dòng)通信等智能化技術(shù)對(duì)機(jī)電安裝進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、管理與動(dòng)態(tài)跟蹤，便于對(duì)機(jī)電裝置與設(shè)備進(jìn)行安裝進(jìn)度管理、施工問題排查及故障維修處理等。 在BIM 技術(shù)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了對(duì)建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)度的智能辨識(shí)。將BIM 建模技術(shù)引入到實(shí)際的工程項(xiàng)目中，利用該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)工程項(xiàng)目的動(dòng)態(tài)拍攝，并生成施工作業(yè)圖片。 然后按照該圖片，經(jīng)過一定的處理，生成點(diǎn)云模型。 然后將所得點(diǎn)云模型與BIM 建模數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)。 在此基礎(chǔ)上，利用大數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行分析，從而達(dá)到對(duì)工程進(jìn)度進(jìn)行自動(dòng)化、智能化識(shí)別的目的。 在BIM 的智能成本管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上， 通過輸入BIM 的智能成本管理系統(tǒng)，構(gòu)建BIM 模型，將組件與預(yù)算文件、承包合同、施工圖等進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，形成相互聯(lián)系。 將實(shí)際成本錄入其中，達(dá)到“三算對(duì)比”成本控制的目的[1]。

4 基于BIM 技術(shù)的智能化建筑施工發(fā)展趨勢(shì)

4.1 “可插拔”式集成應(yīng)用

BIM 技術(shù)是建筑施工數(shù)字化的一個(gè)主要方面，但目前的BIM 技術(shù)規(guī)范的內(nèi)容尚不完善，未涵蓋建設(shè)工程的所有環(huán)節(jié)。 比如，當(dāng)前主流BIM 標(biāo)準(zhǔn)IFC標(biāo)準(zhǔn)就未兼顧到人員和質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面的管理。 然而將BIM 下的建筑施工質(zhì)量管理系統(tǒng)與作業(yè)人員管理系統(tǒng)進(jìn)行集成是較為困難的。 所以，即使存在集成，集成后的系統(tǒng)也很難被取代。 但在目前信息模型標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展中，若能實(shí)現(xiàn)其集成，則能達(dá)到“可插拔”的替換模式。 也就是在集成系統(tǒng)中，將一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)類似系統(tǒng)進(jìn)行置換是非常方便的。

4.2 大數(shù)據(jù)分析功能的建立及應(yīng)用

在工程建設(shè)中，如何確定施工方案、承包方、建設(shè)材料等都涉及了決策問題。這種決定常常要求參照過去的經(jīng)驗(yàn)。 而利用BIM 技術(shù)所獲得的建設(shè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)和其它管理數(shù)據(jù)，由于其具備全面性和相關(guān)性，將成為最好的數(shù)據(jù)來源。這種數(shù)據(jù)越多，就越有價(jià)值。 在此基礎(chǔ)上，利用這些數(shù)據(jù)對(duì)工程建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行大數(shù)據(jù)的處理和對(duì)比，從而為工程建設(shè)項(xiàng)目提供科學(xué)的決策依據(jù)。

4.3 BIM 技術(shù)與自動(dòng)化及機(jī)器人技術(shù)的集成應(yīng)用

在新時(shí)代建設(shè)的情況下， 如若自動(dòng)化技術(shù)可以使機(jī)器取代人工，則可以通過機(jī)器人和自動(dòng)化設(shè)備來實(shí)現(xiàn)全流程的施工。 然而，如何利用準(zhǔn)確的時(shí)間和空間信息，使其代替人完成工程建設(shè)任務(wù)，則是當(dāng)務(wù)之急。 這就需要將BIM 技術(shù)與自動(dòng)化、機(jī)器人相集成。

4.4 BIM 技術(shù)與語義網(wǎng)技術(shù)的集成應(yīng)用

語義網(wǎng)技術(shù)是一種很好的表示標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)的方法。 在我國(guó)，有許多關(guān)于建設(shè)工程的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定，比如：建設(shè)工程質(zhì)量驗(yàn)收等。此外，各種標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的規(guī)定常常涉及時(shí)空。比如，為便于維護(hù)，在設(shè)備和建筑物之間留下多大間隔。 將BIM 技術(shù)與語義網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，就可以按照規(guī)范，對(duì)BIM 模型部件的尺寸及位置等進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，減少相關(guān)人員在建筑施工中的對(duì)標(biāo)工作量。

5 結(jié)語

綜上所述，要達(dá)到智能建筑施工，任重而道遠(yuǎn)。當(dāng)前，智能建筑尚處在初級(jí)階段。在將來，建筑行業(yè)將推動(dòng)建筑的數(shù)字化，這樣才能互相推動(dòng)，互相補(bǔ)充，同時(shí)也推動(dòng)了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度。在這一過程中，BIM 技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用將會(huì)不斷起到舉足輕重的作用。