5G+BIM技术在建筑工程质量监测中的应用

徐 奎，李 坤

(山东理工大学 建筑工程学院，山东 淄博 255049)

0 前 言

目前，我国的建筑工程已经与BIM的结合处于正在发展的阶段，也都面临着建筑工程与BIM 的单一结合并不能充分发挥BIM的优势。本文以5G+BIM的多方面融合，以求BIM技术在建筑工程中得到更深入的发展，而面对传统质量监测的问题，通过PDCA循环模式研究问题，通过5G+BIM技术在PDCA模式的应用，来更全面地解决质量监测中的问题。

1 建筑工程质量监测中的技术要素分析

1.1 5G技术的特点和应用

5G是指第五代移动通信技术。5G具有高速率、海量连接等特性，可以满足施工现场信息的智能感知。5G 技术的高带宽、低延时等特征，可以实现施工现场与BIM模型的交互孪生。5G 技术的自组织网络、D2D 通信、M2M 通信，可以实现施工作业的多方协同。在建筑工程行业中的主要应用领域包括施工现场的智慧监控、高频扫描、数据传输与处理、无线传感，可以解决建筑工程项目管理存在的协同性差、时效性与精准性等问题，提高施工管理的信息化与智能化水平[1]。5G技术特点见图1。

图1 5G技术特点和应用

1.2 BIM技术的特点和应用

建筑信息模型(BIM)技术应用在建筑工程设计、建筑工程施工和建筑工程管理的计算机工具。通过建筑数据信息和建筑信息模型的结合，可以实现在建筑工程项目规划，运营和维护过程中发挥巨大作用。BIM技术的特点之一就是可视化，可以将各种建筑组成物通过三维模型以图像的形式显示出来，以更直观的方式方便工程决策。BIM技术有可协调性的特点，可以通过分析建筑信息模型来解决建筑工程中的碰撞问题，生成报表，帮助设计人员修改，并在施工前解决好问题。BIM技术具有模拟性的特点，BIM技术不仅是模拟设计出来的建筑模型，而且可以模拟不能在真实场景中进行操作的事物[2]。BIM技术有可协调性的特点，可以通过分析建筑信息模型来解决建筑工程中的碰撞问题。技术拥有可出图性的特点，可以提供建筑设计图纸、构件加工图纸、综合管线图等。

1.3 PDCA模型的内容

PDCA模型(见图2)中，P指Plan,代表计划，包括项目的方针，目标和规划的指定；D指Do,代表实施，根据计划制定具体的实施方案，并提出预期目标；C指Check,代表检查，对实施方案的执行情况进行分析，出现问题及时调整方案；A指Act,代表处理，对整体的数据进行分析整合，总结经验，在PDCA模式中应用良好的，继续应用在其他方面，应用存在问题的，及时总结处理，在下一个PDCA循环模式中改善。PDCA质量管理模式可以不断消除质量管理工作中存在的问题，合理应用质量管理工作中成功的地方，这样就会不断优化质量管理工作，提升质量管理效率，消除建筑工程质量管理通病，保证建筑工程的整体质量[3]。

图2 PDCA模型

2 现阶段建筑工程质量监测中面临的问题

2.1 材料和机械质量问题

在建筑工程质量管理过程中，材料的质量和设备的应用将直接影响施工项目的工程质量。工程收单在具体施工过程中已逐步形成物资采集、材料质量检验等一系列有关管理流程，但在具体的施工管理时，仍然会出现建材质量不合格的现象[4]。主要表现在施工中对建筑材料质量控制不到位，建筑材料进场记录不规范，出现问题时未及时跟踪调查，材料使用记录不完善，未进行相关材料性能检测，导致部分不合格品流入。另外，在施工中，由于缺乏对机械设备的日常维护保养，相关操作人员对规范化操作知之甚少，甚至有各种违规行为，严重限制了机械设备的作用，使最终工程质量下降。因此，有必要重视建筑材料和机械设备。

2.2 施工技术和方法不规范

施工的具体流程主要包括工程在实际施工时所涉及的技术方案、设计要求、施工组织设计等方面[5]。如果在施工工程中不按照规范和标准进行施工，那么就会引起质量问题，或者由于施工人员的理论水平和实践能力的限制，没有学会相关的规范和标准，在施工中也会引起质量问题。因此，要重视对施工人员的技术培训，提高技术水平，加强规范意识。

2.3 质量巡查不完善

在质量检查过程中，对施工问题的描述不够清晰细致，导致整改不到位。加之各种问题积累，不能及时跟进，不能及时解决，时间长了就会导致遗忘。面对诸多问题不能及时总结，管理层不能及时了解项目情况。质量验收过程不规范，存在疏漏或差错。

3 基于PDCA模型分析建筑工程质量监测

3.1 建筑工程质量监控计划(P)阶段

P阶段的主要工作是找到建筑施工现场存在的问题，并对这些问题进行系统分析，制定有针对性的改进目标，进而确定达到该目标的措施及方法[6]。在建筑工程质量管理中主要存在以下问题：①材料和机械质量问题；②施工技术和方法不规范；③质量巡查不完善。根据建筑工程质量管理中存在的问题，可制定以下措施：①对于材料和设备的质量检测形成完善的管理流程，在施工过程中对材料和设备进行动态质量检测，确保材料和设备达到相应要求；②规范施工技术，按照统一的技术规范和标准进行施工，同时加强对施工人员的培训，考核达标后方可进行作业；③规范质量检查流程，对质量检查的问题进行系统分类，及时跟进质量问题。

3.2 建筑工程质量监控实施(D)阶段

D阶段主要是对P阶段的计划的实施。①对于建筑材料除了完成施工前的质量检验，在施工进场后要规范进场记录、使用记录，材料出现问题后及时跟进。运用5G+BIM技术对建筑材料进行动态质量管理，随时随地掌握材料的质量问题。在设备进场后，注重对设备的维修养护，运用5G+BIM技术实时掌握设备的使用情况，损坏情况，然后及时进行维修养护，确保设备的安全性。②根据相关要求确定统一的施工规范和标准，并严格按照规范和标准进行施工。针对施工工人技术水平的差异，对他们进行专业技术培训，运用5G技术进行网络授课，学习先进的技术知识，运用BIM技术对施工流程进行模拟，增强施工工人对技术规范的深入理解。培训结束后运用5G技术对施工人员进行在线考核，考核合格后方可进行施工作业。③运用BIM技术规范质量检查的流程，将复杂的流程简单化，在BIM平台固化流程，然后按照固定的流程进行质量检查，对于存在的问题通过5G上传到BIM平台，整改完成后将整改结果通过5G传输到BIM平台，方便管理者的管理，并且在整个施工过程中进行动态监测，了解实时情况。

3.3 建筑工程质量监控检查(C)阶段

C阶段主要是对D阶段制定的措施的执行情况以及目标完成程度的检查。在质量检查过程中，要求实事求是地对照工作计划阶段所确定的建筑工程质量目标进行逐项检 查，无论是否达到预期目标，都要详细记录[7]。将检验结果与实施计划进行比较，对达到预期目标的部分按施工质量目标继续进行；对未达到预期目标的部分，检查计划执行过程中是否存在问题，并提出有效的解决方案，并在施工过程中动态监控建设工程质量，以确保建设工程的质量和安全。

3.4 建筑工程质量监测处理(A)阶段

在建筑工程项目完成后，针对施工过程中的各项数据进行分析整理，对于质量监测效果进行评价。对于PDCA模式应用效果良好的部分，总结经验，制定相应的规范应用到其他同类型的项目中。对于施工过程中还未合理解决的问题，总结在PDCA模式中的经验，进行深入且全面的分析，找到问题的根源，制定有效的解决方法。

4 5G+BIM技术在建筑工程质量监测的应用

在建筑材料经过检测合格进入施工现场后，运用5G技术对建筑材料实行动态跟踪监测，记录建筑材料的进场，使用情况，损坏情况，并将实时的数据传输到BIM平台。对于出现损坏的材料重新进行质量检测，并运用BIM技术进行使用情况的模拟，如果可以进行使用，根据BIM模拟的情况进行维护或使用，如果不能正常使用，就进行退场，二次处理等。最后将材料的生命周期的所有数据通过5G传输到BIM平台，为以后的施工积累经验。在设备经过检测合格后进入施工现场后，运用5G技术进行动态实时监测，监测操作人员是否按照规范操作，监测设备的使用情况、损坏情况并将实时的数据传输到BIM平台。通过BIM技术的可视化，模拟性对设备的生命周期进行模拟，根据模拟情况制定合理的养护计划。通过5G技术将设备维修、养护情况的数据传输到BIM平台进行系统的整理和分析，不断优化养护方案。

根据施工设计要求，选择统一的施工规范和标准。按照统一的规范和标准和规范施工，能提高施工质量和施工效率。而BIM平台则可以根据规范和标准模拟施工过程，根据施工中存在的问题可以不断地协调和优化，最终确定最合理地施工方案。针对施工工人技术水平的差异，可以运用5G技术对他们开展线上和线下结合的培训方式，多方面结合来提高施工工人对于施工技术的掌握，运用BIM技术进行模拟，施工工人可以直观地看到施工的流程，并且可以通过BIM技术导出图纸，供施工时使用。培训运用5G技术对施工工人进行考核，通过照片、文字、视频等形式来加强施工工人对于技术规范的理解，切实提高他们的技术水平。

面对质量检查的复杂性，通过BIM技术把检查流程固定化，检查人员通过BIM平台的检查流程指引一步步完成质量检查，对于检查中存在的问题，通过5G技术传输到BIM平台，然后平台进行整理和分析，然后通知相关负责人对质量问题进行整改，整改完成后同样通过5G技术传输到BIM平台进行汇总。运用5G技术对建筑施工质量进行实时监测，管理人员可以实时查看施工情况，及时发现问题，根据问题提出合适的解决方案。

5 结 论

本文通过阐述了运用5G+BIM技术，结合PDCA模式对建筑工程进行质量监测。借助5G技术高速率、低延迟、高可靠、海量连接的特点，BIM技术可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性的特点，利用PDCA循环模式研究质量监测，从发现问题、提出解决方案、实施方案、检查方案、总结方案形成良性循环。运用现代技术解决传统施工质量监测的问题，从而提高建筑工程的质量。

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