基于BIM 和RFID 技术的装配式建筑施工过程管理研究

文｜福州市一建建设股份有限公司 徐接武

由于装配式建筑工程在施工过程中，涉及了构件预制、运输、装配等多个环节，并且在实际施工过程中，一旦某个环节出现误差，会给后续工程施工建设活动的顺利推进造成阻碍，因此，为了切实提升工程项目各环节施工建设管理工作的质量安全，将BIM、RFID 技术融入到工程的施工管理过程中，成为了一项极为必要的工作。

1.装配式建筑施工质量影响因素

对当前装配式建筑工程施工建设活动进行调查分析后，可以了解到PC 构件产品质量缺陷、缺乏专业管理人员、临时支撑不牢固等问题的存在，都可能对后续施工建设活动的顺利进行造成阻碍。现阶段，为了降低装配式建筑工程施工质量影响因素量化分析工作的难度，可以按照如图1所示的流程，完成装配式建筑工程质量影响因素的分析，然后以李克特量表为基础，对会影响工程施工质量的因素进行描述，再采用问卷调查并且应用信度检验的方式，对调查结果可行度进行检查的方式，明确会影响工程项目质量的因素，以便在工程施工过程中，通过加强对上述因素管理的方式，为后续质量管理工作的顺利开展提供支持。

图1 装配式建筑工程施工质量影响因素体系构建流程

2.BIM 与RFID 技术的应用方法

2.1 BIM、RFID 技术在装配式建筑项目中的应用

在科学技术飞速发展的背景下，各种新型的工程施工建设材料、施工管理方案不断涌现，进一步提升了当前建筑工程项目的质量，装配式建筑工程施工技术就是现代化建筑工程施工中的一种绿色低碳的施工方式，得到了当前建筑业的广泛欢迎。但需要注意的是，由于装配式建筑工程施工技术的应用时间相对较短，在实际施工过程中，会对工程施工质量产生影响的因素相对较多,通过查询文献资料的方式，对已经确定的质量影响因素进行罗列，并将这些因素整理成表达清晰、语言简练的初始因素表，然后将表制成问卷发放给房地产开发企业从业人员、建筑施工企业工作人员、高等院校相关专业教师等人员，如表1 所示为部分会对装配式建筑施工过程产生质量影响的因素访谈统计结果。

表1 装配式建筑施工过程质量影响因素访谈结果

考虑到在装配式工程施工建设活动开展过程中，受上述因素的影响，装配式建筑工程的最终质量可能无法满足工程建设的预期目标要求。现阶段，为了切实提升工程项目的质量安全，在工程施工建设管理过程中，应用如图2 所示的层次分析法，明确可能对工程施工建设产生影响的因素，并在后续工程施工过程中，以评价模型为参照，在明确装配式建筑工程实体质量形成过程的同时，合理应用BIM、RFID 技术加强工程施工全过程的管控，成为了一项切实提升装配式工程施工管理质量，降低施工安全事故出现概率的重要举措。具体来说，BIM 技术指的是建筑信息模型化技术，在实际应用过程中，可以用数字完成建筑的物理、功能特性的表达，实现建筑工程不同阶段、不同专业间信息的有效集成与协同；RFID 技术指的是无线射频识别技术，在应用过程中，电子标签不需要与阅读器直接接触，直接利用空间磁场或电磁耦合就可以实现信息的有效交换，在当前建筑工程施工过程中，这一技术的应用，可以通过自主识别、自主追踪、多标签同时阅读等方式，提升工程现场管理质量。考虑到装配式建筑工程施工建设，往往需要使用大量的PC 构件，若施工管理质量偏低，那么预制件的装配将会出现某些问题，进而给后续施工建设活动的顺利开展造成严重的阻碍。为了切实解决上述问题，可以将上述两种技术方法融入到施工管理过程中，首先，应用BIM 技术构建装配式建筑的信息模型，并将其作为项目的数据库；其次，应用RFID 技术采集与建筑工程相关的PC 构件基本信息、PC 构件位置信息、机械设备相关信息等内容；最后，将RFID系统采集到的数据信息传递至BIM 系统中，实现BIM 模型的实时更新，以便为后续构件堆放位置、运输路线的确定、PC 构件的吊装等工作的开展提供参照，保证装配式建筑工程施工活动能够成为一个完整的动态管理工作流[1]。

图2 基于层次分析法的影响因素体系结构图

2.2 以BIM、RFID 技术为基础，施工管理系统的架构

在工程项目的实际施工建设过程中，BIM、RFID 技术可以在构件制作、运输、入场、现场管理、吊运等阶段发挥极为重要的作用。

首先，装配式建筑工程应用的建筑构件大多是在明确施工建设活动需要后，由装配件生产厂家在工厂进行集中生产，在此阶段，一旦构件尺寸出现误差，那么必然会给后续工程施工建设活动的顺利开展造成阻碍，现阶段，为了切实保障构件的质量安全，可以将RFID 编码技术融入到构建生产过程中，通过对构建进行项目编码、位置数型标注等方式，在为构件生产活动顺利开展提供支持的同时，为后续构件的安装提供参照。同时，在构件运输过程中，为了尽可能提升运输效率，降低运输成本，同样可以以构件的编码信息为参照，制定更适合构件运输的方案，降低运输过程中构建因磕碰、摩擦等情况出现，而导致构件破损，无法满足后续施工建设活动需要的情况出现概率。举例来说，在某小区建设过程中，为了实现不同建筑构件的有效划分，在构件生产制造过程中，相关工作人员将RFID 标签植入了构件中，并按照如表2 所示的构建编码体系格式，实现了构建属性信息的有效编辑，在将编辑信息放入构件中以外，将构件包含的信息传输给了工程项目建设人员，为后续工程施工活动的顺利推进创造了良好的条件[2]。

表2 构建编码体系格式

其次，在构件进场前，可以参照RFID编码信息，对构建的规格、质量进行检查，在保证检查合格后，合理利用BIM 技术，完成构件堆放位置的模拟工作，并对构件的运输路线加以规划，然后依据工程项目的建设需要，完成构件的进场工作。在此过程中，为了降低二次搬运问题的出现概率，可以利用RFID 阅读器，将与构件相关的信息传输至BIM 模型中，尽可能实现构件与施工建设区域的点对点放置，为后续构件吊装工作的顺利开展创造良好的条件。

最后，在构件吊装过程中，为了尽可能降低误差的出现概率，可以利用BIM 技术，参照工程施工进度，形成构件4D 施工吊装模拟动画，通过对施工进度以及施工过程中可能出现的各类问题进行预演的方式，保证吊装人员能够明确自身的工作内容，避免失误现象的出现。此外，为了切实提升工程项目的施工效率，可以利用RFID 阅读器，实时采集吊装工作的实际情况，并将吊装情况，反映到BIM 模型上，以便为后续施工活动的开展提供可靠的参照。

2.3 BIM、RFID 技术在安全管理中的应用

在当前的装配式建筑工程施工过程中，BIM、RFID 技术可以实现在工程施工范围内施工人员所处位置的有效定位。具体来说，尽管传统的施工管理过程中，相关管理人员也可以借助摄像监控、无线通信等设备实现施工人员所在位置的定位，但这种定位方式相对复杂，且同时定位多人的难度较大，现阶段为了切实解决上述问题，可以将RFID 技术应用到人员定位工作中，利用横纵坐标实现多人员目标的迅速定位。同时，在BIM、RFID 技术应用过程中，可以实现施工现场各区域安全性以及施工人员的类别进行有效的划分。举例来说，在装配式工程项目施工过程中，为了避免后续施工安全事故的出现，往往需要施工人员对某些危险性较高的区域进行检修，在此过程中，为了尽可能保障施工人员的人身安全，需要令除检修人员以外的施工人员及时撤出检修区域。此时，为了切实提升工作人员管理工作的质量与效率，可以利用BIM、RFID 技术，对检修区域进行分区，对工作人员进行区分，保证非检修人员能够及时离开检修区域。同时，在检修过程中，一旦有非检修人员重新进入到了该区域，BIM、RFID 技术也可以及时发出警报，便于相应工作人员及时引导非检修人员离开这一区域。

3.BIM 与RFID 技术的应用实例

3.1 工程概况

某住宅工程分甲、乙两个地块，甲地块为一层地下室、地上1—4#楼，乙地块为1 层地下室局部2 层和地上5—9#楼，建筑总面积为133470.16m2，在实际施工过程中，总体结构工程预制率为20%，设计PC 结构有预制叠合板、预制楼梯、部分预制叠合梁三种主要构件，在实际安装过程中，为了保证工程的顺利推进，应用了如图3 所示的施工管理流程，加强了工程项目的施工管理。

图3 施工管理流程

3.2 BIM、RFID 技术的应用

由于本次工程项目的整体施工管理流程较为复杂，因此，在对BIM、RFID 技术应用情况进行分析时，不仅需要在施工前加强施工人员的培训，保证PC 件的质量安全，还需要在施工阶段加强工程施工建设的管理，在施工后对施工质量进行检验，以便达到切实提升工程施工质量的目的，由于工程整体施工管理过程相对复杂，本文主要以施工管理为例，对BIM、RFID 技术的应用情况进行了介绍。具体来说，在PC 构件吊装工作开始前，为了尽可能准确掌握进场构件的管理与提升吊装工作的精准度，在项目大门收料处、材料堆场、吊装现场（如图4 所示）应用RFID 技术进行定期扫描，然后将得到的扫描后数据实时对接构件材料管理系统并进行点云处理后，与BIM 模型数据信息进行比较，直观地分析实际施工现场PC 构件进场、已安装及损耗情况，对BIM 模型加以更新，自动完成多楼栋形象进度模型，并实时完成后续PC构件生产的动态调整工作[3]。

图4 PC 件吊装现场

4.结论

总而言之，BIM、RFID 技术可以实现施工现场情况的实时采集、施工建设模型的有效整合，将上述两种技术应用到工程施工建设活动中，可以有效提升工程施工建设活动的质量安全，在提升当前装配式工程项目建设质量的同时，为现代化建筑工程的可持续发展提供助力。