前沿信息技术在装配式建筑建设管理中的应用研究 王新毅

发表时间:2021/6/22   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:王新毅1 高文欣2
[导读] 摘要:随着对装配式建筑以及信息技术在其全生命周期应用研究的不断深入,在装配式建筑建设管理方面已取得一定的成果。
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        摘要:随着对装配式建筑以及信息技术在其全生命周期应用研究的不断深入,在装配式建筑建设管理方面已取得一定的成果。通过实地调研以及对业主方、设计单位、生产厂家、运输公司、施工单位等利益相关者的访谈,发现已有的BIM技术和RFID技术在装配式建筑建设管理中不能解决设计阶段设计信息缺乏互操作性、信息传递缺乏时效性、装配过程缺乏精准性以及装配式建筑群数据的传递与互通等问题。
        关键词:前沿信息技术;北斗定位技术;云技术
        装配式建筑具体是指建筑的部分或全部构件在工厂预制完成,然后运输到施工现场,将构件通过可靠的连接方式组装而成的建筑。目前,装配式建筑的迅速发展源于国家层面和地方政府给予的大力支持。为解决装配式建筑建设管理过程中面临的设计信息缺乏互操作性、信息传递缺乏时效性、装配过程缺乏精准性以及大数据管理等难题,提出将建筑信息模型、P-BIM、无线射频识别技术、北斗定位技术、云技术应用于装配式建筑建设管理中。以期实现装配式建筑设计信息无缝对接,设计、生产、运输、装配全过程实时信息的可视化和实时监控管理,预制构件装配精准化,城市大规模装配式建筑群大数据的互通与管理,从而提升装配式建筑的建设管理水平。本文在宏观层面上基于已有的 BIM 技术和RFID技术,提出运用P-BIM平台、北斗定位技术以及云技术等前沿信息技术较为系统地解决目前装配式建筑全生命周期管理中遇到的技术难题,以期实现对装配式建筑建设过程的智能化、可视化、精益化和简便化管理。
        1 前沿信息技术平台需求分析
        在装配式建筑施工管理过程中,预制构件和利益相关者的多样性导致了信息管理的复杂性,关系到装配式建筑的施工进度和经济效益。目前,装配式建筑施工管理效率较低,面临以下问题:设计阶段各设计软件之间缺乏协同设计平台,导致设计信息缺乏互操作性;装配体系结构设计、生产、运输、装配全生命周期产生的实时信息缺乏共享平台,导致信息传递缺乏及时性;装配阶段缺乏先进的辅助定位技术,导致预制构件装配精度不高;城市大型装配式建筑产生的海量数据缺乏集中管理平台,无法更好地利用产生的经验数据。为了更好地解决上述问题,通过实地调研和对装配式建筑利益相关者的访谈,提出了对上述四个技术问题的需求分析。
        2集成软件的设计信息在设计阶段缺乏互操作性
        采用装配式建筑施工技术的一个重要功能是在设计和生产阶段提前解决施工阶段的问题,将设计模式由现场施工转变为工厂化生产和现场拼装的新模式,这就要求在设计阶段运用产业化思维,重新建立企业之间的分工与合作,使建筑、结构、给排水、施工现场的施工更有效地利用暖通设计信息,电气等专业软件形成完整的共享机制。由于不同设计软件在数据库、功能和操作方式上的差异,这些软件生成的数据信息不能相互识别,缺乏互操作性。虽然不同的软件公司打着BIM的旗号,但目的是推广自己的商业软件,导致不同软件公司的BIM是孤立的,信息无法共享,存在“信息孤岛”。因此,我们需要设定相同的目标来连接所有的“信息孤岛”,以提高互操作性,但如何实现信息孤岛的连接仍然是一个技术问题。


        3装配式建筑全过程的信息传递缺乏时效性
        BIM作为工程项目的信息共享平台和实时信息传递工具,有利于利益相关者之间的信息传递和共享,但不能实现与项目的同步。目前,为了更好地利用BIM解决预制构件设计、生产、运输、装配过程中的信息化管理问题,将增加新的技术问题,如如何将预制构件在设计阶段的基本信息传递到生产阶段,如何将预制构件的装配信息传递到现场的施工人员。据观察,建筑工人经常使用标记来标记预制构件。通常,这些工作人员不知道这样做的目的,这在很大程度上导致构件信息与建筑信息模型中存储的设计信息之间的脱节。因此,为了保证信息在传递过程中的及时性,需要选择一种特定的工具来识别和记录非现场预制过程中产生的信息流。
        4预制构件装配过程缺乏精准性
        装配式建筑现场装配过程中,由于预制构件的大量性和特殊性,装配工人需要在规定的工期内准确无误地装配所有预制构件成为另一大技术难题。装配过程缺乏精准性可能导致工期延误,施工单位将承担一定的施工进度风险[4]。目前,在预制构件装配过程中,虽然BIM能提供可视化信息,施工工人通过BIM能将预制构件与装配位置一一对应,但由于缺乏技术性、专业性和精准性的定位工具,装配过程容易出现难于控制装配位置、需要反复装配以及容易碰撞相邻构件等情况,经常会导致二次搬运,降低装配效率,增加施工成本。因此,迫切需要通过选取一种特定的定位工具来保证预制构件装配过程的精准性。
        5城市大规模装配式建筑群的大数据管理
        在城市大规模装配式建筑建设过程中,装配式建筑和涉及的利益相关者数量众多。同时,伴随着装配式建筑全生命周期的展开,设计、生产、运输以及装配全过程中会产生大量的文档、图片、图纸、合同等数据信息,并且这些数据信息在不断地更新,数据呈现出体量巨大、格式繁多、关联复杂、变动频繁、互操作性弱等特点[11]。由于数据信息之间缺乏互操作性和时效性,导致这些海量的数据信息并没有被充分利用,通常被储存在各个数据服务器中,无法对所有装配式建筑进行纵向及横向的对比分析,无法通过这些已有的、零散的数据得出经验性数据,也无法同时对多个装配式建筑群更好地进行项目管理。因此,如何管理这些海量数据已成为一大技术难题,亟待需求城市大规模装配式建筑群大数据综合管理平台。
        结语
        本文通过对装配式建筑利益相关者的访谈,总结出目前装配式建筑建设管理过程中面临的设计信息缺乏互操作性、信息传递缺乏时效性、装配过程缺乏精准性以及装配式建筑群大数据管理等难题。在宏观层面上提出将BIM技术、P-BIM平台、RFID技术、北斗定位技术以及云技术等前沿信息技术运用在装配式建筑建设管理过程中。以期实现对装配式建筑建设过程的智能化、可视化、精益化和简便化管理。在未来的研究中,需进一步从微观层面上解决目前装配式建筑建设管理过程中的技术难题,将前沿信息技术真正运用在装配式建筑建设管理过程中。
        参考文献:
        [1] 董苏然,许晓文,付素娟.BIM技术在装配式建筑设计中的应用实践[J].建设科技,2017(3):37-39.
        [2] 曹江红,纪凡荣,等.基于BIM的装配式建筑质量管理[J].土木工程与管理学报,2017,34(3):108-113.
        [3] 韩友强.BIM 技术在装配式建筑结构施工中的应用[J].建材与装饰,2016(34):32-33.
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