智慧建造概述課件

第1章智慧建造概述1.1智慧建造的特點1.2智慧建造的體系和組織形式1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制第1章智慧建造概述1.1智慧建造的特點11.1智慧建造的特點

１.１.１智慧建造理念的特點智慧建造理念的特點主要包括以下３個方面.(１)提高信息創(chuàng)建質(zhì)量和信息利用率.(２)采用精細(xì)化管理,提高資源利用率,實現(xiàn)低碳節(jié)能目標(biāo).(３)以BIM技術(shù)為核心.下一頁返回1.1智慧建造的特點

１.１.１智慧建造理念的特點下一頁21.1智慧建造的特點

１.１.２BIM技術(shù)在智慧建造中的意義智慧建造理念的出現(xiàn)為建筑工程領(lǐng)域帶來了新的機遇,它能保證各個參與方的利益.(１)對建設(shè)方或業(yè)主來說,智慧建造理念能降低成本、提高工程質(zhì)量、減少資源浪費,從而保證更多利益.(２)對承包方來說,智慧建造理念能在過程中實現(xiàn)資源合理分配、工期實時動態(tài)調(diào)整、合理安排人員,減少窩工現(xiàn)象,使承包商從中獲取更高的收益.上一頁下一頁返回1.1智慧建造的特點

１.１.２BIM技術(shù)在智慧建造中31.1智慧建造的特點

相對于傳統(tǒng)建造方式,智慧建造在項目實施過程中有很大優(yōu)勢.(１)縮短工程項目周期.通過合理安排工程項目進度及人員,可以合理縮短項目周期.(２)提高企業(yè)競爭力.智慧建造理念將倒逼企業(yè)內(nèi)部運營機制與組織架構(gòu)的改革,提高信息化水平,增強企業(yè)的競爭能力.(３)提升項目參與人員的協(xié)作能力.智慧建造理念需要建立信息統(tǒng)一的共享平臺,各方依據(jù)項目的開展來增減項目信息,使得工程信息獲取更加便捷、有效,增強了各參與方的協(xié)同作業(yè)能力.同時,信息共享還能有效減少建造過程中的各類型沖突.通過合理布置現(xiàn)場,信息共享能減少施工機具碰撞,降低施工現(xiàn)場風(fēng)險,實現(xiàn)有效的質(zhì)量管理.信息共享還可以根據(jù)現(xiàn)場情況合理調(diào)整現(xiàn)場管理規(guī)定,實時監(jiān)控施工現(xiàn)場情況,更有效地提高工程質(zhì)量.上一頁返回1.1智慧建造的特點

相對于傳統(tǒng)建造方式,智慧建造在項目實41.2智慧建造的體系和組織形式

１.２.１智慧建造的體系根據(jù)智慧建造的框架體系,同時結(jié)合智慧建造子系統(tǒng)功能實現(xiàn)的橫向關(guān)系,構(gòu)建BIM技術(shù)和智慧建造的相互關(guān)系,如圖１.１所示.該建造體系基于BIM系統(tǒng)平臺設(shè)計,主要分為數(shù)據(jù)層、模型層和應(yīng)用層.通過IFC數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工具,施工企業(yè)將從設(shè)計企業(yè)獲取的BIM信息模型作為系統(tǒng)平臺運行的基礎(chǔ).同時,利用BIM信息模型與施工進度進行鏈接,生成四維建筑信息模型.四維建筑信息模型可以實現(xiàn)施工優(yōu)化控制、動態(tài)施工模擬與動態(tài)施工管理,滿足施工階段的進度目標(biāo)、成本目標(biāo)、安全目標(biāo)、質(zhì)量目標(biāo).同時,項目各方也通過系統(tǒng)平臺,設(shè)定不同的訪問權(quán)限,讓工程洽商與協(xié)調(diào)更為便捷和安全.下一頁返回1.2智慧建造的體系和組織形式

１.２.１智慧建造的體系51.2智慧建造的體系和組織形式

１.２.２智慧建造的組織形式智慧建造改變了傳統(tǒng)的建造方式,這種基于BIM技術(shù)的新理念改變了“甩圖板”的設(shè)計模式,在新型的建造過程中也將改變現(xiàn)有的建造組織形式.組織是實現(xiàn)目標(biāo)的決定性因素,因此,建立適應(yīng)智慧建造的組織形式至關(guān)重要.本節(jié)主要介紹業(yè)務(wù)組織形式和系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)模式.(１)業(yè)務(wù)組織形式.組織結(jié)構(gòu)模式可以用組織結(jié)構(gòu)圖來描述,傳統(tǒng)建造模式下的施工組織結(jié)構(gòu)如圖１.２所示.圖１.２所示的施工組織結(jié)構(gòu)為常見的線性結(jié)構(gòu),信息傳達(dá)與交換的方式比較單一,通常采用二維圖紙與紙質(zhì)文檔,各部門協(xié)調(diào)時間較長,效率低下.在BIM技術(shù)條件下,各部門的管理任務(wù)分工將發(fā)生重大變化,如表１.１所示.上一頁下一頁返回1.2智慧建造的體系和組織形式

１.２.２智慧建造的組織61.2智慧建造的體系和組織形式

從表１.１可以看出,在傳統(tǒng)施工組織結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,建立與BIM技術(shù)特點相適應(yīng)的管理任務(wù)分工,更有利于發(fā)揮BIM技術(shù)的優(yōu)勢.為更好地利用BIM技術(shù),完成各自的任務(wù)分工,團隊需要組建一個項目施工BIM工作小組.該BIM工作小組協(xié)調(diào)各部門完成４D進度模擬、虛擬建造、動態(tài)碰撞等技術(shù)任務(wù),實現(xiàn)施工建造過程的優(yōu)化管理及進度、安全、質(zhì)量、成本的高效控制,同時,BIM人才配備也至關(guān)重要.上一頁下一頁返回1.2智慧建造的體系和組織形式

從表１.１可以看出,在傳統(tǒng)71.2智慧建造的體系和組織形式

(２)系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)模式.系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)模式主要分析該體系的信息組織形式和硬件拓?fù)湫问?信息組織形式主要研究組織結(jié)構(gòu)模式、組織分工及工作流程組織.硬件拓?fù)湫问街饕枋鍪┕そㄔ祀A段整個BIM信息管理平臺在構(gòu)建過程中,各信息終端交互設(shè)備和數(shù)據(jù)庫核心區(qū)的具體要求以及連接狀態(tài).設(shè)計單位完成的建筑信息模型包含的是基礎(chǔ)信息,主要包括三維建筑模型幾何信息、材料信息、相應(yīng)建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范信息等.施工單位需要在施工階段進一步完善所需要的內(nèi)容,主要包括工程變更、材料設(shè)備采購、施工進度、人員調(diào)度、構(gòu)件裝配、成本等信息.從模型集成信息的內(nèi)容量和形式來看,施工單位所承擔(dān)的任務(wù)最重.因此,施工單位要依據(jù)實際所需完善的BIM信息情況來配置計算機硬件,同時,也要考慮BIM工作小組的人員規(guī)模.圖１.３所示為BIM信息管理平臺工作模式.它表明了一般建筑信息模型所需的硬件及其連接形式.上一頁下一頁返回1.2智慧建造的體系和組織形式

(２)系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)模式.系81.2智慧建造的體系和組織形式

BIM數(shù)據(jù)庫核心區(qū)設(shè)備是指運行BIM信息管理平臺創(chuàng)建、訪問、查詢、提取、更新等操作的服務(wù)器.其主要功能包括施工建造過程中進度成本信息的創(chuàng)建、物資采購部門對材料設(shè)備信息的查詢、各工程量的統(tǒng)計與提取,以及工程變更所對應(yīng)信息的更新等.但超大型工程項目包含的BIM模型數(shù)據(jù)信息量非常龐大,僅由末端輸入、輸出設(shè)備來承擔(dān),會對設(shè)備造成極大負(fù)擔(dān),甚至影響系統(tǒng)穩(wěn)定性,無法發(fā)揮BIM技術(shù)的最大優(yōu)勢.因此,由數(shù)據(jù)庫核心區(qū)設(shè)備主機服務(wù)器甚至是利用云計算來充當(dāng)該角色,不僅能提高信息創(chuàng)建、訪問、查詢、提取、更新的速度,而且對信息的維護、管理也有一定的安全保障.上一頁下一頁返回1.2智慧建造的體系和組織形式

BIM數(shù)據(jù)庫核心區(qū)設(shè)備是91.2智慧建造的體系和組織形式

信息終端交互設(shè)備是指各種輸入、輸出設(shè)備.其包括圖形工作站、筆記本電腦、平板電腦、智能手機、激光打印機或手持智能設(shè)備等.PC作為必備的輸入、輸出設(shè)備,為了應(yīng)對高信息存儲,其配置勢必需要一定的提高.例如,歐特克官網(wǎng)提供了Revit軟件入門級、合理級、推薦級配置需求,按照需求配置設(shè)備能節(jié)約成本.為便于隨時隨地讀取項目信息、獲取資料,可以采用GraphisoftSE公司制作的一款在智能手機上查看三維建筑信息模型的軟件BIMx,如圖１.４所示.上一頁返回1.2智慧建造的體系和組織形式

信息終端交互設(shè)備是指各種輸101.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

１.３.１施工準(zhǔn)備階段優(yōu)化控制管理施工準(zhǔn)備階段的主要工作包括施工文件準(zhǔn)備、施工條件準(zhǔn)備、施工開工準(zhǔn)備、安全文明施工準(zhǔn)備.在施工準(zhǔn)備階段的工作會影響后續(xù)工作的展開,包括安全、質(zhì)量、進度、成本等.BIM技術(shù)可以在這個階段完成項目的碰撞檢查、４D模擬、虛擬建造等具體應(yīng)用,以有效地控制施工過程中的潛在風(fēng)險,減少不必要的損失,保證工程順利進行.下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

１.３.１施工準(zhǔn)備階111.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(１)碰撞檢查協(xié)助圖紙會審.圖紙會審是指工程各參建單位(建設(shè)單位、監(jiān)理單位、施工單位、各種設(shè)備廠家)收到設(shè)計院施工圖設(shè)計文件后,對圖紙進行全面細(xì)致的熟悉,審查出施工圖中存在的問題及不合理情況并提交設(shè)計院處理的一項重要活動.圖紙會審由建設(shè)單位負(fù)責(zé)組織并記錄(也可請監(jiān)理單位代為組織).圖紙會審可以使各參建單位(特別是施工單位)熟悉設(shè)計圖紙、領(lǐng)會設(shè)計意圖、掌握工程特點及難點,找出需要解決的技術(shù)難題并擬訂解決方案,將因設(shè)計缺陷而導(dǎo)致的問題消滅在施工之前.監(jiān)理人員要對施工圖進行詳細(xì)的校對,對圖紙進行全面的復(fù)查;還應(yīng)站在更高的層次上,從設(shè)計項目管理的角度對設(shè)計圖紙?zhí)岢鰡栴},對設(shè)計圖紙加以優(yōu)化和完善,以提高設(shè)計圖紙的設(shè)計質(zhì)量.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(１)碰撞檢查協(xié)助圖紙121.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

圖紙會審主要是由設(shè)計人員向項目團隊或施工單位介紹設(shè)計意圖及施工注意事項,并解答由施工單位或監(jiān)理單位提出的有關(guān)設(shè)計的問題.該階段是對設(shè)計圖紙的透徹分析與施工可行與否的論證階段,是設(shè)計單位與施工單位、監(jiān)理單位,甚至業(yè)主進行溝通協(xié)同的平臺.可以利用BIM技術(shù)創(chuàng)建該平臺.三維模型讓各方直觀地了解了建筑實體,甚至其中所包含的各項技術(shù)規(guī)范.因此,若設(shè)計中存在錯誤,就會在該階段被發(fā)現(xiàn)并修正,從而避免因此而產(chǎn)生的設(shè)計變更.實踐證明,對規(guī)模較大或管線設(shè)計比較復(fù)雜的項目進行碰撞檢驗,往往可得到上千個碰撞檢驗問題.如果僅依靠人力排查構(gòu)件沖突,將是一項非常艱巨的工作.圖紙會審前,施工單位的首要任務(wù)是讀懂圖紙,這涉及設(shè)計單位移交的設(shè)計載體形式.如果在設(shè)計階段仍未使用BIM技術(shù)建立三維建筑信息模型,則施工單位可以就二維設(shè)計圖紙建立BIM模型,而建立模型的過程不僅能有效幫助施工單位理解圖紙,而且還能進行碰撞檢查,及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計錯誤,有助于開展圖紙會審.若在設(shè)計階段已經(jīng)建立BIM模型,則施工單位可以以BIM模型為基礎(chǔ),熟悉整個施工內(nèi)容,掌握施工技術(shù)難點,并驗證施工方案.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

圖紙會審主要是由設(shè)計人131.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

傳統(tǒng)施工方案的編制是通過分析項目的重點、難點,借助施工技術(shù)人員或?qū)＜业慕?jīng)驗分析,完成施工方案的設(shè)計與調(diào)整優(yōu)化.但是,由于傳統(tǒng)施工方案的編制過程僅依靠技術(shù)人員或?qū)＜覍椖康睦斫庖约白陨淼慕?jīng)驗,而且他們的理解和經(jīng)驗有很大的不確定性,受很多主觀因素的影響,所以傳統(tǒng)意義上施工方案的編制無法進行直觀的比較、有效的驗算和有依據(jù)的優(yōu)化,針對未來的不確定性更無法預(yù)料項目實施過程中的突發(fā)問題,對結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜或重大工程項目,完全依靠經(jīng)驗式的施工方案根本無法對項目產(chǎn)生指導(dǎo)價值,這就需要借助計算機虛擬建造技術(shù)對施工方案中的各種不確定性以及合理性進行提前預(yù)演,以對項目進行有效控制,在各類方案中進行比對與優(yōu)化.圖１.５所示為基于BIM的虛擬建造技術(shù)優(yōu)化施工方案的應(yīng)用流程.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

傳統(tǒng)施工方案的編制是通141.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

基于BIM的虛擬建造技術(shù)優(yōu)化施工方案應(yīng)滿足以下３個功能.①動態(tài)建模功能.施工方案利用虛擬建造技術(shù)編制的內(nèi)容包括方案動態(tài)建模、方案比較與分析、方案優(yōu)選、方案優(yōu)化以及結(jié)果評價等.其中,方案動態(tài)建模包括建筑環(huán)境、擬訂方案的建立、邊界條件處理、荷載條件處理等內(nèi)容.方案分析包括方案的可行性、合理性和安全性分析.②可視化功能.利用BIM技術(shù)將建立的３D模型放置在虛擬環(huán)境中,可以動態(tài)觀察各施工方案的實施過程,從而優(yōu)化施工方案.③協(xié)同作業(yè)功能.協(xié)同作業(yè)功能是指技術(shù)人員或?qū)＜以谕唤ㄖ畔⒛Ｐ椭袑ν粚ｍ検┕し桨高M行同時設(shè)計、相互交流、信息共享,以比較選擇最優(yōu)方案.同時,可以減少大量文檔生成及其傳遞時間和誤差.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

基于BIM的虛擬建造151.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(２)４D進度模擬技術(shù)檢驗可建性.４D進度模擬技術(shù)將３DBIM模型與施工進度圖(MSProject軟件編制)進行鏈接.Navisworks軟件對工程項目模擬建造,優(yōu)化施工進度,分析項目的可行性.Revit軟件具有工程量統(tǒng)計功能,可以依靠模型統(tǒng)計工程量,然后得出施工各階段所需的材料用量、施工人員數(shù)目.但是該技術(shù)需要借助工程量統(tǒng)計規(guī)范庫來完成相應(yīng)計算.目前,這樣的規(guī)范庫多來自國外,所以要提升使用效果和準(zhǔn)確性,國內(nèi)軟件廠商需要進一步努力做到本地化,提升該技術(shù)的可用性.傳統(tǒng)施工進度計劃編制主要依據(jù)技術(shù)人員的經(jīng)驗與關(guān)鍵線路工作時間控制確定,并利用網(wǎng)絡(luò)計劃與橫道圖的方法來調(diào)整施工進度計劃.因此,僅僅依靠個人經(jīng)驗與二維平面技術(shù)支撐難免會出現(xiàn)不合理的情況,從而影響后續(xù)工作的開展.而利用４DBIM模型可以控制工程項目中的每項工作,并依據(jù)３D模型統(tǒng)計的工程量進行進度安排與模擬,從精確程度和耗費的時間上對比,４D進度模擬都具有優(yōu)越性.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(２)４D進度模擬技術(shù)161.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

利用BIM技術(shù)實現(xiàn)施工準(zhǔn)備階段的４D進度模擬需完成數(shù)據(jù)信息采集、４DBIM進度模型建立、４DBIM模型數(shù)據(jù)處理等任務(wù).信息數(shù)據(jù)采集是指通過已完成的BIM模型統(tǒng)計分項工程的工程量,按照國家和地方定額規(guī)范或企業(yè)定額處理統(tǒng)計的數(shù)據(jù),得出相應(yīng)人、材、機的具體用量.４DBIM進度模型由３DBIM模型和進度計劃(MSProject軟件編制)綁定與結(jié)合確定.進度模型信息處理主要包括４D施工模擬、資源管理和進度計劃調(diào)整.根據(jù)４D進度模擬的定義、要求與內(nèi)容,設(shè)計施工準(zhǔn)備階段利用４DBIM模型的進度模擬流程(圖１.６),從而指導(dǎo)基于BIM技術(shù)的施工進度計劃的編制與調(diào)整.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

利用BIM技術(shù)實現(xiàn)施171.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(３)基于BIM的虛擬建造技術(shù)優(yōu)化施工方案.虛擬建造是在項目啟動前,通過BIM技術(shù)在計算機中提前完成的過程.虛擬建造主要采用計算機仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù),通過高性能計算機和高速網(wǎng)絡(luò),對施工建造過程中的人、資料、信息和建造過程進行模擬,以此發(fā)現(xiàn)施工建造過程中可能發(fā)生的問題.通過虛擬建造技術(shù)可以在投資、設(shè)計以及施工前發(fā)現(xiàn)問題并采取相應(yīng)措施,從而降低風(fēng)險、降低成本、縮短工期等,同時,還可以增強工程項目的競爭力以及各參與方在建造過程中的決策和控制能力.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(３)基于BIM的虛181.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

１.３.２施工過程中進度、資源、成本動態(tài)管理影響施工管理的關(guān)鍵工作是施工過程中的進度、成本和資源管理,三者相互制約、相互影響.施工進度能動態(tài)展示、直觀反映施工現(xiàn)場的真實情況,使各種施工資源能得到合理分配,將施工成本控制在預(yù)算范圍內(nèi),促使進度、資源、成本最大限度地滿足施工現(xiàn)場的實際需求.根據(jù)智慧建造體系框架,利用４DBIM信息模型,優(yōu)化控制進度、資源、成本間的沖突、矛盾,以實現(xiàn)施工建造的集成化動態(tài)管理.這是當(dāng)下施工建造向信息化、智能化、智慧化轉(zhuǎn)變的必經(jīng)之路.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

１.３.２施工過程中191.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

１.進度動態(tài)管理通過實時分析計劃進度與實際進度之間的差異,利用進度超期預(yù)警系統(tǒng)自動分析工期延誤的影響,提出相應(yīng)的后續(xù)工作進度計劃,就是基于BIM技術(shù)實現(xiàn)進度的動態(tài)管理.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

１.進度動態(tài)管理上一201.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

進度預(yù)警系統(tǒng)是依據(jù)４DBIM進度信息模型設(shè)計,其主要功能表現(xiàn)在以下幾個方面.(１)實時將現(xiàn)場施工實際進度和４DBIM進度模型中的計劃進度進行比對,系統(tǒng)可以自動分析進度.(２)分析統(tǒng)計后續(xù)工作工程量與資源需求量,優(yōu)化后續(xù)工作進度,滿足總進度計劃.(３)系統(tǒng)可以自動識別項目中的關(guān)鍵線路,分析后可知關(guān)鍵工作的進度情況.當(dāng)出現(xiàn)異動時,進度預(yù)警系統(tǒng)將自動報警,提醒施工管理人員密切注意關(guān)鍵工作的時間安排,及時采取措施調(diào)整以后工作的進度計劃和資源配置.圖１.７所示為進度預(yù)警系統(tǒng)的工作原理.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

進度預(yù)警系統(tǒng)是依據(jù)４D211.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

２.資源成本動態(tài)管理施工資源成本動態(tài)管理是在施工過程中隨著施工進度推進,結(jié)合市場價格信息,合理確定工作任務(wù)中人、材、機的用量,借以實時統(tǒng)計施工成本.資源成本動態(tài)管理系統(tǒng)能在施工條件或施工內(nèi)容發(fā)生變更時,及時調(diào)整資源配置,做到可行、科學(xué)、合理.(１)資源動態(tài)管理主要包括以下幾項.①根據(jù)施工項目進度計劃和相應(yīng)工作資源需求量,制訂人、材、機需求計劃.②根據(jù)進度分析,編制物資采購計劃、物資現(xiàn)場管理計劃,對物資倉儲進行可視化管理.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

２.資源成本動態(tài)管理221.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(２)成本動態(tài)管理主要包括以下幾項:①根據(jù)BIM模型統(tǒng)計的工程量,結(jié)合預(yù)算定額和市場信息價格,計算工程總成本.②隨著施工進度的開展,根據(jù)實際進度與計劃進度,合理調(diào)配施工資源,計算當(dāng)前施工狀態(tài)的施工成本,實時掌握、控制施工成本.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(２)成本動態(tài)管理主要231.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

３.現(xiàn)場跟蹤與檢驗實現(xiàn)４D動態(tài)碰撞檢查或進度、成本、資源沖突分析,需要現(xiàn)場實時監(jiān)控技術(shù),即無線射頻識別技術(shù)(RFID).它能跟蹤施工現(xiàn)場實時進度,結(jié)合BIM技術(shù),在施工階段起到應(yīng)用、檢查與控制作用.RFID技術(shù)是一種非接觸性的自動識別技術(shù),主要是通過射頻信號對目標(biāo)對象進行自動識別,同時獲取相應(yīng)的信息數(shù)據(jù).這種自動識別技術(shù)不需要人工干預(yù),能在各種惡劣環(huán)境中工作,特別適合施工現(xiàn)場作業(yè),同時還能識別多個標(biāo)簽,操作快捷方便.RFID技術(shù)的功能包括以下幾個方面.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

３.現(xiàn)場跟蹤與檢驗上241.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(１)控制建筑施工過程的質(zhì)量和安全.隨著科技的不斷發(fā)展,建筑施工過程中的質(zhì)量、安全問題逐漸由不可控轉(zhuǎn)變?yōu)榭煽?現(xiàn)場可以利用RFID技術(shù)追蹤建筑產(chǎn)品的生產(chǎn)、運輸和施工過程,從而確保建筑構(gòu)件質(zhì)量、施工過程質(zhì)量以及建筑成品質(zhì)量.施工現(xiàn)場是由人、材、機構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng),同時,又充滿著各種動態(tài)的、無序的、不可控的因素,安全事故頻頻發(fā)生.利用RFID技術(shù)可以有效地跟蹤各種施工動態(tài)資源,監(jiān)控各種危險源,從而控制安全事故發(fā)生.通過RFID技術(shù)的考勤、定位、預(yù)警和報警功能,可實現(xiàn)對現(xiàn)場施工的監(jiān)控管理.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(１)控制建筑施工過程251.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(２)材料、設(shè)施的追蹤、管理.德國Frankfurt國際機場的設(shè)施管理,使用電子標(biāo)簽來記錄飛機維護數(shù)據(jù),從而制訂相應(yīng)的維護計劃.２０１０年,杭州安監(jiān)部門研究開發(fā)一套混凝土攪拌車超載超速監(jiān)控管理系統(tǒng),主要目標(biāo)是控制混凝土車超載、超速等現(xiàn)象,避免發(fā)生安全事故.這些實例都是將RFID電子標(biāo)簽嵌入監(jiān)控范圍內(nèi)的材料、設(shè)備中,從而對其進行識別.施工現(xiàn)場場地堆放材料雜亂無章,材料設(shè)備的查找、使用與存放會出現(xiàn)很多問題,而RFID技術(shù)能較好地解決這些問題.通過應(yīng)用軟件管理系統(tǒng)實時監(jiān)察材料設(shè)備的使用情況,及時制訂相應(yīng)的采購計劃.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(２)材料、設(shè)施的追蹤261.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(３)材料設(shè)備管理.在施工場地受限或周圍空間條件限制的情況下,往往會存在材料設(shè)備的存儲、運輸與管理問題.材料的規(guī)格、尺寸查找錯誤或材料設(shè)備查找不到的現(xiàn)象屢見不鮮.同時,在材料設(shè)備購置、運輸和存儲管理過程中,往往通過人工輸入來確定材料設(shè)備的現(xiàn)場存儲及使用情況.人工輸入的方式可能會出現(xiàn)信息輸入緩慢、錯誤,甚至信息查找困難等問題,從而影響整個施工進度.在上述情況下,需要發(fā)揮RFID技術(shù)與BIM技術(shù)結(jié)合的優(yōu)點.首先,將電子標(biāo)簽嵌入需要監(jiān)控追蹤的材料設(shè)備或現(xiàn)場構(gòu)件,通過RFID技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)及時地將監(jiān)控追蹤信息傳遞到相應(yīng)的軟件管理系統(tǒng).然后,通過BIM技術(shù)將追蹤實時信息進行處理,轉(zhuǎn)變?yōu)槭┕に璧倪M度資源管理信息,如圖１.８所示.RFID技術(shù)與BIM技術(shù)的結(jié)合,不僅具有利用RFID技術(shù)獲取信息方便多樣、傳遞速度快、準(zhǔn)確程度高的優(yōu)點,而且具有通過BIM技術(shù)對采集的信息進行加工處理并應(yīng)用到調(diào)整優(yōu)化施工進度、施工方案等的優(yōu)點.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(３)材料設(shè)備管理.在27智慧建造概述課件281.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(４)施工進度管理.RFID技術(shù)在施工進度控制中起獲取進度信息的作用,在４D施工進度模型中添加RFID系統(tǒng),使進度信息獲取的方式自動化,實現(xiàn)整個４D施工進度流程自動化,減少人工輸入的缺漏和錯誤.由于施工階段變化因素多,如工程變更、客觀環(huán)境因素等,所以往往需要調(diào)整施工計劃進度以滿足施工實際的需求.采用MSProject軟件編制的施工進度計劃調(diào)整時,往往需要調(diào)整后續(xù)工作的安排.采用如圖１.９所示的進度控制方式,則可以控制施工實際進度.首先,在施工現(xiàn)場,通過RFID閱讀器實時獲取現(xiàn)場材料設(shè)備的運輸存儲信息、構(gòu)件生產(chǎn)信息以及構(gòu)件的入場吊裝信息等.然后,根據(jù)工程實際進度,調(diào)整在施工準(zhǔn)備階段已經(jīng)建立的４DBIM進度計劃模型,構(gòu)建４D施工實時模型,最終通過信息反饋來指導(dǎo)現(xiàn)場施工.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(４)施工進度管理.R291.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

４.預(yù)制構(gòu)件的加工與安裝BIM技術(shù)應(yīng)用到預(yù)制加工過程,將大大優(yōu)化預(yù)制加工的流程化、信息化與工廠化.基于BIM技術(shù)的預(yù)制加工流程使得整個預(yù)制加工過程的信息可靠、真實,減少由于人為因素對施工圖紙的理解、判斷錯誤.結(jié)合傳統(tǒng)預(yù)制加工流程,設(shè)計基于BIM技術(shù)的預(yù)制加工流程,如圖１.１０所示.施工單位可以將預(yù)制加工構(gòu)件的BIM模型信息流轉(zhuǎn)給預(yù)制加工工廠或預(yù)制加工分包商,預(yù)制加工商通過提取BIM模型中相關(guān)的構(gòu)件信息,利用數(shù)據(jù)庫的分類統(tǒng)計功能對同一構(gòu)件進行分段、編號、工程量統(tǒng)計等,大大減少統(tǒng)計時間.同時,利用BIM的可視化功能對預(yù)制構(gòu)件進行預(yù)拼裝模擬,不僅可以直觀地指導(dǎo)實際操作,還可以檢查拼裝過程中存在的問題.由于通過訪問數(shù)據(jù)庫可以獲取預(yù)制構(gòu)件的分類統(tǒng)計信息,因此預(yù)制構(gòu)件加工工廠可以就同一型號、材質(zhì)的構(gòu)件進行批量生產(chǎn).這不僅確保了生產(chǎn)效率,而且集中生產(chǎn)方式使得傳統(tǒng)施工方式向工廠化施工方式轉(zhuǎn)變.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

４.預(yù)制構(gòu)件的加工與301.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

５.竣工交付階段管理施工單位按照施工合同完成整個工程項目后,施工建造過程進入項目竣工交付階段.竣工交付階段主要由項目經(jīng)理向總監(jiān)理工程師提交竣工驗收報告,并由建設(shè)單位組織施工單位、監(jiān)理單位、設(shè)計單位等進行竣工驗收.在傳統(tǒng)的竣工交付階段,施工單位的主要工作包括施工文件檔案管理、竣工決算管理和工程項目試運行管理.基于BIM技術(shù)的智慧建造過程,從設(shè)計階段或施工準(zhǔn)備階段引入BIM模型.隨著工程項目的開展,BIM模型包含的數(shù)據(jù)庫也在不斷完善.因此,在施工竣工交付階段,施工單位完全可以按業(yè)主的要求提交BIM竣工模型.BIM模型精度也由LOD３００提升到LOD５００級別,以便于后期運維使用.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

５.竣工交付階段管理311.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(１)BIM竣工模型交付.傳統(tǒng)的竣工圖是在竣工時,由施工單位按照施工實際情況畫出的圖紙,因為在施工過程中難免有修改.為讓客戶(建設(shè)單位或使用者)能比較清晰地了解土建工程、房屋建筑工程、電氣安裝工程、給水排水工程中管道的實際走向及其他設(shè)備的實際安裝情況,國家規(guī)定在工程竣工后施工單位必須提交竣工圖.傳統(tǒng)上竣工圖以紙質(zhì)或電子文檔作為載體提交,但竣工圖往往會出現(xiàn)與實際施工不符的情況,也會出現(xiàn)材料替換交代不詳?shù)认嚓P(guān)的工程變更問題.但是,竣工階段的BIM模型已經(jīng)在施工過程中逐步完善施工信息(包括工程變更信息),所以,BIM竣工模型可以減少或消除傳統(tǒng)竣工圖存在的隱患.BIM竣工模型與傳統(tǒng)竣工圖的區(qū)別主要表現(xiàn)在表現(xiàn)形式、載體、內(nèi)容與特點等方面.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(１)BIM竣工模型321.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

BIM竣工模型是一個集參數(shù)化、可視化與信息化一體的三維模型,不僅可以得到二維平面竣工圖,還可以即時查閱各種工程變更、施工質(zhì)量技術(shù)資料、施工進度成本等信息.BIM竣工模型與傳統(tǒng)竣工圖的主要區(qū)別如表１.２所示.若涉及混凝土強度等級改變、鋼筋代換以及墻、板、內(nèi)外裝修材料變更,則傳統(tǒng)竣工圖在圖紙上修改,但這種二維線條方式很難表達(dá)清楚,因此,需要通過加注或采用索引的方法加以說明.而BIM竣工模型遇到上述變更問題時,只需要替換相應(yīng)的材料,修改相應(yīng)鋼筋與混凝土等級即可.例如,某建筑應(yīng)業(yè)主要求變更門的尺寸與類型,若使用傳統(tǒng)竣工圖,則不僅要更改門的尺寸、嵌入的墻體尺寸,還要加注說明,結(jié)算時相應(yīng)工程量(門及墻體)也需重新計量;若使用BIM竣工模型,則只需修改相應(yīng)門的尺寸數(shù)值與類型、材質(zhì)等信息,相應(yīng)墻體尺寸與工程量統(tǒng)計會自動修正.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

BIM竣工模型是一個331.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(２)竣工結(jié)算管理.竣工結(jié)算是指一個建設(shè)項目或單項工程、單位工程全部竣工后,發(fā)承包雙方根據(jù)現(xiàn)場施工記錄,設(shè)計變更通知書,現(xiàn)場變更鑒定,定額預(yù)算單價等資料,進行合同價款的增減或調(diào)整計算.竣工結(jié)算應(yīng)按照合同有關(guān)條款和價款結(jié)算辦法的有關(guān)規(guī)定進行,當(dāng)二者有出入時,以價款結(jié)算辦法的規(guī)定為準(zhǔn).根據(jù)工程情況,決算超過預(yù)算的現(xiàn)象非常普遍,主要原因一般是設(shè)計變更產(chǎn)生的費用變更,或招標(biāo)投標(biāo)階段時間限制導(dǎo)致工程量計算錯誤等.傳統(tǒng)工程量統(tǒng)計工作往往需要預(yù)算員通過手工計算工程實體的工程量.雖然隨著各種算量軟件的出現(xiàn),工程量統(tǒng)計工作便捷很多,但利用算量軟件進行工程量統(tǒng)計需要重新將圖紙導(dǎo)入軟件中,同時,還需要依靠預(yù)算員的專業(yè)知識、相關(guān)規(guī)范以及二維圖紙中的工程信息,這會耗費大量的人力與時間.上一頁返回下一頁1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(２)竣工結(jié)算管理.竣341.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

BIM模型除幾何信息外還包含豐富的數(shù)據(jù)信息,BIM軟件可以對這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計計算.因此,借助BIM模型的非幾何信息統(tǒng)計運算功能,能加快竣工結(jié)算工作的開展,減少大量人工統(tǒng)計工程量的工作量與潛在錯誤.某工程的BIM模型的門窗匯總統(tǒng)計如表１.３

表１.３所示.上一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

BIM模型除幾何信息35圖１.１BIM技術(shù)和智慧建造的相互關(guān)系

返回圖１.１BIM技術(shù)和智慧建造的相互關(guān)系

返回36圖１.２傳統(tǒng)施工組織結(jié)構(gòu)

返回圖１.２傳統(tǒng)施工組織結(jié)構(gòu)

返回37智慧建造概述課件38圖１.３BIM信息管理平臺工作模式

返回圖１.３BIM信息管理平臺工作模式

返回39圖１.４BIMx軟件使用截圖

返回圖１.４BIMx軟件使用截圖

返回40圖１.５基于BIM的虛擬建造技術(shù)優(yōu)化施工方案的應(yīng)用流程

返回圖１.５基于BIM的虛擬建造技術(shù)優(yōu)化施工方案的應(yīng)用流程

41圖１.６基于BIM的施工進度模擬流程

返回圖１.６基于BIM的施工進度模擬流程

返回42圖１.７進度預(yù)警系統(tǒng)的工作原理

返回圖１.７進度預(yù)警系統(tǒng)的工作原理

返回43圖１.８結(jié)合RFID技術(shù)與BIM技術(shù)進行施工現(xiàn)場管理

返回圖１.８結(jié)合RFID技術(shù)與BIM技術(shù)進行施工現(xiàn)場管理

44圖１.９結(jié)合RFID技術(shù)與BIM技術(shù)控制進度

返回圖１.９結(jié)合RFID技術(shù)與BIM技術(shù)控制進度

返回45圖１.１０基于BIM技術(shù)的預(yù)制加工流程

返回圖１.１０基于BIM技術(shù)的預(yù)制加工流程

返回46表１.１基于BIM技術(shù)的施工管理任務(wù)分工

返回表１.１基于BIM技術(shù)的施工管理任務(wù)分工

返回47表１.２BIM竣工模型與傳統(tǒng)竣工圖的對比

返回表１.２BIM竣工模型與傳統(tǒng)竣工圖的對比

返回48表１.３BIM模型的門窗匯總統(tǒng)計

返回表１.３BIM模型的門窗匯總統(tǒng)計

返回49表１.３BIM模型的門窗匯總統(tǒng)計

返回表１.３BIM模型的門窗匯總統(tǒng)計

返回50第1章智慧建造概述1.1智慧建造的特點1.2智慧建造的體系和組織形式1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制第1章智慧建造概述1.1智慧建造的特點511.1智慧建造的特點

１.１.１智慧建造理念的特點智慧建造理念的特點主要包括以下３個方面.(１)提高信息創(chuàng)建質(zhì)量和信息利用率.(２)采用精細(xì)化管理,提高資源利用率,實現(xiàn)低碳節(jié)能目標(biāo).(３)以BIM技術(shù)為核心.下一頁返回1.1智慧建造的特點

１.１.１智慧建造理念的特點下一頁521.1智慧建造的特點

１.１.２BIM技術(shù)在智慧建造中的意義智慧建造理念的出現(xiàn)為建筑工程領(lǐng)域帶來了新的機遇,它能保證各個參與方的利益.(１)對建設(shè)方或業(yè)主來說,智慧建造理念能降低成本、提高工程質(zhì)量、減少資源浪費,從而保證更多利益.(２)對承包方來說,智慧建造理念能在過程中實現(xiàn)資源合理分配、工期實時動態(tài)調(diào)整、合理安排人員,減少窩工現(xiàn)象,使承包商從中獲取更高的收益.上一頁下一頁返回1.1智慧建造的特點

１.１.２BIM技術(shù)在智慧建造中531.1智慧建造的特點

相對于傳統(tǒng)建造方式,智慧建造在項目實施過程中有很大優(yōu)勢.(１)縮短工程項目周期.通過合理安排工程項目進度及人員,可以合理縮短項目周期.(２)提高企業(yè)競爭力.智慧建造理念將倒逼企業(yè)內(nèi)部運營機制與組織架構(gòu)的改革,提高信息化水平,增強企業(yè)的競爭能力.(３)提升項目參與人員的協(xié)作能力.智慧建造理念需要建立信息統(tǒng)一的共享平臺,各方依據(jù)項目的開展來增減項目信息,使得工程信息獲取更加便捷、有效,增強了各參與方的協(xié)同作業(yè)能力.同時,信息共享還能有效減少建造過程中的各類型沖突.通過合理布置現(xiàn)場,信息共享能減少施工機具碰撞,降低施工現(xiàn)場風(fēng)險,實現(xiàn)有效的質(zhì)量管理.信息共享還可以根據(jù)現(xiàn)場情況合理調(diào)整現(xiàn)場管理規(guī)定,實時監(jiān)控施工現(xiàn)場情況,更有效地提高工程質(zhì)量.上一頁返回1.1智慧建造的特點

相對于傳統(tǒng)建造方式,智慧建造在項目實541.2智慧建造的體系和組織形式

１.２.１智慧建造的體系根據(jù)智慧建造的框架體系,同時結(jié)合智慧建造子系統(tǒng)功能實現(xiàn)的橫向關(guān)系,構(gòu)建BIM技術(shù)和智慧建造的相互關(guān)系,如圖１.１所示.該建造體系基于BIM系統(tǒng)平臺設(shè)計,主要分為數(shù)據(jù)層、模型層和應(yīng)用層.通過IFC數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工具,施工企業(yè)將從設(shè)計企業(yè)獲取的BIM信息模型作為系統(tǒng)平臺運行的基礎(chǔ).同時,利用BIM信息模型與施工進度進行鏈接,生成四維建筑信息模型.四維建筑信息模型可以實現(xiàn)施工優(yōu)化控制、動態(tài)施工模擬與動態(tài)施工管理,滿足施工階段的進度目標(biāo)、成本目標(biāo)、安全目標(biāo)、質(zhì)量目標(biāo).同時,項目各方也通過系統(tǒng)平臺,設(shè)定不同的訪問權(quán)限,讓工程洽商與協(xié)調(diào)更為便捷和安全.下一頁返回1.2智慧建造的體系和組織形式

１.２.１智慧建造的體系551.2智慧建造的體系和組織形式

１.２.２智慧建造的組織形式智慧建造改變了傳統(tǒng)的建造方式,這種基于BIM技術(shù)的新理念改變了“甩圖板”的設(shè)計模式,在新型的建造過程中也將改變現(xiàn)有的建造組織形式.組織是實現(xiàn)目標(biāo)的決定性因素,因此,建立適應(yīng)智慧建造的組織形式至關(guān)重要.本節(jié)主要介紹業(yè)務(wù)組織形式和系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)模式.(１)業(yè)務(wù)組織形式.組織結(jié)構(gòu)模式可以用組織結(jié)構(gòu)圖來描述,傳統(tǒng)建造模式下的施工組織結(jié)構(gòu)如圖１.２所示.圖１.２所示的施工組織結(jié)構(gòu)為常見的線性結(jié)構(gòu),信息傳達(dá)與交換的方式比較單一,通常采用二維圖紙與紙質(zhì)文檔,各部門協(xié)調(diào)時間較長,效率低下.在BIM技術(shù)條件下,各部門的管理任務(wù)分工將發(fā)生重大變化,如表１.１所示.上一頁下一頁返回1.2智慧建造的體系和組織形式

１.２.２智慧建造的組織561.2智慧建造的體系和組織形式

從表１.１可以看出,在傳統(tǒng)施工組織結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,建立與BIM技術(shù)特點相適應(yīng)的管理任務(wù)分工,更有利于發(fā)揮BIM技術(shù)的優(yōu)勢.為更好地利用BIM技術(shù),完成各自的任務(wù)分工,團隊需要組建一個項目施工BIM工作小組.該BIM工作小組協(xié)調(diào)各部門完成４D進度模擬、虛擬建造、動態(tài)碰撞等技術(shù)任務(wù),實現(xiàn)施工建造過程的優(yōu)化管理及進度、安全、質(zhì)量、成本的高效控制,同時,BIM人才配備也至關(guān)重要.上一頁下一頁返回1.2智慧建造的體系和組織形式

從表１.１可以看出,在傳統(tǒng)571.2智慧建造的體系和組織形式

(２)系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)模式.系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)模式主要分析該體系的信息組織形式和硬件拓?fù)湫问?信息組織形式主要研究組織結(jié)構(gòu)模式、組織分工及工作流程組織.硬件拓?fù)湫问街饕枋鍪┕そㄔ祀A段整個BIM信息管理平臺在構(gòu)建過程中,各信息終端交互設(shè)備和數(shù)據(jù)庫核心區(qū)的具體要求以及連接狀態(tài).設(shè)計單位完成的建筑信息模型包含的是基礎(chǔ)信息,主要包括三維建筑模型幾何信息、材料信息、相應(yīng)建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范信息等.施工單位需要在施工階段進一步完善所需要的內(nèi)容,主要包括工程變更、材料設(shè)備采購、施工進度、人員調(diào)度、構(gòu)件裝配、成本等信息.從模型集成信息的內(nèi)容量和形式來看,施工單位所承擔(dān)的任務(wù)最重.因此,施工單位要依據(jù)實際所需完善的BIM信息情況來配置計算機硬件,同時,也要考慮BIM工作小組的人員規(guī)模.圖１.３所示為BIM信息管理平臺工作模式.它表明了一般建筑信息模型所需的硬件及其連接形式.上一頁下一頁返回1.2智慧建造的體系和組織形式

(２)系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)模式.系581.2智慧建造的體系和組織形式

BIM數(shù)據(jù)庫核心區(qū)設(shè)備是指運行BIM信息管理平臺創(chuàng)建、訪問、查詢、提取、更新等操作的服務(wù)器.其主要功能包括施工建造過程中進度成本信息的創(chuàng)建、物資采購部門對材料設(shè)備信息的查詢、各工程量的統(tǒng)計與提取,以及工程變更所對應(yīng)信息的更新等.但超大型工程項目包含的BIM模型數(shù)據(jù)信息量非常龐大,僅由末端輸入、輸出設(shè)備來承擔(dān),會對設(shè)備造成極大負(fù)擔(dān),甚至影響系統(tǒng)穩(wěn)定性,無法發(fā)揮BIM技術(shù)的最大優(yōu)勢.因此,由數(shù)據(jù)庫核心區(qū)設(shè)備主機服務(wù)器甚至是利用云計算來充當(dāng)該角色,不僅能提高信息創(chuàng)建、訪問、查詢、提取、更新的速度,而且對信息的維護、管理也有一定的安全保障.上一頁下一頁返回1.2智慧建造的體系和組織形式

BIM數(shù)據(jù)庫核心區(qū)設(shè)備是591.2智慧建造的體系和組織形式

信息終端交互設(shè)備是指各種輸入、輸出設(shè)備.其包括圖形工作站、筆記本電腦、平板電腦、智能手機、激光打印機或手持智能設(shè)備等.PC作為必備的輸入、輸出設(shè)備,為了應(yīng)對高信息存儲,其配置勢必需要一定的提高.例如,歐特克官網(wǎng)提供了Revit軟件入門級、合理級、推薦級配置需求,按照需求配置設(shè)備能節(jié)約成本.為便于隨時隨地讀取項目信息、獲取資料,可以采用GraphisoftSE公司制作的一款在智能手機上查看三維建筑信息模型的軟件BIMx,如圖１.４所示.上一頁返回1.2智慧建造的體系和組織形式

信息終端交互設(shè)備是指各種輸601.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

１.３.１施工準(zhǔn)備階段優(yōu)化控制管理施工準(zhǔn)備階段的主要工作包括施工文件準(zhǔn)備、施工條件準(zhǔn)備、施工開工準(zhǔn)備、安全文明施工準(zhǔn)備.在施工準(zhǔn)備階段的工作會影響后續(xù)工作的展開,包括安全、質(zhì)量、進度、成本等.BIM技術(shù)可以在這個階段完成項目的碰撞檢查、４D模擬、虛擬建造等具體應(yīng)用,以有效地控制施工過程中的潛在風(fēng)險,減少不必要的損失,保證工程順利進行.下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

１.３.１施工準(zhǔn)備階611.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(１)碰撞檢查協(xié)助圖紙會審.圖紙會審是指工程各參建單位(建設(shè)單位、監(jiān)理單位、施工單位、各種設(shè)備廠家)收到設(shè)計院施工圖設(shè)計文件后,對圖紙進行全面細(xì)致的熟悉,審查出施工圖中存在的問題及不合理情況并提交設(shè)計院處理的一項重要活動.圖紙會審由建設(shè)單位負(fù)責(zé)組織并記錄(也可請監(jiān)理單位代為組織).圖紙會審可以使各參建單位(特別是施工單位)熟悉設(shè)計圖紙、領(lǐng)會設(shè)計意圖、掌握工程特點及難點,找出需要解決的技術(shù)難題并擬訂解決方案,將因設(shè)計缺陷而導(dǎo)致的問題消滅在施工之前.監(jiān)理人員要對施工圖進行詳細(xì)的校對,對圖紙進行全面的復(fù)查;還應(yīng)站在更高的層次上,從設(shè)計項目管理的角度對設(shè)計圖紙?zhí)岢鰡栴},對設(shè)計圖紙加以優(yōu)化和完善,以提高設(shè)計圖紙的設(shè)計質(zhì)量.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(１)碰撞檢查協(xié)助圖紙621.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

圖紙會審主要是由設(shè)計人員向項目團隊或施工單位介紹設(shè)計意圖及施工注意事項,并解答由施工單位或監(jiān)理單位提出的有關(guān)設(shè)計的問題.該階段是對設(shè)計圖紙的透徹分析與施工可行與否的論證階段,是設(shè)計單位與施工單位、監(jiān)理單位,甚至業(yè)主進行溝通協(xié)同的平臺.可以利用BIM技術(shù)創(chuàng)建該平臺.三維模型讓各方直觀地了解了建筑實體,甚至其中所包含的各項技術(shù)規(guī)范.因此,若設(shè)計中存在錯誤,就會在該階段被發(fā)現(xiàn)并修正,從而避免因此而產(chǎn)生的設(shè)計變更.實踐證明,對規(guī)模較大或管線設(shè)計比較復(fù)雜的項目進行碰撞檢驗,往往可得到上千個碰撞檢驗問題.如果僅依靠人力排查構(gòu)件沖突,將是一項非常艱巨的工作.圖紙會審前,施工單位的首要任務(wù)是讀懂圖紙,這涉及設(shè)計單位移交的設(shè)計載體形式.如果在設(shè)計階段仍未使用BIM技術(shù)建立三維建筑信息模型,則施工單位可以就二維設(shè)計圖紙建立BIM模型,而建立模型的過程不僅能有效幫助施工單位理解圖紙,而且還能進行碰撞檢查,及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計錯誤,有助于開展圖紙會審.若在設(shè)計階段已經(jīng)建立BIM模型,則施工單位可以以BIM模型為基礎(chǔ),熟悉整個施工內(nèi)容,掌握施工技術(shù)難點,并驗證施工方案.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

圖紙會審主要是由設(shè)計人631.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

傳統(tǒng)施工方案的編制是通過分析項目的重點、難點,借助施工技術(shù)人員或?qū)＜业慕?jīng)驗分析,完成施工方案的設(shè)計與調(diào)整優(yōu)化.但是,由于傳統(tǒng)施工方案的編制過程僅依靠技術(shù)人員或?qū)＜覍椖康睦斫庖约白陨淼慕?jīng)驗,而且他們的理解和經(jīng)驗有很大的不確定性,受很多主觀因素的影響,所以傳統(tǒng)意義上施工方案的編制無法進行直觀的比較、有效的驗算和有依據(jù)的優(yōu)化,針對未來的不確定性更無法預(yù)料項目實施過程中的突發(fā)問題,對結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜或重大工程項目,完全依靠經(jīng)驗式的施工方案根本無法對項目產(chǎn)生指導(dǎo)價值,這就需要借助計算機虛擬建造技術(shù)對施工方案中的各種不確定性以及合理性進行提前預(yù)演,以對項目進行有效控制,在各類方案中進行比對與優(yōu)化.圖１.５所示為基于BIM的虛擬建造技術(shù)優(yōu)化施工方案的應(yīng)用流程.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

傳統(tǒng)施工方案的編制是通641.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

基于BIM的虛擬建造技術(shù)優(yōu)化施工方案應(yīng)滿足以下３個功能.①動態(tài)建模功能.施工方案利用虛擬建造技術(shù)編制的內(nèi)容包括方案動態(tài)建模、方案比較與分析、方案優(yōu)選、方案優(yōu)化以及結(jié)果評價等.其中,方案動態(tài)建模包括建筑環(huán)境、擬訂方案的建立、邊界條件處理、荷載條件處理等內(nèi)容.方案分析包括方案的可行性、合理性和安全性分析.②可視化功能.利用BIM技術(shù)將建立的３D模型放置在虛擬環(huán)境中,可以動態(tài)觀察各施工方案的實施過程,從而優(yōu)化施工方案.③協(xié)同作業(yè)功能.協(xié)同作業(yè)功能是指技術(shù)人員或?qū)＜以谕唤ㄖ畔⒛Ｐ椭袑ν粚ｍ検┕し桨高M行同時設(shè)計、相互交流、信息共享,以比較選擇最優(yōu)方案.同時,可以減少大量文檔生成及其傳遞時間和誤差.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

基于BIM的虛擬建造651.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(２)４D進度模擬技術(shù)檢驗可建性.４D進度模擬技術(shù)將３DBIM模型與施工進度圖(MSProject軟件編制)進行鏈接.Navisworks軟件對工程項目模擬建造,優(yōu)化施工進度,分析項目的可行性.Revit軟件具有工程量統(tǒng)計功能,可以依靠模型統(tǒng)計工程量,然后得出施工各階段所需的材料用量、施工人員數(shù)目.但是該技術(shù)需要借助工程量統(tǒng)計規(guī)范庫來完成相應(yīng)計算.目前,這樣的規(guī)范庫多來自國外,所以要提升使用效果和準(zhǔn)確性,國內(nèi)軟件廠商需要進一步努力做到本地化,提升該技術(shù)的可用性.傳統(tǒng)施工進度計劃編制主要依據(jù)技術(shù)人員的經(jīng)驗與關(guān)鍵線路工作時間控制確定,并利用網(wǎng)絡(luò)計劃與橫道圖的方法來調(diào)整施工進度計劃.因此,僅僅依靠個人經(jīng)驗與二維平面技術(shù)支撐難免會出現(xiàn)不合理的情況,從而影響后續(xù)工作的開展.而利用４DBIM模型可以控制工程項目中的每項工作,并依據(jù)３D模型統(tǒng)計的工程量進行進度安排與模擬,從精確程度和耗費的時間上對比,４D進度模擬都具有優(yōu)越性.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(２)４D進度模擬技術(shù)661.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

利用BIM技術(shù)實現(xiàn)施工準(zhǔn)備階段的４D進度模擬需完成數(shù)據(jù)信息采集、４DBIM進度模型建立、４DBIM模型數(shù)據(jù)處理等任務(wù).信息數(shù)據(jù)采集是指通過已完成的BIM模型統(tǒng)計分項工程的工程量,按照國家和地方定額規(guī)范或企業(yè)定額處理統(tǒng)計的數(shù)據(jù),得出相應(yīng)人、材、機的具體用量.４DBIM進度模型由３DBIM模型和進度計劃(MSProject軟件編制)綁定與結(jié)合確定.進度模型信息處理主要包括４D施工模擬、資源管理和進度計劃調(diào)整.根據(jù)４D進度模擬的定義、要求與內(nèi)容,設(shè)計施工準(zhǔn)備階段利用４DBIM模型的進度模擬流程(圖１.６),從而指導(dǎo)基于BIM技術(shù)的施工進度計劃的編制與調(diào)整.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

利用BIM技術(shù)實現(xiàn)施671.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(３)基于BIM的虛擬建造技術(shù)優(yōu)化施工方案.虛擬建造是在項目啟動前,通過BIM技術(shù)在計算機中提前完成的過程.虛擬建造主要采用計算機仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù),通過高性能計算機和高速網(wǎng)絡(luò),對施工建造過程中的人、資料、信息和建造過程進行模擬,以此發(fā)現(xiàn)施工建造過程中可能發(fā)生的問題.通過虛擬建造技術(shù)可以在投資、設(shè)計以及施工前發(fā)現(xiàn)問題并采取相應(yīng)措施,從而降低風(fēng)險、降低成本、縮短工期等,同時,還可以增強工程項目的競爭力以及各參與方在建造過程中的決策和控制能力.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(３)基于BIM的虛681.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

１.３.２施工過程中進度、資源、成本動態(tài)管理影響施工管理的關(guān)鍵工作是施工過程中的進度、成本和資源管理,三者相互制約、相互影響.施工進度能動態(tài)展示、直觀反映施工現(xiàn)場的真實情況,使各種施工資源能得到合理分配,將施工成本控制在預(yù)算范圍內(nèi),促使進度、資源、成本最大限度地滿足施工現(xiàn)場的實際需求.根據(jù)智慧建造體系框架,利用４DBIM信息模型,優(yōu)化控制進度、資源、成本間的沖突、矛盾,以實現(xiàn)施工建造的集成化動態(tài)管理.這是當(dāng)下施工建造向信息化、智能化、智慧化轉(zhuǎn)變的必經(jīng)之路.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

１.３.２施工過程中691.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

１.進度動態(tài)管理通過實時分析計劃進度與實際進度之間的差異,利用進度超期預(yù)警系統(tǒng)自動分析工期延誤的影響,提出相應(yīng)的后續(xù)工作進度計劃,就是基于BIM技術(shù)實現(xiàn)進度的動態(tài)管理.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

１.進度動態(tài)管理上一701.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

進度預(yù)警系統(tǒng)是依據(jù)４DBIM進度信息模型設(shè)計,其主要功能表現(xiàn)在以下幾個方面.(１)實時將現(xiàn)場施工實際進度和４DBIM進度模型中的計劃進度進行比對,系統(tǒng)可以自動分析進度.(２)分析統(tǒng)計后續(xù)工作工程量與資源需求量,優(yōu)化后續(xù)工作進度,滿足總進度計劃.(３)系統(tǒng)可以自動識別項目中的關(guān)鍵線路,分析后可知關(guān)鍵工作的進度情況.當(dāng)出現(xiàn)異動時,進度預(yù)警系統(tǒng)將自動報警,提醒施工管理人員密切注意關(guān)鍵工作的時間安排,及時采取措施調(diào)整以后工作的進度計劃和資源配置.圖１.７所示為進度預(yù)警系統(tǒng)的工作原理.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

進度預(yù)警系統(tǒng)是依據(jù)４D711.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

２.資源成本動態(tài)管理施工資源成本動態(tài)管理是在施工過程中隨著施工進度推進,結(jié)合市場價格信息,合理確定工作任務(wù)中人、材、機的用量,借以實時統(tǒng)計施工成本.資源成本動態(tài)管理系統(tǒng)能在施工條件或施工內(nèi)容發(fā)生變更時,及時調(diào)整資源配置,做到可行、科學(xué)、合理.(１)資源動態(tài)管理主要包括以下幾項.①根據(jù)施工項目進度計劃和相應(yīng)工作資源需求量,制訂人、材、機需求計劃.②根據(jù)進度分析,編制物資采購計劃、物資現(xiàn)場管理計劃,對物資倉儲進行可視化管理.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

２.資源成本動態(tài)管理721.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(２)成本動態(tài)管理主要包括以下幾項:①根據(jù)BIM模型統(tǒng)計的工程量,結(jié)合預(yù)算定額和市場信息價格,計算工程總成本.②隨著施工進度的開展,根據(jù)實際進度與計劃進度,合理調(diào)配施工資源,計算當(dāng)前施工狀態(tài)的施工成本,實時掌握、控制施工成本.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(２)成本動態(tài)管理主要731.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

３.現(xiàn)場跟蹤與檢驗實現(xiàn)４D動態(tài)碰撞檢查或進度、成本、資源沖突分析,需要現(xiàn)場實時監(jiān)控技術(shù),即無線射頻識別技術(shù)(RFID).它能跟蹤施工現(xiàn)場實時進度,結(jié)合BIM技術(shù),在施工階段起到應(yīng)用、檢查與控制作用.RFID技術(shù)是一種非接觸性的自動識別技術(shù),主要是通過射頻信號對目標(biāo)對象進行自動識別,同時獲取相應(yīng)的信息數(shù)據(jù).這種自動識別技術(shù)不需要人工干預(yù),能在各種惡劣環(huán)境中工作,特別適合施工現(xiàn)場作業(yè),同時還能識別多個標(biāo)簽,操作快捷方便.RFID技術(shù)的功能包括以下幾個方面.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

３.現(xiàn)場跟蹤與檢驗上741.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(１)控制建筑施工過程的質(zhì)量和安全.隨著科技的不斷發(fā)展,建筑施工過程中的質(zhì)量、安全問題逐漸由不可控轉(zhuǎn)變?yōu)榭煽?現(xiàn)場可以利用RFID技術(shù)追蹤建筑產(chǎn)品的生產(chǎn)、運輸和施工過程,從而確保建筑構(gòu)件質(zhì)量、施工過程質(zhì)量以及建筑成品質(zhì)量.施工現(xiàn)場是由人、材、機構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng),同時,又充滿著各種動態(tài)的、無序的、不可控的因素,安全事故頻頻發(fā)生.利用RFID技術(shù)可以有效地跟蹤各種施工動態(tài)資源,監(jiān)控各種危險源,從而控制安全事故發(fā)生.通過RFID技術(shù)的考勤、定位、預(yù)警和報警功能,可實現(xiàn)對現(xiàn)場施工的監(jiān)控管理.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(１)控制建筑施工過程751.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(２)材料、設(shè)施的追蹤、管理.德國Frankfurt國際機場的設(shè)施管理,使用電子標(biāo)簽來記錄飛機維護數(shù)據(jù),從而制訂相應(yīng)的維護計劃.２０１０年,杭州安監(jiān)部門研究開發(fā)一套混凝土攪拌車超載超速監(jiān)控管理系統(tǒng),主要目標(biāo)是控制混凝土車超載、超速等現(xiàn)象,避免發(fā)生安全事故.這些實例都是將RFID電子標(biāo)簽嵌入監(jiān)控范圍內(nèi)的材料、設(shè)備中,從而對其進行識別.施工現(xiàn)場場地堆放材料雜亂無章,材料設(shè)備的查找、使用與存放會出現(xiàn)很多問題,而RFID技術(shù)能較好地解決這些問題.通過應(yīng)用軟件管理系統(tǒng)實時監(jiān)察材料設(shè)備的使用情況,及時制訂相應(yīng)的采購計劃.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(２)材料、設(shè)施的追蹤761.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(３)材料設(shè)備管理.在施工場地受限或周圍空間條件限制的情況下,往往會存在材料設(shè)備的存儲、運輸與管理問題.材料的規(guī)格、尺寸查找錯誤或材料設(shè)備查找不到的現(xiàn)象屢見不鮮.同時,在材料設(shè)備購置、運輸和存儲管理過程中,往往通過人工輸入來確定材料設(shè)備的現(xiàn)場存儲及使用情況.人工輸入的方式可能會出現(xiàn)信息輸入緩慢、錯誤,甚至信息查找困難等問題,從而影響整個施工進度.在上述情況下,需要發(fā)揮RFID技術(shù)與BIM技術(shù)結(jié)合的優(yōu)點.首先,將電子標(biāo)簽嵌入需要監(jiān)控追蹤的材料設(shè)備或現(xiàn)場構(gòu)件,通過RFID技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)及時地將監(jiān)控追蹤信息傳遞到相應(yīng)的軟件管理系統(tǒng).然后,通過BIM技術(shù)將追蹤實時信息進行處理,轉(zhuǎn)變?yōu)槭┕に璧倪M度資源管理信息,如圖１.８所示.RFID技術(shù)與BIM技術(shù)的結(jié)合,不僅具有利用RFID技術(shù)獲取信息方便多樣、傳遞速度快、準(zhǔn)確程度高的優(yōu)點,而且具有通過BIM技術(shù)對采集的信息進行加工處理并應(yīng)用到調(diào)整優(yōu)化施工進度、施工方案等的優(yōu)點.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(３)材料設(shè)備管理.在77智慧建造概述課件781.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(４)施工進度管理.RFID技術(shù)在施工進度控制中起獲取進度信息的作用,在４D施工進度模型中添加RFID系統(tǒng),使進度信息獲取的方式自動化,實現(xiàn)整個４D施工進度流程自動化,減少人工輸入的缺漏和錯誤.由于施工階段變化因素多,如工程變更、客觀環(huán)境因素等,所以往往需要調(diào)整施工計劃進度以滿足施工實際的需求.采用MSProject軟件編制的施工進度計劃調(diào)整時,往往需要調(diào)整后續(xù)工作的安排.采用如圖１.９所示的進度控制方式,則可以控制施工實際進度.首先,在施工現(xiàn)場,通過RFID閱讀器實時獲取現(xiàn)場材料設(shè)備的運輸存儲信息、構(gòu)件生產(chǎn)信息以及構(gòu)件的入場吊裝信息等.然后,根據(jù)工程實際進度,調(diào)整在施工準(zhǔn)備階段已經(jīng)建立的４DBIM進度計劃模型,構(gòu)建４D施工實時模型,最終通過信息反饋來指導(dǎo)現(xiàn)場施工.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

(４)施工進度管理.R791.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

４.預(yù)制構(gòu)件的加工與安裝BIM技術(shù)應(yīng)用到預(yù)制加工過程,將大大優(yōu)化預(yù)制加工的流程化、信息化與工廠化.基于BIM技術(shù)的預(yù)制加工流程使得整個預(yù)制加工過程的信息可靠、真實,減少由于人為因素對施工圖紙的理解、判斷錯誤.結(jié)合傳統(tǒng)預(yù)制加工流程,設(shè)計基于BIM技術(shù)的預(yù)制加工流程,如圖１.１０所示.施工單位可以將預(yù)制加工構(gòu)件的BIM模型信息流轉(zhuǎn)給預(yù)制加工工廠或預(yù)制加工分包商,預(yù)制加工商通過提取BIM模型中相關(guān)的構(gòu)件信息,利用數(shù)據(jù)庫的分類統(tǒng)計功能對同一構(gòu)件進行分段、編號、工程量統(tǒng)計等,大大減少統(tǒng)計時間.同時,利用BIM的可視化功能對預(yù)制構(gòu)件進行預(yù)拼裝模擬,不僅可以直觀地指導(dǎo)實際操作,還可以檢查拼裝過程中存在的問題.由于通過訪問數(shù)據(jù)庫可以獲取預(yù)制構(gòu)件的分類統(tǒng)計信息,因此預(yù)制構(gòu)件加工工廠可以就同一型號、材質(zhì)的構(gòu)件進行批量生產(chǎn).這不僅確保了生產(chǎn)效率,而且集中生產(chǎn)方式使得傳統(tǒng)施工方式向工廠化施工方式轉(zhuǎn)變.上一頁下一頁返回1.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

４.預(yù)制構(gòu)件的加工與801.3智慧建造對施工管理的優(yōu)化控制

５.竣工交付階段管理施工單位按照施工合同完成整個工程項目后,施工建造過程進入項目竣工交付階段.竣工交付階段主要由項目經(jīng)理向總監(jiān)理工程師提交竣工驗收報告,并由建設(shè)單位組織施工單位、監(jiān)理單位、設(shè)計單位