基于装配式建筑BIM信息协同管理平台的应用研究

李炳永

（四川城市职业学院，四川 成都 610101；西南石油大学，四川 成都 610500）

1 研究背景

当前，我国建筑业已从传统粗放的管理模式向工业化、数字化的方向发展，智慧工地、数字孪生等概念的提出和实施，使得建筑项目的管理方式得以根本性的变化，对装配式建筑项目的信息管理方式也应有本质的不同。“传统的管理方法不再适合装配式建筑项目，这种新的建筑生产方式需要信息管理智慧、先进的信息技术和云的建设管理计算、大数据和人工智能、移动互联网等先进的信息管理技术，再装配式建筑项目的管理中，通过建筑虚拟模型对各构件及重要结构赋予ID和构件信息、变形观测信息等，再将这些信息集成到项目信息管理平台，实现建造过程中利益相关各方信息共享与专业协同的新型信息管理方式”［1，2］，这种信息管理工作方式在装配式建筑工程设计、生产、施工和运维环节的具体应用，为新型智慧工地提供了实际应用框架支持，同时为装配式建筑的前期设计、生产加工、施工安装和运行维护等阶段提供了高效的信息管理手段［3］。刘濠，洪洁茹等提出在BIM模型阶段就考虑构件与二维码技术相结合，在构件设计、生产、安装及运维过程中，构件编码为唯一标记，以二维码为统一载体形成完整的装配式建筑BIM模型设计、生产、施工数据链，可解决传统装配式建筑设计、生产及施工管理中的信息孤岛问题。本文以装配式项目为例，结合智慧工地和数字孪生技术，着力于装配式建筑项目建造过程，通过BIM信息化模型与专业协同管理信息平台，提出一套完整的装配式建筑信息化管理方法。

2 项目信息化流程管理前期策划

信息化管理对于装配式建筑而言，即利用信息化技术可视化、可追踪等优势，装配式建筑的风险管理具有了新的解决方式。本文以成都市龙泉驿区第八小学装配式建筑项目为例，探讨装配式建筑项目的信息化管理，该小学校位于驿都大道北侧，蒲草路与八一大路交汇处，紧邻大面公立卫生院，规划36个班小学，预留6个班，投资估算价为4.05亿元，用地面积：15682平方米，建筑面积：52436平方米。其中：必配基本校舍20298平方米，增配用房及其附属设施19302m2，地下室15363m2（地下室满铺）。因地形、面积局限，龙泉驿区第八小学校将打造成立体花园式校园，给人轻松愉悦之感，以减轻高密度环境对学校师生带来的心理紧张感，同时使校园各个功能空间得到充分利用。信息化管理主要涵盖前期规划、构件生产-仓储-安装阶段、项目进度-质量-成本的管理阶段、安全管控、智慧施工等部分。

在该项目的初步设计完成之前，装配式设计团队介入，对该项目适合做装配式建筑的教学楼、学生宿舍及食堂做进行前期策划，尽可能的将部品部件进行数据或模数上面的统一，便于工厂后期的加工。招标过程中，业主单位依据项目的具体需求，在招标文件中明确要求投标方提交具有项目所有设计、施工技术信息的具有施工图深度的BIM模型。城院工业化研究中心负责项目构件深化设计，构件的生产和运输，按照业主单位要求，该研究中心提供了以龙泉八小学校项目BIM模型做为数据源头，对数据进行提取和加工，应用专业软件及相应算法，自动生成的工程量清单，同时，根据工程量清单结合企业定额库完成工程造价，供业主单位进行直观评审，具体的信息管理流程如图1所示。

图1 BIM协同信息管理平台

3 BIM 信息化管理在构件生产-仓储-安装阶段的应用

3.1 预制构件的生产、构件ID和二维码的产生

通过BIM模型及专业协同管理信息平台，对该项目数字技术管理包含信息获取、信息协同处理、信息输出等环节。在建造过程中，项目业主、预制构件生产单位、项目施工单位、设备运行管理等各方的权限不同，但数据均通过平台上传，便于建造人员的跟踪和质量检验，提高工作效率。系统首先接受的是设计单位提交的BIM信息化模型，该模型的导入然后再转换为平台所需的格式的数据，但BIM模型的三维显示和整体性不受影响，在输入的过程中，不同构件被赋予独立的属性ID，并将信息进行储存，构件ID以及构件的生产标签信息统一，该过程中对构件ID进行物理实体化是其核心技术。无论采用二维码技术还是条形码技术，若将构件的属性准确表达即可，为了便于识读和验收，现在大多数构件厂都使用了二维码作为构件标签。

3.2 预制构件的仓储信息管理

构件生产方在接到施工方发出的构件需求计划后，根据各方共同使用的管理平台信息，将构件信息输入至生产线，构件生产顺序就是构件安装顺序，即先吊装的先生产，后吊装后生产，构件制作完毕后随即附上含有构件ID的二维码。仓储人员扫描二维码构件信息和管理平台上发布的施工现场的需求计划，逐一核对、确认无误后考虑好构件使用的先后顺序进行堆放仓储，然后再派出运输车辆将构件运送至工地现场。若构件信息与平台上的需求计划不一致，不允许出厂，应与生产方核对构件的真实信息和安装位置，调整出厂顺序和批次，确认构件信息无误后，双方确认方可进入仓储和出厂程序。

3.3 预制构件安装信息管理

构件运送至施工现场，吊装之前，现场工人要对构件二维码进行识别，明确构件附带信息和安装位置与现场时间装位置一致后，方可进行吊装，若吊装顺利完成，工人将通过构件标签在系统中确认该构件最终安装状态。此外，利用激光扫描仪定期记录安装后关键构件和关键结构，在系统内监测构件之间的缝隙和垂直度的变化情况，并将实际观测结果上传到管理平台，管理人员可以在整个建造阶段对装配质量进行控制。整个安装阶段将在进度追踪和实时状态模块中显示，结合BIM信息管理技术和激光扫描检测的协同数字化建造管理流程完成。若信息核对有误或遇无法安装的情况，则需进一步落实该构件信息和安装信息，直至顺利安装后方可签字确认，否则有构件厂运回核实清楚信息后进入下一安装批次。

4 BIM信息化及专业协同管理信息平台的安全管理

BIM信息化及专业协同管理信息平台为工程提供一个风险可控、智能排查、保障有利的安全管理平台；在施工过程中，通过GPS定位、红外感应、人脸识别、温度感应、位移监测等技术，实现对人、机、料、法、环等安全因素的监督与管控，全方位的安全保障体系的建立，采用数字化技术手段，进行全面风险感知、识别、预警、处置，并对管理数据进行之恩概念分类、汇总、记录，以期实现项目管理零事故，零污染的安全管理目标。

5 结语

本项目通过应用装配式建筑信息化的管理技术，解决了工程项目中由于各个过程中零散数据所带来的一系列问题，实现了对整个工程现场人员的系统化管理，体现了智能施工平台带来的优势。BIM信息化及专业协同管理信息平台顺应了建筑行业发展的大趋势，突破了传统建筑项目管理模式中的一些管理通病，采用了系统集成、集成设计的理论和方法，生产、施工、管理和控制等要素，通过工业化、信息化、数字化、智能化的体系集成，促进当前装配式建筑的总体质量保证和可持续发展。